对动物实验用房弱电系统设计研究分析

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[摘 要]深圳是我国重要的生物产业聚集地，生物产业也日益成为全球经济发展的引擎。随着生物产业的创新发展，建设满足药物临床前安全性评价（即GLP实验室）要求的动物实验用房也越来越多，其对弱电系统控制要求也较为复杂。本文分析动物实验用房弱电设计的需求，然后根据弱电设计工程实践，从动物实验用房弱电设计要点进行了详细的分析探讨。

[关键词]动物实验用房弱电系统设计，GLP实验室，动物实验室，环境控制

中图分类号：TM112 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0310-01

一、动物实验用房弱电设计需求

1、满足建筑功能的弱电设计需求

弱电设计主要是按建筑功能要求设置相应的火灾自动报警系统、信息设施系统、安全技术防范系统等。

2、满足动物实验用房工艺要求的弱电设计需求

弱电设计主要是按动物实验室工艺要求设置环境控制系统、动物房影像监控系统、动物房背景音乐系统等。

二、动物实验用房弱电设计

1、动物实验用房基本概况

十二层为设备层，包括动物笼具清洁区、库房、制水间、空调机房、员工休息、废弃物暂存区。十三层为大动物饲养层，用于实验用大动物（猴、犬、猪类）的饲养和实验，设置饲养、实验专用场所以及缓冲、更衣、物品存放等辅助用房。十四层、十五为大动物饲养层，布局流线相近，分别为犬饲养、猴饲养层，用于实验用大动物饲养区和实验，设置饲养、实验专用场所以及缓冲、更衣、物品存放等辅助用房。十六、十七层为小动物饲养层，包括普通兔饲养区和SPF豚鼠饲养区，设置饲养、实验专用场所以及缓冲、更衣、物品存放等辅助用房。十八、十九层为SPF大小鼠饲养层，并设置饲养、实验专用场所以及缓冲、更衣、物品存放等辅助用房。

2、常规弱电系统设计

本工程常规弱电系统由综合布线系统、信息网络系统、公共广播系统、火灾自动报警系统、视频安防监控系统、入侵报警系统、出入口控制系统及离线巡更系统组成。

2.1 综合布线系统：采用全6类布线解决方案，内、外网隔离。动物饲养用房仅设置内网；动物实验用房按功能带、功能柱布置要求分别设置内网、外网。

2.2 信息网络系统：系统划分为三个独立网络，内网、外网及智能化专网。内网、外网、智能化专网均采用二层架构，核心层、接入层。内网核心交换机与外网核心交换机通过隔离网闸相连。

2.3 公共广播系统：与消防广播合设，广播控制中心O置在消防控制中心内。

2.4 火灾自动报警系统：动物饲养用房、动物实验用房设置地址编码点型光电感烟探测器。

2.5 视频安防监控系统：系统采用数字化IP监控系统，出入口、走廊、电梯厅、物品存放库房设置网络摄像机（1080P），摄像机采用POE供电模式。

2.6 出入口控制系统：动物实验用房出入口通道设置出入口控制系统，采用卡+密码方式进出管理模式。

2.7 入侵报警系统：动物实验用房出入口通道前室、楼层电梯厅设置红外、微波双鉴探测器，可联动视频安防监控系统。

2.8 离线巡更系统：通道、消防楼梯前室、电梯厅设置巡更信息点。

3、动物实验用房专用弱电系统设计

3.1 动物实验用房环境控制系统

动物房空调系统主要为动物饲养及动物实验室提供空调环境，动物饲养室内的动物排泄物容易产生氨气、硫化氢等有害物质，其空调系统为全新风系统。其中动物饲养区域根据饲养动物的种类不同分为净化区域和非净化区域，换气次数要求10～20次。同时，对环境有特殊要求的动物需要饲养在特殊的笼具或隔离器当中。

环境控制系统分为实验室变风量控制系统和新风机组、排风机等通风设备控制系统。每个变风量房间设房间控制器，控制房间各变风量阀门及压力；每台新风机组及排风机配可编程机组控制器，控制机组运行。环境控制系统主要功能是对动物实验用房、动物实验用房的送排风设备、新风空调箱、尾气处理设备、房间压力、房间温湿度等控制。动物房的动物饲养室及操作室等主房间送排风采用变风量控制，并在房间设房间压力传感器，提供房间室内外压差信息；部分房间设氨气监测探头，当房间氨气浓度达到一定值时，调整房间排风阀开度，排风值达到最大。其他辅的动物房间，送排风采用定风量控制。另动物房的动物饲养室及检疫室送风管加再热盘管，根据房间温湿度传感器反馈温度值，调整再热盘管再热量。

变风量实验室房间设置一套房间风量控制器。房间控制系统保证实验室房间气流组织的单向性。系统包括变风量送风文丘里阀、定风量送排风文丘里阀、辅助变风量排风文丘里阀、房间控制器、房间触控屏、房间温湿度传感器、房间红外传感器。

动物实验用房控制说明：

（1）空调设备均能在控制器上集中控制，也能现场就地控制。可由集中控制系统每天按预先编排的时间程序控制机组启停及监视其工作状态。

（2）根据送风温湿度PID调节空调机组表冷/加热盘管的冷/热水阀、加湿、再热；

当室内温度

当室内温度>25°C启动制冷

20°C

季节切换根据室外温湿度自动实现。

（3）根据末端送风压力PID调节风机变频器；同时设置工作时间和非工作时间模式，在非工作时间降低换气次数（不小于10次/h）。

（4）变频空调器空气净化机组风机与排风机组风机同步联锁调节.且开机时，排风先开10秒，关机时，空调先关10秒。排风系统中的排风阀与空调系统送风阀成正比联锁动作。

（5）季节切换根据室外温湿度自动实现。

（6）SPF级饲养区域压强梯度控制：污物走道比室外高10～15Pa，SPF级饲养室比污物走道高10～15Pa，清洁走道比SPF级饲养走道高10～15Pa.压力梯度通过调节各饲养室送（排）风支管上电动阀来实现。

（7）监测信息：SPF级饲养室设温湿、差压（饲养室与清洁道压差）监测并带现场指示。

（8）普通级动物房控制要求参照SPF级。

3.2 动物实验用房影像监控系统

动物饲养用房及操作室设置独立的动物影像监控系统，系统采用全高清（300万像素，H.265编码格式）视频监控系统。前端摄像机选型，按笼具及动物大小选择不同种类的摄像机。

猪、犬、猴动物房设置高清红外半球型网络摄像机-300万像素3MP（2048x1536）和1080P（1920x1080）的实时超高画质高清图像。红外灯距离15米，照度低于15Lux时红外灯开启，图像可数字放大2-4倍。

兔、鼠动物房设置高清高速球型网络摄像机1080P（1920x1080）的实时超高画质高清图像。内置20x光学变焦镜头。水平360°连续旋转，垂直0°-90°旋转

3.3 动物房背景音乐系统

动物饲养间设置独立的背景音乐系统，分区按动物种类的不同划分独立广播分区。系统基于IP网络架构。

结束语

动物用房弱电系统设计不仅要满足建筑使用功能要求，同时还必须满足工艺的特殊控制要求。系统的服务对象为动物房及实验室等，对弱电系统的稳定性、可靠性、扩容性、安全性提出了更高标准的要求。动物用房环境控制系统为所有弱电系统中最为重要的子系统，其系统设计必须严格按照暖通专业工艺控制要求进行设置。

参考文献

[1] 《智能建筑设计标准》GB50314-2015.