猴、犬类实验动物房布置的一些要点

李陈江

（中国石化集团上海工程有限公司，上海 200120）

近年来，世界医药界新药研发层出不穷，不断有新的药品面世，帮助人类减轻疾病痛苦、治愈疾病，提高人类的生活质量，延长人类的寿命。在这些新药投入人体应用前对其安全性进行严格评估是一个必经的过程。以活体动物作为人体替身，测试新药的药物动力学、药物代谢、药物毒性（包含其遗传毒性）、不良反应等特性是目前最有效的新药安全评价手段。

本文结合AAALAC（Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International）关于动物房的一些规定，以及我国的相关规范，并根据已有项目中的一些实际情况，着重讨论影响动物房布置的重要因素和设计要点，以求实验动物房的布置更实用和更合理。

由于实验动物种类繁多，各类动物的工艺布置情况也有很大的不同，本文讨论的实验动物房仅限于猴、犬类，不包括其他动物。

1 工艺因素

1.1 单个实验动物用房尺寸

单个动物用房作为整个动物房建筑的主要房间类型，是整个布置的最核心组成部分，房间的尺寸直接决定了布置的走向。房间尺寸受到诸多因素的影响，类似于实验动物种类、饲养方式、地沟排布、排风方式等因素都会对房间尺寸有影响。

动物种类的影响在于：其一，按照国标规定实验中最常用的10 kg～20 kg犬，每个犬的饲养底面积不得小于1 m2，最常用的4 kg～8 kg猴每个猴的饲养底面积不得小于0.6 m2[1]，根据以上条件可以决定单个笼具占地面积。其二，根据课题需要，在同一房间饲养的实验动物数量，通常会有一些备份动物或者空白动物，备份或者空白动物的数量根据实验性质以及实验危险程度决定。

饲养方式可以分为笼养和圈养，不同的饲养方式因单个饲养单元的大小不同，同样会导致房间尺寸的变化。

地沟的排布是大动物房的一个比较特殊的内容，一般来说由于地沟需要下沉一定的距离，对多层的建筑而言，将大动物房布置在底层对于地沟的设置是比较有利的，在楼层上设置地沟将会给随后的设计工作带来一定的麻烦。地沟的设置也有不同的方式，如果条件许可，设置更粗的下水管道将对动物粪便的排净比较有利，在下水口设置拦渣网可以有效避免下水道堵塞的情况发生，但是需要在布置中考虑清理需要的空间。

排风方式的选择也会影响到房间的尺寸，如果选择顶送顶排，那么会节省下四角或者墙上排风管的位置，但是同时也一定程度上牺牲了房间温湿度的均匀性；如果选择四角排风，那么必须留出足够的距离给排风管，以保证四角的排风速度不至于过高导致噪声超标等问题产生。

综合以上这些因素后，可以基本上确定单个动物房的尺寸，也为整个布置工作做了准备。

1.2 主要配套设施的要求

配套实验室作为每个动物房必不可少的功能部件之一，同样也是影响布置的重要元素。最常见的实验室，如：毒理实验室、生理实验室、解剖室、遥测室等等。设计过程中，需要确认每个实验室的要求、设备状况、特殊要求，比如：隔音、电磁屏蔽等。配套实验室是以动物组织为实验对象的，原则上说布置在靠近动物房的区域更为合适。

笼具清洗可以由专业清洗机完成也可以由人工手动清洗。犬笼和猴笼的重量、体型较大，除非课题结束或者其他意外情况，笼具在位清洗可以作为日常清洗的一个不错的选择。犬笼、猴笼并不需要很频繁的进入笼具清洗机或者运至集中清洗的房间进行清洗，所以，笼具清洗房间适当考虑暂存笼具位置即可。

动物饲养房间的消毒一般也是在动物课题结束或者特殊情况下才进行的。气化双氧水消毒方法（VHP）要求单个房间送排风可关闭，以免影响其他运行中的动物实验室。

1.3 动物饮用水

自动饮用水装置作为近年来比较先进的技术不断普及，它可以大大减轻动物房工作人员的劳动强度，保证每个动物的饮用水，但对于需要计量饮水或者代谢实验的动物并不适合。同时，需要考虑好减压站位置、数量，冲洗水排放点等因素。减压站的布置需要按照动物房的布置进行调整，动物笼具的数量也会影响其位置，因此也是布置中值得注意的一个因素。

自动饮用水装置技术含量较高，通常由专业成套供应商提供，布置过程中需要为此预留公用工程配套设施，并留出足够空间。

2 建筑因素

2.1 建筑外形

建筑外形对内部布置有着比较大的影响，虽然说异型的建筑物也有可能布置出流程合理的动物房，但是需要在设计方案阶段对动物房布置的特点、业主要求、配套设施等进行综合考虑，以尽可能提高建筑利用率。

另外，从建筑美观角度，没有外窗的建筑可能外立面相对比较单调，但对于实验动物房而言，外窗的设置有可能对动物用房的温度均匀性、动物照度等产生影响，因此，尽量不靠近外窗设置动物用房是一个比较好的选择。当然，也可以通过设置假窗等其他建筑手段来避免上述问题的发生。

2.2 单走廊与双走廊

在设计最初期就需要决定使用何种走廊方式，可以是单走廊、双走廊或者两者的组合。单走廊方式所有动物房都向着同一走廊开门，物流路线都是交叉的，清污物流只能通过时间上实现错开。正如图1[2]中显示的，无论是将笼具拿出来清洗还是送回房间都要进入中间的混合走廊。而图2[2]中显示了一种改进型的单走廊布置，这种布置能够实现清洗过程中清污笼具的分开，图中箭头方向表示了笼具的运行方向。

双走廊布置中每个房间都有两扇朝着不同走廊开启的门，一扇向着清洁走廊，另一扇朝着污染走廊，图3～图5[2]中显示了各种双走廊的布置方式，可以总结为清污一样长（图3）、清短污长（图4）、清长污短（图5）三种形式。很明显对于控制污染更为重要的系统，应该选用清长污短的形式；而对于保证洁净更为重要的系统，应该采用清短污长的形式。这三种形式都能保证单向流的要求。

其实，对于动物房布置而言，并没有所谓最好的布置，也不存在一种布置能够满足所有的动物实验的需求，设计时需要充分听取使用者对于实验的需求，仔细的考虑选择哪种走廊的形式。

动物房的设计关键在于整个动物房中的物流设计。让污染的笼具高效的从动物房进入清洗场所而尽量少的污染整个动物房；让未被检疫的动物进入动物房系统，在检疫不合格时又能顺利离开而不影响现有动物房的运行。为了让清洁物流和污染物流不交叉，需要付出非常大的空间代价。如果空间上比较局限，有些时候可能不可避免的有一些交叉的出现。因此，需要事先确认的是实验的性质。保护的目标到底是保证动物房的清洁，以保证洁净为目的（保护内部），还是保证动物房的危险实验材料不外泄，以保证不污染为目的（保护外部）。所以，设计前需要确认实验的性质，诸如普通药物实验这类不涉及高生物危害的实验就是以保证洁净为目的的，保证的是实验的准确性，避免外界环境的变化对动物的影响而影响实验结果；反之，涉及到高生物活性等环境危害非常大的实验，显然就应该以保护外界环境不受实验的影响为要务。

单走廊的优缺点[2]：最显著的优点莫过于对于空间的更有效利用，单走廊需要更少的循环空间，动物房也只有一扇外门，房间里有更多的空间可以使用。相较于它的优点而言，隐患也很明显，单走廊存在着不可回避的交叉污染的可能性。清洁笼具和污染笼具共用同一条走廊，移动笼具、动物、饲料、垫料等都会对环境造成影响。单走廊布置的使用者可能不得不选择更频繁的检测环境、消毒环境，更多的更衣、清洗，而这些活动可能还是难以保证整个环境的洁净。

双走廊的优缺点[2]：双走廊布置无论是从物流的情况、还是管理的便利性上，在以往的实践中都被证明是非常卓越的，但是也存在一些缺陷，比如：空间的浪费。将很多的空间用于走廊对于使用者来说可能是一件非常没有效率的事情。不光是空间的浪费，维持这些空间的洁净度，会使得之后的运行费用成倍攀升，并且压差的问题也可能会造成污染空气容易在同一个双走廊区域内传播。

2.3 建筑空间要求

对于多层建筑，楼梯、电梯的设置是不可缺少的。布置过程中需要综合考虑楼梯、电梯位置，不同出入口分开设置的规范要求，人流、物流联系和输送的便利性，以及消防安全疏散距离等因素，避免返工。

图1 双向人，物流单走廊典型布置

图2 单向人，物流单走廊典型布置

图3 单向人，物流双走廊典型布置

图4 单向人，物流双走廊适合屏障设施典型布置

足够的建筑空间以安排各类公用工程管线对保证动物房正常运行尤为重要，也是布置中必须考虑的因素。过小的建筑空间将会给项目投入运行以后的维护工作带来极大的不便。其原因在于动物房是常年运行的，而且吊顶空间内的设施繁多，包括：定风量阀（包含其相应的直管段要求）、再加热器（包含其对应的供回水配管）、大量的送排风（烟）管道、消防管道、供电桥架、通讯桥架、动物房供水、排水（粪便管材质、坡度）管道等，如果没有足够的维护和维修空间，一旦发生设施损坏、管道泄漏等情况而不能及时修复，对于正在进行的动物实验将产生重大影响，特别是针对长周期的研究项目而言，积累了数年的实验数据可能需要重新来过，损失将是难以挽回的。

3 空调因素

3.1 动物房送排风方式

动物房的送排风系统一般考虑安装定风量阀门，原因在于每个动物房空调系统一般由若干个动物用房组成，而每个动物用房内所进行的实验课题往往是不同的，其实验周期也不相同，造成每个房间的使用结束时间点不同。在课题结束时需要对房间进行彻底消毒，除了冲洗、搬走笼具统一清洗外还需要对房间进行熏蒸（采用气化双氧水VHP）。熏蒸的时候房间的送排风都应该关闭才能达到熏蒸的效果。安装了定风量阀门能够保证每个房间单独消毒时不影响其它房间的空气环境，从而保证其他房间的实验质量。

动物房的排风方式有顶送顶排、顶送下排两种方式可以选择。由于犬、猴类动物房饲养数量较多，气味较重，一旦换气次数不能达到一定数量（不能仅限满足于规范最低要求），就可能会导致动物房的空气环境较差。如果气味很重，对于动物房工作人员的劳动保护也是非常不合适的。

笔者建议在动物房内均采用四角下排风的形式，这种形式的缺点就是占用了动物房的面积，但是对于房间的温湿度控制、气味排出均有很好的帮助，同时，房间内的空气质量均一度好，显然也更能保证药物实验结果的准确性，牺牲的面积是物有所值的。需要注意的是不能将下排风口离地面过近[3]，否则容易将靠近地面的灰尘卷起影响室内环境。

3.2 动物房的温湿度控制

设计过程中，应该根据不同动物要求控制室内的温湿度。对于饲养了不同数量的动物的房间，动物的发热、发湿总量也不同，导致各个房间的温湿度负荷不同，但让这些不同负荷的房间必须达到规定的温湿度要求[4]。为了解决这个问题，目前常用的方式是在送风末端设置再加热器和再加湿器，对各不同温湿度要求的区域的温度和相对湿度进行微调[5]。

3.3 空调分区与节能

有些动物房为了节能，设置多个空调分区，在某些区域不使用的时候可以关闭系统，待需要时再次重新清洁、验证、运行。从节能角度看，这个方法确实不失为一种解决方案，但是这个方法会带来一系列的问题：首先，项目的初期投资会增大，加上重新开启需要清洁、验证的费用，可能比节省下的电费要大，需要做经济评估才能做出判断；其次，由于增设了空调系统，吊顶内的风管会成倍增加（送、排风系统都增加），对于吊顶空间本来就不是很充裕的项目来讲，实现的困难较大。综合来看，设置多个空调分区后，节能效果方面确实值得肯定，对于一次建设分期使用的用户确实比较适合，但一次性的投入也是相当大的，需要综合考虑后，慎重决定。

空调机房的大小、布置都会影响空调分区。空调机房可以布置在与动物房同层，也可以在不同层面集中布置，但是需要考虑好风管井的位置，如果同层布置相对会减轻一些管井布置的难度。如果布置在不同层面而又选择了更多的空调系统，这对于层高较小的动物房可能并不合适，即使克服了设计、施工等诸多环节的困难后，同样要面对运行维护的巨大困难。这些困难所造成的时间成本可能远远大于经济上的节约。

3.4 噪音控制

动物房的噪音控制有两个方面：一是外界对某个特定动物房的干扰；二是动物房对外界环境的噪音污染（如：犬吠等）。同个饲养室内动物之间的噪声干扰是不考虑在内的。

外界对动物的影响主要还是空调系统等低频噪音通过风管传导到每个房间，主要通过高效过滤和减少风机震动来解决。同种动物的噪音类似于同个房间内的情况，笔者认为并不重要。而动物房之间的影响笔者认为将不同种类的动物饲养在不同空调系统内（例如：犬和猴分开设置空调系统），就不会发生叫声通过风管传递的情况。不同动物的感受能力不同，不同动物设置在同一个系统内可能会使一些人类无法感受到的噪音被实验动物感知，影响试验结果。

动物房对外界的影响，工程上需要采取一定的手段来阻挡。设置到顶隔墙以及采用具有隔音功能的隔墙都是通常采取的手段。设计前室，也可以阻断一部分噪音。

4 建议

动物房的布置中需要注意的因素纷繁复杂，还有很多因素需要统筹考虑，例如：前室、后室的设置，笼具系统，压差控制等等。笔者建议：

（1）布置中采用双走廊布置有着非常多的好处，但是也要充分考虑到高成本以及空气传播污染的影响，更需要在投入产出比上做一些详细的计算，着重经济性的考虑；

（2）应考虑足够的建筑空间。一般情况下动物房层高不宜低于5.5 m；

（3）动物用房室内采用四角排风的形式有利于动物房内的环境，也符合AAALAC要求；

（4）对温湿度要求各不相同的区域可采用末端是再加热器和再加湿器，对温湿度进行微调；

（5）将不同种类动物设置在不同区域内或设置在不同层面将对布置、人物流等更加有利。大动物噪声较大，应考虑一定的隔音措施。

[1] GB 14925-2010 《实验动物 环境及设施》[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 《实验动物设施建筑技术规范》[s].

[4] 颜呈准.实验动物科学管理实用手册[M].云南：云南科技出版社出版，1998，186-193.

[5] 高志刚.浅谈实验动物房的设计[J].医药工程设计，2003，24(6):18-23.