作者：曹國慶? 中國建筑科學(xué)研究院凈化空調(diào)技術(shù)中心副主任

來源：第七屆中國醫(yī)療環(huán)境與健康大會

一、總體規(guī)劃設(shè)計(jì)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)室建設(shè)流程

規(guī)劃設(shè)計(jì)——由外到內(nèi)；工藝設(shè)計(jì)——由內(nèi)到外；

施工設(shè)計(jì)——建筑裝修一致性。

實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)理念

實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)基本原則

實(shí)驗(yàn)室用房分類

實(shí)驗(yàn)室用房總平面布置

二、工藝平面設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)室用房工藝平面設(shè)計(jì)原則實(shí)驗(yàn)室用房工藝平面設(shè)計(jì)原則

走廊形式：

·?單走廊（適用于長條形建筑）

·?雙走廊（適用于方形或進(jìn)深較大的條形建筑）

·?回廊（采光效果不好，適用于特殊實(shí)驗(yàn)建筑）

單走廊（適用于長條形建筑）

雙走廊（適用于方形或進(jìn)深較大的條形建筑）

回廊（適用于特殊實(shí)驗(yàn)建筑）

工藝平面布局原則：

·?實(shí)驗(yàn)區(qū)置于樓層一端，便于與其它區(qū)域相隔離

·?垂直通道、辦公、更衣及其它生活區(qū)置于樓層另一端。

工藝平面設(shè)計(jì)：

人員流線圖

樣品流線圖

試劑流線圖

實(shí)驗(yàn)室區(qū)域分配：

非潔凈室和潔凈室分開設(shè)計(jì)，工作人員、患者合理流向和樣本的轉(zhuǎn)運(yùn)流向，做到人流、物流分開，人流、物流合理，污染物品與潔凈物品分離，避免交叉污染。

人流通道：

實(shí)驗(yàn)室生物安全通道和消防逃生通道。

物流通道：

物資流向通道、標(biāo)本流向通道和污物流向通道。

實(shí)驗(yàn)室基本單元分析示意圖：

病原微生物實(shí)驗(yàn)室平面布局流向

原則：潔污流線分明、流程簡捷、層次清晰、去污有效，能有效地切斷感染途徑，降低感染率。

病原微生物實(shí)驗(yàn)室平面布局

病原微生物實(shí)驗(yàn)室平面布局設(shè)計(jì)參考圖（中廊式）:

病原微生物實(shí)驗(yàn)室平面布局設(shè)計(jì)參考圖2（外廊式）:

HIV實(shí)驗(yàn)室平面示意圖

ＰＣＲ實(shí)驗(yàn)室

加強(qiáng)型P2實(shí)驗(yàn)室：人員應(yīng)通過緩沖間進(jìn)入核心工作間

三、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)環(huán)境要求

實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境要同時(shí)滿足工作人員的舒適性、實(shí)驗(yàn)儀器運(yùn)行、控制空氣污染物擴(kuò)散的要求：

·?合理的功能分區(qū)保證各區(qū)域的物理隔斷

·?適宜的溫濕度和合理的新風(fēng)量

·?實(shí)驗(yàn)室壓力控制，防止污染物外溢

·?必要的進(jìn)、排風(fēng)處理

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)重要技術(shù)指標(biāo)

壓差控制：保證實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的病原微生物不向其它房間流動，實(shí)驗(yàn)室與走廊之間的壓差為-5Pa至-10Pa。

換氣次數(shù)：保證實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的病原微生物氣溶膠得到有效的排放與稀釋，實(shí)驗(yàn)室換氣次數(shù)應(yīng)保持在12次/小時(shí)以上。

舒適性：保證實(shí)驗(yàn)室工作人員的舒適性，實(shí)驗(yàn)室溫度應(yīng)保持在22-26℃。

通風(fēng)質(zhì)量：風(fēng)速、風(fēng)量、風(fēng)壓穩(wěn)定，噪音低，氣流組織合理，排氣順暢、無異味溢出，氣體排放符合實(shí)驗(yàn)室的主要環(huán)境參數(shù)

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一、空調(diào)系統(tǒng)形式

各實(shí)驗(yàn)室單元的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)分別獨(dú)立設(shè)置；屬于BSL-2 b2類的實(shí)驗(yàn)室宜采用全新風(fēng)直流式空調(diào)系統(tǒng)；

實(shí)驗(yàn)室與大樓空調(diào)供冷供熱周期可能不同步運(yùn)行，宜采用冷媒直接蒸發(fā)式空調(diào)系統(tǒng)；

由于實(shí)驗(yàn)室存在冬季供冷的可能性，空調(diào)制冷設(shè)備應(yīng)具備冬季低溫供冷的性能；

二、氣流組織形式

宜采用上送下排氣流組織，且實(shí)驗(yàn)室內(nèi)空氣流向應(yīng)從“清潔” 區(qū)域流向“污染” 區(qū)域。

生物安全二級實(shí)驗(yàn)室（BSL-2）

國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

·?《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》（GB19489-2008）第6.2.7條：應(yīng)按產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求安裝和使用生物安全柜。如果生物安全柜的排風(fēng)在室內(nèi)循環(huán)，室內(nèi)應(yīng)具備通風(fēng)換氣的條件；如果使用需要管道排風(fēng)的生物安全柜，應(yīng)通過獨(dú)立于建筑物其他公共通風(fēng)系統(tǒng)的管道排出。

·?《生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范》（GB50346-2011）第3.3.2條， BSL-2和ABSL-2中的a類和b1類可開窗，無潔凈度和負(fù)壓要求；ABSL-2中的b2類要求8級潔凈度，換氣次數(shù)不小于12次/h。

·?第5.1.5條， a類和b1類實(shí)驗(yàn)室可采用帶循環(huán)風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)。

·?常見的BSL-2實(shí)驗(yàn)室包括HIV實(shí)驗(yàn)室、真菌實(shí)驗(yàn)室、微生物實(shí)驗(yàn)室，由于存在感染風(fēng)險(xiǎn)，宜按加強(qiáng)型BSL-2實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)。

·?BSL-2實(shí)驗(yàn)室宜維持-10Pa的負(fù)壓，形成清潔區(qū)→緩沖間→核心工作間的氣流方向

·?BSL-2實(shí)驗(yàn)室宜采用全新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

·?BSL-2實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)經(jīng)HEPA過濾后排放

·?實(shí)驗(yàn)操作在一級屏障—生物安全柜（BSC）內(nèi)進(jìn)行。

生物安全柜（BSC）

生物安全柜選用原則：

·?BSL-2實(shí)驗(yàn)室通常采用 II-A2 型；

·?當(dāng)有大量有害化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生時(shí)，生物安全柜采用 II-B2。

·?PCR實(shí)驗(yàn)室

·?基因擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)室又稱PCR實(shí)驗(yàn)室

·?隨著分子生物學(xué)研究的發(fā)展，DNA技術(shù)在生物學(xué)多領(lǐng)域應(yīng)用。PCR實(shí)驗(yàn)室也逐漸增多

·?PCR實(shí)驗(yàn)室原則上需要4個(gè)獨(dú)立工作區(qū)

-試劑準(zhǔn)備區(qū)-樣品制備區(qū)-擴(kuò)增區(qū)-擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)

·?前兩區(qū)為擴(kuò)增前區(qū)，后兩區(qū)為擴(kuò)增后區(qū)

工藝對暖通的要求：

·?實(shí)驗(yàn)室氣流應(yīng)從擴(kuò)增前區(qū)流向擴(kuò)增后區(qū)，即空氣流向試劑準(zhǔn)備區(qū)→樣品制備區(qū)→擴(kuò)增區(qū)→擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)，不得逆向流動

·?試劑準(zhǔn)備區(qū)保持正壓或常壓，后三區(qū)維持負(fù)壓

·?通常PCR實(shí)驗(yàn)室沒有嚴(yán)格的凈化要求，需根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容確定實(shí)驗(yàn)室潔凈度

·?須避免各實(shí)驗(yàn)區(qū)域間的通過空氣交叉污染

·?嚴(yán)格控制各區(qū)域的壓差是第一位的要求

PCR實(shí)驗(yàn)室暖通要點(diǎn)1：

·?PCR實(shí)驗(yàn)室保持正壓值或負(fù)壓值宜不小于10Pa；

·?室內(nèi)設(shè)計(jì)環(huán)境參數(shù)按舒適性原則確定；

·?舒適性空調(diào)系統(tǒng)的換氣次數(shù)宜為n=6~8h-1，潔凈空調(diào)的換氣次數(shù)宜為n=15~20h-1；

·?新排風(fēng)量差值按照需要維持的壓差值確定。

PCR實(shí)驗(yàn)室暖通要點(diǎn)2：

·?當(dāng)PCR實(shí)驗(yàn)樣品需要保護(hù)時(shí)，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)設(shè)潔凈空調(diào)系統(tǒng)

·?如果實(shí)驗(yàn)樣品無需保護(hù)，樣品制備區(qū)宜設(shè)通風(fēng)柜；如果實(shí)驗(yàn)樣品需要保護(hù)，樣品制備區(qū)宜設(shè)II-A2級生物安全柜；不推薦采用超凈工作臺

·?為避免各實(shí)驗(yàn)區(qū)域間的交叉污染，宜采用直流式空調(diào)或送排風(fēng)系統(tǒng)

PCR實(shí)驗(yàn)室可參照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：

·?衛(wèi)生部標(biāo)準(zhǔn)--臨床基因擴(kuò)增（PCR）診斷實(shí)驗(yàn)室工作規(guī)范（試行）

·?CDC標(biāo)準(zhǔn)--疾病預(yù)防控制中心實(shí)驗(yàn)室建設(shè)之PCR實(shí)驗(yàn)室基本要求

基因擴(kuò)增（PCR）實(shí)驗(yàn)室

PCR實(shí)驗(yàn)室平面圖

PCR走廊

凈化通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)：控制要素

病原微生物實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)工作原理

HIV實(shí)驗(yàn)室送回、風(fēng)原理圖

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)要求防腐性好、噪音低，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)可靠。

PCR實(shí)驗(yàn)室送、排風(fēng)原理圖

PCR實(shí)驗(yàn)室試劑準(zhǔn)備、標(biāo)本制備、擴(kuò)增三個(gè)區(qū)域設(shè)置緩沖間。

顆粒物及微生物污染控制：高效過濾送風(fēng)+氣流組織

注：ISO5級單向流，ISO6/7/8級紊亂流

顆粒物及微生物污染控制

空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)——空氣處理單元

?

關(guān)鍵問題：通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的選擇與設(shè)計(jì)

關(guān)鍵問題：核心實(shí)驗(yàn)間氣流組織

關(guān)鍵問題：避免送風(fēng)氣流干擾BSC吸入口氣流

·?氣流組織宜采用上送下排，送風(fēng)口和排風(fēng)口布置應(yīng)使室內(nèi)氣流停滯的空間降低到最小程度。

·?在生物安全柜操作面或其他有氣溶膠操作地點(diǎn)的上方附近不得設(shè)送風(fēng)口。

·?高效過濾器排風(fēng)口應(yīng)設(shè)在室內(nèi)被污染風(fēng)險(xiǎn)最高的區(qū)域，單向布置，不得有障礙。

·?不能以回(排）風(fēng)夾墻代替排風(fēng)支管，排風(fēng)高效過濾裝置與排風(fēng)總管的連接必須全部是實(shí)體風(fēng)管。

關(guān)鍵問題：排風(fēng)處理

存在的問題與危害：

·?實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的危險(xiǎn)、有毒或有刺激性氣味的氣體通過普通風(fēng)機(jī)排放到屋頂不能及時(shí)在大氣中充分稀釋，使得有毒煙氣再次進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室和周邊建筑的新風(fēng)補(bǔ)氣系統(tǒng)，形成短路。

·?不能充分稀釋的煙氣如長期污染周邊區(qū)域，會危害較大范圍的人員安全，影響周圍的工作和生活環(huán)境。

·?如利用普通風(fēng)機(jī)配置高空排放煙囪，雖然能解決以上問題，但會影響建筑外觀及城市規(guī)劃的美觀性。

排風(fēng)高效過濾裝置建議

排風(fēng)高效過濾裝置性能對于確保病房或?qū)嶒?yàn)室周圍環(huán)境安全至關(guān)重要，應(yīng)可原位檢漏驗(yàn)證?？刹捎脤Ｓ醚b置，當(dāng)經(jīng)費(fèi)受限采用類似高效送風(fēng)口類型的普通高效過濾器箱體時(shí)，其下游風(fēng)管應(yīng)有足夠距離（或通過混流板等措施）確?？蓪?shí)現(xiàn)效率法檢漏，另外應(yīng)預(yù)留消毒劑接口便于原位消毒。

排風(fēng)排放高度與排放影響區(qū)域的關(guān)系

排風(fēng)高空排放建議

室外排風(fēng)口宜進(jìn)行高空排放（高于所在建筑物屋面2m以上）

室外排風(fēng)口形式建議

室外排風(fēng)口的形式：

四、設(shè)計(jì)與建設(shè)常見問題設(shè)計(jì)建設(shè)容易發(fā)生的問題-建筑

·?常見問題：檢測與驗(yàn)收

·?明確指標(biāo)要求的環(huán)境參數(shù)

·?圍護(hù)結(jié)構(gòu)嚴(yán)密性

·?生物安全柜等通風(fēng)設(shè)備性能測試以及對通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行影響

·?加強(qiáng)型醫(yī)學(xué)BSL-2實(shí)驗(yàn)室有多個(gè)運(yùn)行工況時(shí)，除應(yīng)分別對每個(gè)工況進(jìn)行工程檢測，并驗(yàn)證工況轉(zhuǎn)換時(shí)系統(tǒng)的安全性：

-系統(tǒng)啟停-備用機(jī)組切換-備用電源切換以及-電氣自控和故障報(bào)警系統(tǒng)的可靠性驗(yàn)證

生物安全柜的定期檢測和維護(hù)

國內(nèi)在用962臺生物安全柜實(shí)際性能測試結(jié)果