猴、犬類實驗動物房布置的一些要點

李陳江

（中國石化集團上海工程有限公司，上海 200120）

近年來，世界醫藥界新藥研發層出不窮，不斷有新的藥品面世，幫助人類減輕疾病痛苦、治愈疾病，提高人類的生活質量，延長人類的壽命。在這些新藥投入人體應用前對其安全性進行嚴格評估是一個必經的過程。以活體動物作為人體替身，測試新藥的藥物動力學、藥物代謝、藥物毒性（包含其遺傳毒性）、不良反應等特性是目前最有效的新藥安全評價手段。

本文結合AAALAC（Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International）關于動物房的一些規定，以及我國的相關規范，并根據已有項目中的一些實際情況，著重討論影響動物房布置的重要因素和設計要點，以求實驗動物房的布置更實用和更合理。

由于實驗動物種類繁多，各類動物的工藝布置情況也有很大的不同，本文討論的實驗動物房僅限于猴、犬類，不包括其他動物。

1 工藝因素

1.1 單個實驗動物用房尺寸

單個動物用房作為整個動物房建筑的主要房間類型，是整個布置的最核心組成部分，房間的尺寸直接決定了布置的走向。房間尺寸受到諸多因素的影響，類似于實驗動物種類、飼養方式、地溝排布、排風方式等因素都會對房間尺寸有影響。

動物種類的影響在于：其一，按照國標規定實驗中最常用的10 kg～20 kg犬，每個犬的飼養底面積不得小于1 m2，最常用的4 kg～8 kg猴每個猴的飼養底面積不得小于0.6 m2[1]，根據以上條件可以決定單個籠具占地面積。其二，根據課題需要，在同一房間飼養的實驗動物數量，通常會有一些備份動物或者空白動物，備份或者空白動物的數量根據實驗性質以及實驗危險程度決定。

飼養方式可以分為籠養和圈養，不同的飼養方式因單個飼養單元的大小不同，同樣會導致房間尺寸的變化。

地溝的排布是大動物房的一個比較特殊的內容，一般來說由于地溝需要下沉一定的距離，對多層的建筑而言，將大動物房布置在底層對于地溝的設置是比較有利的，在樓層上設置地溝將會給隨后的設計工作帶來一定的麻煩。地溝的設置也有不同的方式，如果條件許可，設置更粗的下水管道將對動物糞便的排凈比較有利，在下水口設置攔渣網可以有效避免下水道堵塞的情況發生，但是需要在布置中考慮清理需要的空間。

排風方式的選擇也會影響到房間的尺寸，如果選擇頂送頂排，那么會節省下四角或者墻上排風管的位置，但是同時也一定程度上犧牲了房間溫濕度的均勻性；如果選擇四角排風，那么必須留出足夠的距離給排風管，以保證四角的排風速度不至于過高導致噪聲超標等問題產生。

綜合以上這些因素后，可以基本上確定單個動物房的尺寸，也為整個布置工作做了準備。

1.2 主要配套設施的要求

配套實驗室作為每個動物房必不可少的功能部件之一，同樣也是影響布置的重要元素。最常見的實驗室，如：毒理實驗室、生理實驗室、解剖室、遙測室等等。設計過程中，需要確認每個實驗室的要求、設備狀況、特殊要求，比如：隔音、電磁屏蔽等。配套實驗室是以動物組織為實驗對象的，原則上說布置在靠近動物房的區域更為合適。

籠具清洗可以由專業清洗機完成也可以由人工手動清洗。犬籠和猴籠的重量、體型較大，除非課題結束或者其他意外情況，籠具在位清洗可以作為日常清洗的一個不錯的選擇。犬籠、猴籠并不需要很頻繁的進入籠具清洗機或者運至集中清洗的房間進行清洗，所以，籠具清洗房間適當考慮暫存籠具位置即可。

動物飼養房間的消毒一般也是在動物課題結束或者特殊情況下才進行的。氣化雙氧水消毒方法（VHP）要求單個房間送排風可關閉，以免影響其他運行中的動物實驗室。

1.3 動物飲用水

自動飲用水裝置作為近年來比較先進的技術不斷普及，它可以大大減輕動物房工作人員的勞動強度，保證每個動物的飲用水，但對于需要計量飲水或者代謝實驗的動物并不適合。同時，需要考慮好減壓站位置、數量，沖洗水排放點等因素。減壓站的布置需要按照動物房的布置進行調整，動物籠具的數量也會影響其位置，因此也是布置中值得注意的一個因素。

自動飲用水裝置技術含量較高，通常由專業成套供應商提供，布置過程中需要為此預留公用工程配套設施，并留出足夠空間。

2 建筑因素

2.1 建筑外形

建筑外形對內部布置有著比較大的影響，雖然說異型的建筑物也有可能布置出流程合理的動物房，但是需要在設計方案階段對動物房布置的特點、業主要求、配套設施等進行綜合考慮，以盡可能提高建筑利用率。

另外，從建筑美觀角度，沒有外窗的建筑可能外立面相對比較單調，但對于實驗動物房而言，外窗的設置有可能對動物用房的溫度均勻性、動物照度等產生影響，因此，盡量不靠近外窗設置動物用房是一個比較好的選擇。當然，也可以通過設置假窗等其他建筑手段來避免上述問題的發生。

2.2 單走廊與雙走廊

在設計最初期就需要決定使用何種走廊方式，可以是單走廊、雙走廊或者兩者的組合。單走廊方式所有動物房都向著同一走廊開門，物流路線都是交叉的，清污物流只能通過時間上實現錯開。正如圖1[2]中顯示的，無論是將籠具拿出來清洗還是送回房間都要進入中間的混合走廊。而圖2[2]中顯示了一種改進型的單走廊布置，這種布置能夠實現清洗過程中清污籠具的分開，圖中箭頭方向表示了籠具的運行方向。

雙走廊布置中每個房間都有兩扇朝著不同走廊開啟的門，一扇向著清潔走廊，另一扇朝著污染走廊，圖3～圖5[2]中顯示了各種雙走廊的布置方式，可以總結為清污一樣長（圖3）、清短污長（圖4）、清長污短（圖5）三種形式。很明顯對于控制污染更為重要的系統，應該選用清長污短的形式；而對于保證潔凈更為重要的系統，應該采用清短污長的形式。這三種形式都能保證單向流的要求。

其實，對于動物房布置而言，并沒有所謂最好的布置，也不存在一種布置能夠滿足所有的動物實驗的需求，設計時需要充分聽取使用者對于實驗的需求，仔細的考慮選擇哪種走廊的形式。

動物房的設計關鍵在于整個動物房中的物流設計。讓污染的籠具高效的從動物房進入清洗場所而盡量少的污染整個動物房；讓未被檢疫的動物進入動物房系統，在檢疫不合格時又能順利離開而不影響現有動物房的運行。為了讓清潔物流和污染物流不交叉，需要付出非常大的空間代價。如果空間上比較局限，有些時候可能不可避免的有一些交叉的出現。因此，需要事先確認的是實驗的性質。保護的目標到底是保證動物房的清潔，以保證潔凈為目的（保護內部），還是保證動物房的危險實驗材料不外泄，以保證不污染為目的（保護外部）。所以，設計前需要確認實驗的性質，諸如普通藥物實驗這類不涉及高生物危害的實驗就是以保證潔凈為目的的，保證的是實驗的準確性，避免外界環境的變化對動物的影響而影響實驗結果；反之，涉及到高生物活性等環境危害非常大的實驗，顯然就應該以保護外界環境不受實驗的影響為要務。

單走廊的優缺點[2]：最顯著的優點莫過于對于空間的更有效利用，單走廊需要更少的循環空間，動物房也只有一扇外門，房間里有更多的空間可以使用。相較于它的優點而言，隱患也很明顯，單走廊存在著不可回避的交叉污染的可能性。清潔籠具和污染籠具共用同一條走廊，移動籠具、動物、飼料、墊料等都會對環境造成影響。單走廊布置的使用者可能不得不選擇更頻繁的檢測環境、消毒環境，更多的更衣、清洗，而這些活動可能還是難以保證整個環境的潔凈。

雙走廊的優缺點[2]：雙走廊布置無論是從物流的情況、還是管理的便利性上，在以往的實踐中都被證明是非常卓越的，但是也存在一些缺陷，比如：空間的浪費。將很多的空間用于走廊對于使用者來說可能是一件非常沒有效率的事情。不光是空間的浪費，維持這些空間的潔凈度，會使得之后的運行費用成倍攀升，并且壓差的問題也可能會造成污染空氣容易在同一個雙走廊區域內傳播。

2.3 建筑空間要求

對于多層建筑，樓梯、電梯的設置是不可缺少的。布置過程中需要綜合考慮樓梯、電梯位置，不同出入口分開設置的規范要求，人流、物流聯系和輸送的便利性，以及消防安全疏散距離等因素，避免返工。

圖1 雙向人，物流單走廊典型布置

圖2 單向人，物流單走廊典型布置

圖3 單向人，物流雙走廊典型布置

圖4 單向人，物流雙走廊適合屏障設施典型布置

足夠的建筑空間以安排各類公用工程管線對保證動物房正常運行尤為重要，也是布置中必須考慮的因素。過小的建筑空間將會給項目投入運行以后的維護工作帶來極大的不便。其原因在于動物房是常年運行的，而且吊頂空間內的設施繁多，包括：定風量閥（包含其相應的直管段要求）、再加熱器（包含其對應的供回水配管）、大量的送排風（煙）管道、消防管道、供電橋架、通訊橋架、動物房供水、排水（糞便管材質、坡度）管道等，如果沒有足夠的維護和維修空間，一旦發生設施損壞、管道泄漏等情況而不能及時修復，對于正在進行的動物實驗將產生重大影響，特別是針對長周期的研究項目而言，積累了數年的實驗數據可能需要重新來過，損失將是難以挽回的。

3 空調因素

3.1 動物房送排風方式

動物房的送排風系統一般考慮安裝定風量閥門，原因在于每個動物房空調系統一般由若干個動物用房組成，而每個動物用房內所進行的實驗課題往往是不同的，其實驗周期也不相同，造成每個房間的使用結束時間點不同。在課題結束時需要對房間進行徹底消毒，除了沖洗、搬走籠具統一清洗外還需要對房間進行熏蒸（采用氣化雙氧水VHP）。熏蒸的時候房間的送排風都應該關閉才能達到熏蒸的效果。安裝了定風量閥門能夠保證每個房間單獨消毒時不影響其它房間的空氣環境，從而保證其他房間的實驗質量。

動物房的排風方式有頂送頂排、頂送下排兩種方式可以選擇。由于犬、猴類動物房飼養數量較多，氣味較重，一旦換氣次數不能達到一定數量（不能僅限滿足于規范最低要求），就可能會導致動物房的空氣環境較差。如果氣味很重，對于動物房工作人員的勞動保護也是非常不合適的。

筆者建議在動物房內均采用四角下排風的形式，這種形式的缺點就是占用了動物房的面積，但是對于房間的溫濕度控制、氣味排出均有很好的幫助，同時，房間內的空氣質量均一度好，顯然也更能保證藥物實驗結果的準確性，犧牲的面積是物有所值的。需要注意的是不能將下排風口離地面過近[3]，否則容易將靠近地面的灰塵卷起影響室內環境。

3.2 動物房的溫濕度控制

設計過程中，應該根據不同動物要求控制室內的溫濕度。對于飼養了不同數量的動物的房間，動物的發熱、發濕總量也不同，導致各個房間的溫濕度負荷不同，但讓這些不同負荷的房間必須達到規定的溫濕度要求[4]。為了解決這個問題，目前常用的方式是在送風末端設置再加熱器和再加濕器，對各不同溫濕度要求的區域的溫度和相對濕度進行微調[5]。

3.3 空調分區與節能

有些動物房為了節能，設置多個空調分區，在某些區域不使用的時候可以關閉系統，待需要時再次重新清潔、驗證、運行。從節能角度看，這個方法確實不失為一種解決方案，但是這個方法會帶來一系列的問題：首先，項目的初期投資會增大，加上重新開啟需要清潔、驗證的費用，可能比節省下的電費要大，需要做經濟評估才能做出判斷；其次，由于增設了空調系統，吊頂內的風管會成倍增加（送、排風系統都增加），對于吊頂空間本來就不是很充裕的項目來講，實現的困難較大。綜合來看，設置多個空調分區后，節能效果方面確實值得肯定，對于一次建設分期使用的用戶確實比較適合，但一次性的投入也是相當大的，需要綜合考慮后，慎重決定。

空調機房的大小、布置都會影響空調分區?？照{機房可以布置在與動物房同層，也可以在不同層面集中布置，但是需要考慮好風管井的位置，如果同層布置相對會減輕一些管井布置的難度。如果布置在不同層面而又選擇了更多的空調系統，這對于層高較小的動物房可能并不合適，即使克服了設計、施工等諸多環節的困難后，同樣要面對運行維護的巨大困難。這些困難所造成的時間成本可能遠遠大于經濟上的節約。

3.4 噪音控制

動物房的噪音控制有兩個方面：一是外界對某個特定動物房的干擾；二是動物房對外界環境的噪音污染（如：犬吠等）。同個飼養室內動物之間的噪聲干擾是不考慮在內的。

外界對動物的影響主要還是空調系統等低頻噪音通過風管傳導到每個房間，主要通過高效過濾和減少風機震動來解決。同種動物的噪音類似于同個房間內的情況，筆者認為并不重要。而動物房之間的影響筆者認為將不同種類的動物飼養在不同空調系統內（例如：犬和猴分開設置空調系統），就不會發生叫聲通過風管傳遞的情況。不同動物的感受能力不同，不同動物設置在同一個系統內可能會使一些人類無法感受到的噪音被實驗動物感知，影響試驗結果。

動物房對外界的影響，工程上需要采取一定的手段來阻擋。設置到頂隔墻以及采用具有隔音功能的隔墻都是通常采取的手段。設計前室，也可以阻斷一部分噪音。

4 建議

動物房的布置中需要注意的因素紛繁復雜，還有很多因素需要統籌考慮，例如：前室、后室的設置，籠具系統，壓差控制等等。筆者建議：

（1）布置中采用雙走廊布置有著非常多的好處，但是也要充分考慮到高成本以及空氣傳播污染的影響，更需要在投入產出比上做一些詳細的計算，著重經濟性的考慮；

（2）應考慮足夠的建筑空間。一般情況下動物房層高不宜低于5.5 m；

（3）動物用房室內采用四角排風的形式有利于動物房內的環境，也符合AAALAC要求；

（4）對溫濕度要求各不相同的區域可采用末端是再加熱器和再加濕器，對溫濕度進行微調；

（5）將不同種類動物設置在不同區域內或設置在不同層面將對布置、人物流等更加有利。大動物噪聲較大，應考慮一定的隔音措施。

[1] GB 14925-2010 《實驗動物 環境及設施》[s].

[2] Theodorus Ruys Handbook of Facilities Planning Volume 2 Laboratory Animal Facilities 5348 Carroll Canyon Road, San Deigo,California 92121.

[3] GB 50447-2008 《實驗動物設施建筑技術規范》[s].

[4] 顏呈準.實驗動物科學管理實用手冊[M].云南：云南科技出版社出版，1998，186-193.

[5] 高志剛.淺談實驗動物房的設計[J].醫藥工程設計，2003，24(6):18-23.