무균돼지 사육시설 계획을 위한 사례연구 - 공간구성 및 동선계획을 중심으로 - A Case Study on Swine Farms for the Planning of Gnotobiotic Pigs' Facility - Focused on Space Organization and Circulation System -원문보기
According to the increase of demand for human organs such as kidney, heart, pancreas, joint, and cornea for therapeutic transplantation, the production of alternative organs based on Gnotobiotic Pigs gains a lot of concerns all over the world. However, it is not common to design and build Gnotobioti...
According to the increase of demand for human organs such as kidney, heart, pancreas, joint, and cornea for therapeutic transplantation, the production of alternative organs based on Gnotobiotic Pigs gains a lot of concerns all over the world. However, it is not common to design and build Gnotobiotic Pigs' facility, and there are only a few those facilities and planning principles for them. Considering the situation above, this paper tries to develop planning guidelines for space organization and circulation system of standardized Germ Free Pig's facility on the bases of case analysis. The results of this study are as follows. At first, four swine farms including a Gntobiotic Pig's facility has been analysed from the point of space organization and circulation system. Secondly, the space zoning of Gnotobiotic Pigs' facility has been proposed into 5 groups : pigs' area, adminstration area, operating room and laboratory, service area, and mechanical area. Space components of each group have been presented also. Finally, circulation system of Gnotobiotic Pigs' facility has been explored from a operational point of view. This, also, includes human circulation, pig's circulation, and goods' circulation. This study has some limitations because it does not consider the SOPs(standard operational policies) of that facility to the fullest measure and does not suggest space area of each part, either. Despite of some weaknesses, it is expected that this study can give some useful guidelines for the design and planning of Germ Free Pigs' facilities.
According to the increase of demand for human organs such as kidney, heart, pancreas, joint, and cornea for therapeutic transplantation, the production of alternative organs based on Gnotobiotic Pigs gains a lot of concerns all over the world. However, it is not common to design and build Gnotobiotic Pigs' facility, and there are only a few those facilities and planning principles for them. Considering the situation above, this paper tries to develop planning guidelines for space organization and circulation system of standardized Germ Free Pig's facility on the bases of case analysis. The results of this study are as follows. At first, four swine farms including a Gntobiotic Pig's facility has been analysed from the point of space organization and circulation system. Secondly, the space zoning of Gnotobiotic Pigs' facility has been proposed into 5 groups : pigs' area, adminstration area, operating room and laboratory, service area, and mechanical area. Space components of each group have been presented also. Finally, circulation system of Gnotobiotic Pigs' facility has been explored from a operational point of view. This, also, includes human circulation, pig's circulation, and goods' circulation. This study has some limitations because it does not consider the SOPs(standard operational policies) of that facility to the fullest measure and does not suggest space area of each part, either. Despite of some weaknesses, it is expected that this study can give some useful guidelines for the design and planning of Germ Free Pigs' facilities.
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문제 정의
그러한 대체장기로서 최근 가장 주목 받고 있는 것이 사람에게 이식되었을 때 거부반응을 줄일 수 있도록 유전자가 조작된 돼지를 이용하는 이종장기이식방법이다. 돼지의 장기 일부를 사람에게 이식하기 위해서 필요한 선결조건이 거부반응을 담당하는 유전자의 기능을 제한해서 이종동물 간 장기이식에 따른 면역학적 거부 반응을 줄이는 것이고 다른 하나는 사람에게 유해한 미생물의 오염이 제거된 무균돼지를 이용하는 것이다. 돼지는 가축으로서 개발되어 사람의 역사와 함께 오랫동안 집단 사육되어서 대량생산에 대한 경험과 지식이 많이 축적되어 있는 장점이 있다.
기본적으로 사람의 동선은 작업자별로 다양한 동선이 있으며, 돼지 및 물품의 경우에도 사람들이 동반되므로 시설내 거의 모든 동선은 사람의 동선을 수반한다고 볼 수 있다. 따라서 이들을 모두 분석하는 것은 연구의 범위가 방대해지고 시설의 세부운영방침을 포함한 보다 전문적인 내용을 포괄적으로 다루어야 하기 때문에 본 연구에서는 동선계획에 있어 가장 필수적인 사람의 돈사출입동선에 한정하여 논의하고자 한다.
본 연구는 기존의 돼지사육시설에 대한 사례분석을 통해 무균돼지사육시설에 필요한 공간을 도출하였고, 아울러 시설의 동선계획에 대한 원칙을 제시하였다. 그러나 각 공간의 면적을 정량적으로 제시하지는 못했으며, 후속 연구에서 이러한 내용이 검토되어야 할 것이다.
무균돼지사육시설은 바이오장기를 생산할 수 있는 무균돼지를 사육하는 시설로 아직 이에 관련된 본격적인 시설이 없으며, 또한 이 시설의 건축계획에 대한 기본 개념이 정립되지 못하고 있다. 본 연구에서무균돼지를 포함한 돼지사육시설의 국내외 사례분석을 통하여 건축계획의 방향을 제시하고자 하였으며, 연구의 결과는 다음과 같다.
첫째, 한국과 미국의 4개 돼지사육시설의 기능공간 및 동선에 대하여 심층분석하였다. 여기서는 돼지사육시설에 어떠한 기능공간이 포함되어 있는지, 그리고 각 기능공간들은 어떠한 그룹으로 구성되어 있는지를 파악하였다. 아울러 각 시설에 대한 동선분석을 통해 향후 무균돼지시설의 동선계획의 원칙을 수립할 수 있도록 하였다.
가설 설정
· 주요기능 : SPF급 돼지의 사육.
제안 방법
여기에는 시설에 설치된 공간의 종류 및 조닝, 주체별 동선특성, 무균환경으로 유지하기 위한 건축적 고려사항 등이 포함된다. 그리고 이 외에 시설별 특수 고려사항이 있는 경우 그 내용을 별도로 분석하였다. 주체별 동선에는 사람의 동선, 돼지의 동선, 물품의 동선을 각각 포함하였다.
무균돼지사육시설의 공간구성을 설정하기 위해서는 우선적으로 이 시설의 기능을 명확히 설정할 필요가 있다. 본 연구에서는 이 시설의 기능을 무균돼지의 생산과 사육, 그리고 생산된 돼지의 외부 반출을 기본으로 한다. 따라서 시설내 본격적인 연구기능은 배제하며 사육돼지의 간단한 검증을 위한 실험실 정도만 구비하는 것으로 한다.
분석을 위한 자료의 수집은 우선적으로 한국과 미국에 있는 4개의 시설을 방문하여 이루어졌다. 비구조화된 설문을 통해 시설의 건축적 특성, 시설의 운영방식 및 개선사항 등을 파악하였으며, 시설의 운영방식은 주로 돼지의 사육방법과, 주체별 동선시스템에 중점을 두어 검토되었다. 이때 주체별 동선분석은 시설의 건축평면도를 토대로 수행되었다.
9㎡(10평)로 돼지가 주로 사육된다. 사육실은 청결환경을 유지하고, 사육실간 교차감염을 방지하기 위해 사람과 동물, 물품 모두 청결복도측의 전실을 통해 출입하도록 공간구성을 하였으며, 청결동선과 오염동선을 명확히 구분하였다.
셋째, 무균돼지시설의 동선시스템을 사람동선, 돼지동선, 그리고 물품동선 등 3가지 측면에서 제시하였다. 이때 사람동선은 돈사출입동선을 위주로 하였으며, 물품동선은 사료동선, 케이지 등 기자재 동선, 의류동선 등을 포함하였다.
이곳에 연구원 및 작업인원, 센터장 등이 근무한다. 소독공간내에는 고압증기멸균기(autoclave)와 소독조통로(deep tank)를 설치하여 필요한 물건을 소독해서 무균상태로 돈사에 전달할 수 있도록 하였다. 그리고 패스룸은 사료 등을 돈사로 공급하거나, 돈사에서 발생한 폐기물을 배출시키는 경로로 사용한다.
여기서는 돼지사육시설에 어떠한 기능공간이 포함되어 있는지, 그리고 각 기능공간들은 어떠한 그룹으로 구성되어 있는지를 파악하였다. 아울러 각 시설에 대한 동선분석을 통해 향후 무균돼지시설의 동선계획의 원칙을 수립할 수 있도록 하였다.
비구조화된 설문을 통해 시설의 건축적 특성, 시설의 운영방식 및 개선사항 등을 파악하였으며, 시설의 운영방식은 주로 돼지의 사육방법과, 주체별 동선시스템에 중점을 두어 검토되었다. 이때 주체별 동선분석은 시설의 건축평면도를 토대로 수행되었다.
본 연구에서는 사료구역과 기기 및 물품, 세탁 및 소독 구역을 모두 서비스 구역에 포함시켰다. 일부 사례에서는 사료구역을 별도로 분석하기도 하였으나, 사료구역과 나머지 구역 모두 외부에서 물품을 들여온다는 점, 돈사로 반입하기 위해 동일한 소독공간을 사용할 수 있다는 점, 돼지를 사육하는 지원기능을 함께 담당한다는 점 등을 감안하여 본 연구에서는 동일한 구역으로 분류하였다.
첫째, 한국과 미국의 4개 돼지사육시설의 기능공간 및 동선에 대하여 심층분석하였다. 여기서는 돼지사육시설에 어떠한 기능공간이 포함되어 있는지, 그리고 각 기능공간들은 어떠한 그룹으로 구성되어 있는지를 파악하였다.
대상 데이터
그리고 패스룸은 사료 등을 돈사로 공급하거나, 돈사에서 발생한 폐기물을 배출시키는 경로로 사용한다. 건물전체의 기계실은 지하층에 있으며, 1층에 있는 기계실은 무균 돈사 전용의 중앙감시실이다. 이곳에서는 돈사의 공조 및 사육환경을 통제하는 역할을 한다.
본 연구는 우선적으로 현재 운영중인 돼지사육시설에 대한 분석으로부터 시작하였다. 이를 토대로 향후 시설계획의 지표를 만들 수 있는 기초자료를 생산할 수 있기 때문이다.
무균돈사에서 다루어지는 물품의 종류는 매우 다양하다. 본 연구에서는 무균돈사에서 가장 많이 사용되고 중요한 사료동선과, 재활용이 가능한 케이지 등의 기자재동선, 세탁물(의류)동선 등에 대하여 논의의 범위를 한정한다.
분석을 위한 자료의 수집은 우선적으로 한국과 미국에 있는 4개의 시설을 방문하여 이루어졌다. 비구조화된 설문을 통해 시설의 건축적 특성, 시설의 운영방식 및 개선사항 등을 파악하였으며, 시설의 운영방식은 주로 돼지의 사육방법과, 주체별 동선시스템에 중점을 두어 검토되었다.
사료저장시설은 지하층과 3층에 별도로 계획되어 있다. 사료는 기본적으로 외부에서 감마선으로 멸균된 것을 사용하며, 필요시 소독실의 고온소독기로 소독한 후 돈사로 반입한다.
급의 돼지 및 실험용 일반 돼지(Conventional Pigs)를 사육하는 시설도 사례분석대상에 포함시켰다(표 1). 조사범위는 자료의 수집과 분석이 비교적 용이한 미국과 국내의 시설로 하였으며 총 4개 시설을 분석하였다.
축사는 크게 5개의 큰 사육실과 8개의 작은 사육실 등 총 13개의 사육실로 구성된다. 큰 사육실은 68.
현재 무균돼지를 사육하는 시설이 세계적으로 매우 적기 때문에 본 연구에서는 무균돼지뿐만 아니라, SPF(Specific Pathogen-Free)4) 급의 돼지 및 실험용 일반 돼지(Conventional Pigs)를 사육하는 시설도 사례분석대상에 포함시켰다(표 1). 조사범위는 자료의 수집과 분석이 비교적 용이한 미국과 국내의 시설로 하였으며 총 4개 시설을 분석하였다.
성능/효과
둘째, 무균돼지를 사육하기 위한 공간구성을 크게 돈사 부분, 관리 및 사무부분, 서비스부분, 수술 및 실험부분, 그리고 기계전기설비부분 등 5개 부분으로 설정하였으며, 실제 사례분석에서 이러한 구분이 유효하다는 것을 알 수 있었다. 각 부분에 속한 단위공간은 표 6에 제시하였다.
이것은 사육돈이 많고, 돼지의 건강 및 품질을 확보하기 위해 시설운영자가 식이요법에 각별한 주의를 기울이고 있기 때문이다. 시설 특성상 에너지를 많이 소모하고, 24시간 365일 가동되는 점을 감안하여, 비상발전기, 열교환기, 예열실 등 설비관련 장치가 충분히 배려되었다.
후속연구
본 연구는 기존의 돼지사육시설에 대한 사례분석을 통해 무균돼지사육시설에 필요한 공간을 도출하였고, 아울러 시설의 동선계획에 대한 원칙을 제시하였다. 그러나 각 공간의 면적을 정량적으로 제시하지는 못했으며, 후속 연구에서 이러한 내용이 검토되어야 할 것이다. 또한 단위공간의 종류 및 동선계획은 시설의 운영방침에 따라 변화의 가능성이 높기 때문에 본 연구에서는 공간과 동선계획에 대한 일반론적인 내용을 전개하였으며, 보다 정확한 연구를 위해서는 정확한 시설운영방침이 먼저 설정되어야 할 것이다.
주체별 동선에는 사람의 동선, 돼지의 동선, 물품의 동선을 각각 포함하였다. 단지 각 단위공간의 면적은 시설프로그램을 작성할 경우 매우 중요한 요소이지만 본 연구는 시설의 전체적인 구성을 위한 시스템을 작성하는 목적으로 수행되었기 때문에 본 연구에서는 포함하지 않았으며, 이러한 내용은 후속연구에서 별도로 취급되어질 필요가 있다.
그러나 각 공간의 면적을 정량적으로 제시하지는 못했으며, 후속 연구에서 이러한 내용이 검토되어야 할 것이다. 또한 단위공간의 종류 및 동선계획은 시설의 운영방침에 따라 변화의 가능성이 높기 때문에 본 연구에서는 공간과 동선계획에 대한 일반론적인 내용을 전개하였으며, 보다 정확한 연구를 위해서는 정확한 시설운영방침이 먼저 설정되어야 할 것이다. 향후에는 이를 바탕으로 각 동선의 흐름에 대한 내용을 시각적으로 표현하여 보다 연구의 내용을 명확히 하면서 실제 적용가능성을 높이는 것이 필요하다.
본 연구에서는 이러한 무균돈사를 계획하기 위해 필요한 기초자료를 기존의 돼지사육시설을 통해 수집분석하였으며 이 내용은 추후 무균돈사의 건축계획기준을 수립하는데 효과적으로 사용될 수 있을 것이다.
향후에는 이를 바탕으로 각 동선의 흐름에 대한 내용을 시각적으로 표현하여 보다 연구의 내용을 명확히 하면서 실제 적용가능성을 높이는 것이 필요하다. 본 연구의 결과는 무균돈사 계획시 소요공간의 도출과 이들의 합리적인 배치에 대한 가이드라인으로서 활용될 수 있을 것이다.
또한 단위공간의 종류 및 동선계획은 시설의 운영방침에 따라 변화의 가능성이 높기 때문에 본 연구에서는 공간과 동선계획에 대한 일반론적인 내용을 전개하였으며, 보다 정확한 연구를 위해서는 정확한 시설운영방침이 먼저 설정되어야 할 것이다. 향후에는 이를 바탕으로 각 동선의 흐름에 대한 내용을 시각적으로 표현하여 보다 연구의 내용을 명확히 하면서 실제 적용가능성을 높이는 것이 필요하다. 본 연구의 결과는 무균돈사 계획시 소요공간의 도출과 이들의 합리적인 배치에 대한 가이드라인으로서 활용될 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
무균돼지를 최초로 안정적 생산에 성공한 사례는 무엇인가?
무균돼지(Gnotobiotic pigs)라 함은 세균에 감염되지 않도록 무균실(Isolator)에서 키운 깨끗한 상태의 돼지를 말한다. 이 돼지는 미국 시카고대학교의 재미 한인 의학자인 김윤범(金允範) 교수가 1973년 세계 최초로 안정적 생산과 양육에 성공하였다. 태반이 6층으로 두꺼워 어미 돼지의 감염세균 및 면역세포가 태아 돼지에게 전달되지 않는 점을 이용해1), 제왕절개를 통해 무균의 미니 돼지가 생산된다.
무균돼지란?
무균돼지(Gnotobiotic pigs)라 함은 세균에 감염되지 않도록 무균실(Isolator)에서 키운 깨끗한 상태의 돼지를 말한다. 이 돼지는 미국 시카고대학교의 재미 한인 의학자인 김윤범(金允範) 교수가 1973년 세계 최초로 안정적 생산과 양육에 성공하였다.
유전자가 조작된 돼지를 이용하는 이종장기이식방법의 선결 조건은 무엇인가?
그러한 대체장기로서 최근 가장 주목 받고 있는 것이 사람에게 이식되었을 때 거부반응을 줄일 수 있도록 유전자가 조작된 돼지를 이용하는 이종장기이식방법이다. 돼지의 장기 일부를 사람에게 이식하기 위해서 필요한 선결조건이 거부반응을 담당하는 유전자의 기능을 제한해서 이종동물 간 장기이식에 따른 면역학적 거부 반응을 줄이는 것이고 다른 하나는 사람에게 유해한 미생물의 오염이 제거된 무균돼지를 이용하는 것이다. 돼지는 가축으로서 개발되어 사람의 역사와 함께 오랫동안 집단 사육되어서 대량생산에 대한 경험과 지식이 많이 축적되어 있는 장점이 있다.
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