本節(jié)將以嚙齒動(dòng)物試驗(yàn)室為例,介紹其通風(fēng)方案設(shè)計(jì)。嚙齒動(dòng)物試驗(yàn)室(下圖)
籠架系統(tǒng)的通風(fēng)選擇方案
正如上次所提及,帶通風(fēng)的籠架正在漸漸普及,因?yàn)樗鼈兡軌蜻m應(yīng)動(dòng)物飼養(yǎng)室中動(dòng)物密度的急劇增加。但是籠架風(fēng)機(jī)將籠內(nèi)氣體排至屋內(nèi),而且隨著動(dòng)物密度增加會(huì)發(fā)生令人不快的環(huán)境問題,最主要的問題是飼養(yǎng)室內(nèi)的工作人員暴露在揮發(fā)性刺激物之中。風(fēng)機(jī)還會(huì)產(chǎn)生噪聲、振動(dòng),還需要維護(hù)、增加房間制冷負(fù)荷。使用籠架風(fēng)機(jī)的另外兩個(gè)不利因素是它們的成本和需要定期移走清洗的困難。針對(duì)這些問題, 建筑設(shè)計(jì)師開始將籠架連接到能夠提供干凈、適宜的空氣到籠內(nèi)并將籠內(nèi)氣體送至室外的建筑通風(fēng)系統(tǒng)上。
盡管這種方法簡(jiǎn)單合理,但在將通風(fēng)籠架連接到建筑系統(tǒng)的過程中卻存在很多問題。在某些情況下會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的防護(hù)問題和環(huán)境的不穩(wěn)定。為避免這些問題,在設(shè)計(jì)籠架的連接時(shí)我們需要對(duì)籠架的氣流控制方式和靜壓需求有徹底的了解。使用像手閥和風(fēng)口等壓力相關(guān)設(shè)備是常見的錯(cuò)誤。這些原始的設(shè)備不能自動(dòng)平衡風(fēng)道系統(tǒng)中的壓力波動(dòng),因此會(huì)導(dǎo)致氣流控制不穩(wěn)定。為解決將籠架連接到建筑送排風(fēng)系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題,如今開始采用籠架閥來解決這個(gè)問題。這種壓力無關(guān)的籠架閥是特別針對(duì)這種應(yīng)用、消除連接中普遍存在的平衡和流量控制問題而設(shè)計(jì)的。
嚙齒動(dòng)物飼養(yǎng)室的通風(fēng)方案
方案 1:
籠架帶送、排風(fēng)機(jī),使用房間空氣通風(fēng)
通風(fēng)籠架需安裝送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī),并且都可拆卸。送風(fēng)機(jī)將房?jī)?nèi)空氣通過高效過濾器導(dǎo)入動(dòng)物籠,該過程引起動(dòng)物籠內(nèi)溫度升高 2-3℉(1-2℃)。支架排風(fēng)機(jī)還包括一個(gè)高效過濾器,因?yàn)轱L(fēng)機(jī)要將可能被污染的空氣從動(dòng)物籠中抽出并且必須要將清潔的空氣送回房間內(nèi)。
優(yōu)點(diǎn):
1.氣流控制方式簡(jiǎn)單。
2.籠架在飼養(yǎng)室中布局靈活性高。
3.高效過濾器減少了房間中的微粒數(shù)。
缺點(diǎn):
1.首期投資高于方案 3、4?;\架風(fēng)機(jī)昂貴;風(fēng)機(jī)產(chǎn)生熱量,這增加增加了房間的制冷需求;風(fēng)機(jī)將動(dòng)物的熱量排入房間;籠架風(fēng)機(jī)(每個(gè)房間可能8-18套)需要維護(hù);房間需要許多雙向開門清洗設(shè)備,一般需要安裝應(yīng)急電源以便保證籠架通風(fēng)。
2.飼養(yǎng)室中的噪聲增加了。每個(gè)飼養(yǎng)室通常含有4-9個(gè)籠架,需要 8-18套風(fēng)機(jī)。由于噪聲源每增加一倍,聲級(jí)增加3dB,所以房間內(nèi)風(fēng)機(jī)的實(shí)際發(fā)出的噪聲至少要比一臺(tái)風(fēng)機(jī)發(fā)出的噪聲大 9-12dB。
3.風(fēng)機(jī)振動(dòng)。當(dāng)隔離器裝有風(fēng)機(jī)時(shí),肯定會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。當(dāng)風(fēng)機(jī)安裝在靠近籠架的支架上時(shí),可消除振動(dòng),但是這需要增加額外的零配件和人工。也將使房間消毒更加困難。
4.室內(nèi)空氣質(zhì)量問題(IAQ)。盡管高效過濾(HEPA)可減少室內(nèi)空氣中的微粒數(shù),但是一些氣態(tài)廢物還是被排到室內(nèi)。這些易揮發(fā)刺激性物質(zhì)(如氣味、動(dòng)物的荷爾蒙氣味、過敏原等)是非常另人討厭的。我們應(yīng)盡可能的消除它們。
5.人類工程學(xué)問題,將風(fēng)機(jī)從籠架中拆除是非常麻煩的,特別是與方案4相比較而言。
方案 2:
籠架帶送、排風(fēng)機(jī)和套管,使用房間空氣通風(fēng)
與第一種方案相似,動(dòng)物籠的空氣通過加高效過濾器的送、排風(fēng)機(jī)送風(fēng)和排風(fēng)。另外, 動(dòng)物籠的空氣排放與建筑排放設(shè)施通過套管或吸氣罩相連,以消除籠架風(fēng)機(jī)和建筑排風(fēng)管道之間的相互影響。以前將籠架直接連接到建筑排風(fēng)道的嘗試存在問題,這是因?yàn)榻ㄖ锱棚L(fēng)道的壓力波動(dòng)導(dǎo)致了頻繁的氣流不平衡,使得動(dòng)物環(huán)境不穩(wěn)定。
優(yōu)點(diǎn):
1.正確的設(shè)計(jì)和套管的使用可解決壓力波動(dòng)的問題(方案3、4也解決了這些問題)。
缺點(diǎn):
1.初投資及運(yùn)行費(fèi)用非常高。這種方式需要兩臺(tái)風(fēng)機(jī),加上集氣管風(fēng)道系統(tǒng)費(fèi)用,比較昂貴。同時(shí),每臺(tái)籠架接管處的壓力相關(guān)的裝置(如:手動(dòng)風(fēng)閥和風(fēng)口等)氣流平衡困難;增加了維護(hù)費(fèi)用(比方案3、4高),因?yàn)槊總€(gè)籠架需2套風(fēng)機(jī)及過濾器;風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的熱量增加了房間的制冷需求;需要給籠架提供標(biāo)準(zhǔn)電源及應(yīng)急電源;集氣管套管將來需要昂貴的平衡費(fèi)用。
2.當(dāng)套管的手動(dòng)風(fēng)閥/風(fēng)口被錯(cuò)誤關(guān)閉時(shí),排風(fēng)將回到飼養(yǎng)室,這可能會(huì)導(dǎo)致籠架通風(fēng)的不平衡,影響房間壓力。這會(huì)對(duì)大環(huán)境、小環(huán)境的阻隔性能造成影響。
3.噪聲仍然是個(gè)問題,因?yàn)檫@種方法需要一臺(tái)籠架排風(fēng)機(jī),其噪聲比一般在兩臺(tái)籠架風(fēng)機(jī)中較高。
4.不像方案 3、4,風(fēng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),除非風(fēng)機(jī)不安裝在籠架上。
5.這是個(gè)零亂的方案,它需要大量的硬件,如:風(fēng)機(jī)/過濾器主機(jī);電線;軟管連接;吸氣罩;風(fēng)口或風(fēng)閥;
6.如果用于連接籠架的集氣管風(fēng)道的風(fēng)量控制裝置不是高性能的壓力無關(guān)閥門,房間壓力控制非常易于成為一個(gè)難題。
由于以上原因,目前使用吸氣罩連接方式已不再流行。
方案 3:
籠架帶送風(fēng)機(jī),將排風(fēng)連接到建筑物排風(fēng)系統(tǒng),使用房間空氣通風(fēng)
要連接到建筑物通風(fēng)系統(tǒng),通風(fēng)籠架的送風(fēng)、排風(fēng)之中,排風(fēng)側(cè)較為有利。這種方式大大改善了房間空氣質(zhì)量、能源消耗和房間噪聲。
定風(fēng)量文丘里籠架閥提供了簡(jiǎn)單、可靠的直接連接方式,它不需要吸氣罩、排風(fēng)風(fēng)機(jī)/過濾器主機(jī)。
優(yōu)點(diǎn):
1.將動(dòng)物熱量、氣態(tài)廢物、異味和過敏原從房間可靠地排出;
2.即使在排風(fēng)道壓力變化時(shí)也能保持動(dòng)物籠內(nèi)的穩(wěn)定;
3.減少了初投資和運(yùn)行費(fèi)用,減少了熱量產(chǎn)生;
4.當(dāng)更換籠子或清洗籠架時(shí),籠架易于從建筑物系統(tǒng)摘離。(通風(fēng)籠架裝有腳輪,需要從建筑物系統(tǒng)摘離時(shí)可以移動(dòng));
5.由于不再需要風(fēng)機(jī)/過濾器主機(jī),也就不需要為排風(fēng)機(jī)配置電源。電纜和應(yīng)急電源也不再需要,減少了建筑投資和運(yùn)行費(fèi)用;
6.使房間消毒過程更簡(jiǎn)單、有效?;\架排風(fēng)系統(tǒng)減少為每個(gè)籠架一個(gè)軟風(fēng)管,消毒過程中,房間內(nèi)不需要清掃風(fēng)機(jī)、過濾器、電纜、風(fēng)閥和套管;
7.有效地改善了動(dòng)物設(shè)施的大環(huán)境和小環(huán)境,顯著降低了噪聲和振動(dòng)。建筑排風(fēng)機(jī)顯然比籠架風(fēng)機(jī)在房間內(nèi)產(chǎn)生的噪聲低;
8.由于閥門無馬達(dá)也沒有零配件,維護(hù)費(fèi)用降低。
缺點(diǎn):
1.布局靈活性差,由于籠架需布置在軟接管附近;
2.需要有額外的排風(fēng)道。
方案 4:
將籠架送、排風(fēng)與建筑系統(tǒng)直接相連
這種方案將籠架送、排風(fēng)機(jī)去掉,而將籠架與建筑物通風(fēng)系統(tǒng)可靠相連,如果設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試正確,此方案最為有利。本方案排風(fēng)的連接及其優(yōu)點(diǎn)與方案 3 相同,這已在前邊作了描述。只是現(xiàn)在籠架還將消除送風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲、振動(dòng)和額外的熱量,這可能會(huì)使設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用減少。采用這種方案,也不必為籠架風(fēng)機(jī)提供獨(dú)立的應(yīng)急電源,而將依賴于建筑物的 HAVC系統(tǒng)。根據(jù)“實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理和使用指南”建筑物 HVAC 系統(tǒng)已經(jīng)設(shè)計(jì)有應(yīng)急電源。
與方案 3 相比,方案 4 有如下優(yōu)勢(shì):
1.動(dòng)物飼養(yǎng)室更清潔;飼養(yǎng)室硬件設(shè)備減少了:如籠架風(fēng)機(jī)、額外的軟風(fēng)管、電源線、雙向開門清洗設(shè)備(wash-downduplexoutlet);籠架連接和摘除簡(jiǎn)單:每個(gè)籠架只有兩個(gè)軟管,帶環(huán)形卡環(huán),可快速連接;精簡(jiǎn)了工作流程:由于部件和需要清洗的表面減少,簡(jiǎn)化了消毒流程。
2.飼養(yǎng)室更安靜;噪聲減小顯著:風(fēng)機(jī)噪聲消除了;噪聲源來自飼養(yǎng)室外,同時(shí),通過籠架和軟風(fēng)管的風(fēng)速低,這也保證了低噪聲。
缺點(diǎn):
1.布局靈活性差:由于籠架需布置在送、排風(fēng)預(yù)留的風(fēng)管附近;
2.需要增加額外的排風(fēng)和送風(fēng)管道;
3.如果籠架送風(fēng)是由建筑物空調(diào)系統(tǒng)處理后提供的,則溫、濕度控制策略將是復(fù)雜的,實(shí)現(xiàn)起來費(fèi)用很高。