【实验室设计】生物洁净室设计

一、 平面布局（一级屏障）

设计根据实验场所提供的场地空间，设计微生物实验区，以建筑面积为23m²为例。应设有一个P2主实验室,一个一更缓冲间，一个二更缓冲间，一个洗刷消毒间。

　　设计充分利用现有的空间，根据国家相关规范和实验场所的特殊要求进行平面布置。考虑生物安全实验室应同时实施一级屏障和二级屏障的要求，其中一级屏障主要体现在微生物实验区的平面布置和维护结构方面，二级屏障主要体现在空调净化系统方面。在平面布置方面把人流和物流分隔开，防止人和物的交叉感染：实验操作人员通过一更缓冲间和二更缓冲间进入P2主实验室；实验物体通过两个互锁式传递窗进出P2主实验室，其中一个互锁式传递窗设在主实验室和准备间之间，另外一个设在主实验室和洗刷消毒室之间，保证了洁净物不受感染，同时保证了污染物尽快传进洗刷消毒室进行消毒灭菌。

整个平面布局完全能够满足国家规范及标准和实验场所最终要求，而且充分利用了实验场所划分的建筑空间，按照实验室操作程序的要求配备了各种功能的房间，操作路线方便快捷，每间实验室的平面尺寸都是按照各种实验功能分配的。

二、围护结构、装潢装饰

设计上将实验室主体框架为彩钢板玻璃隔断，颜色为哑白色，彩钢厚度每面0.426mm，彩钢岩棉夹芯板防火等级为不燃烧；聚苯乙烯彩钢夹芯板防火等级为阻燃。隔断玻璃厚度为5mm；为防止沉积灰尘窗料使用R25mm铝合金圆弧压线；所有二维连接处的内侧均使用R50mm铝合金内圆角，暴露在外的二维连接线的外侧则用R100mm铝合金外圆角连接；彩钢板的三维连接处使用三维接点过渡，而彩钢板与墙面地面则用铝合金槽铝联接。吊顶材料亦为彩钢板。微生物区室内地面采用进口PVC材质无缝隙焊接、具有耐腐蚀、耐磨性强、平整度好、容易清洗的特性。地面地角线用阴角铝材装饰,美观且严密性好。整体实验室通过科学设计、精心施工、将使实验室内形成坚固、无缝、平滑、美观、不反光、不积尘、不生锈、防潮、抗菌、性能优良的无菌表面和内壳，从而解决了气密性和保洁等问题。所有物料均按设计图纸在工厂加工成型，运至现场组合快速安装而成。室内所有设备均嵌入墙内，使整间实验室墙面均光滑平整无缝，防止积尘，方便清洁、消毒。

三、微生物实验室基本配置

净化实验室除了解决空气净化的问题以外，还要尽可能多的为实验工作提供方便，因此在设计上应考虑一些必备的实验室用器具。

1、互锁式传递窗：在P2实验室配有两个传递窗。保证了实验室物流的安全性。互锁式传递窗内有紫外线灯,当污染过物品拿出实验室前进行消毒.互锁式传递窗还保证了室外和室内空气的隔绝,方便了实验人员的物品传递,减少了实验人员进出实验室的次数.传递窗室内室外都可控制。

2、自动闭门器：根据国家规范要求，在洁净实验室门上安装有自动闭门器。

3、互锁门：主实验室设置一套两门互锁的电子互锁,当其中有一扇门未关时,另外一扇门将无法打开这样就对进入洁净室内的气流起到缓冲作用.互锁门还配置有应急开关,当发生意外事故时,按应急开关方便实验室人员尽快逃离现场。

4、多功能微电脑控制仪：作为实验室的总控制柜，包括温湿度调节及显示、送排风机的起停和起停的顺序、照明开关、紫外灯控制等等。温度调节显示屏可准确地显示实验室内温度,调节方便,温度误差小。

5、微压差表：根据生物安全实验室规范要求， P2实验室配置一套微压差控制系统.可显示室内外压差量,并人为按要求控制压差，根据室内外压差的变化调节压差达到安全范围内。

6、插座：根据实验室使用要求。在每间实验室根据实验用途的不同，应配置足够数量的单相插座和三相插座。插座均采用嵌入式，气密型设计，选用进口名牌多功能防尘、防水、防漏电组合电源插板，采用先进工艺安装。

7、紫外灯：考虑洁净室的消毒要求,在P2主实验室应配置了两支紫外消毒灯,方便实验人员实验前后的物理消毒。

⑴人体热释红外感应器：为方便实验人员使用和节省电源，在缓冲间门口处安放有红外线探测仪，感应人体热量，自动开启风机送出洁净风并自动延时关闭。

⑵洗刷台及污水处理器：根据实验室使用需要,在洗刷消毒间配有洗刷台和污水处理器, 水槽和下水软管都为为耐酸碱的PP材料,水龙头为实验室专用三联水龙头。

⑶洗眼器和感应水龙头：根据规范要求,在微生物实验区的洗刷台上面配有洗眼器，在实验人员眼睛万一接触危险物质时，可用它冲洗眼睛。为方便实验人员，感应水龙头可自动感应人身热量，放水并自动延时关闭。

⑷样品车：为方便实验室人员移动样品和其它实验用品,应专门在洗刷消毒室内配置小型样品车,为不锈钢结构上下两层,小巧方便推动。

⑸滴水车：根据实验用品在洗刷消毒后还需晾干过程,应在洗刷消毒室配置有滴水车,一些洗刷消毒后的器皿可放在滴水车上滴水晾干,滴水车下还配有水桶收集滴下的水分.滴水车可移动，为不锈钢结构。

⑹实验边台：实验室必须配置放置实验设备和实验用品的实验台,实验台面为耐酸碱的理化实芯板,滑道为优质材料。钢木结构,并在台面下面配有抽屉和柜子方便放置实验用品，美观与实验室整体相协调。

⑺生物安全柜（BSC-Ⅱ-A2）：根据生物安全实验室的国家规范要求, P2实验室应配置一台生物安全柜。生物安全柜是用于生物实验室的主要隔离设备，可以防止有害悬浮微粒的扩散。基于对人员、环境与试验品样品所提供的保护依其等级不同而有所差异。Ⅱ级A2型生物安全柜能够提供对人员、试验样品、环境的全面保护，应用于对高危险微生物、有毒物质和放射寡核苷酸的操作。Ⅱ级A2型属前开门生物安全柜，通过垂直气流来保护工作人员，通过多层HEPA过滤保护样品，通过HEPA过滤排出气体来保护环境。气流通过HEPA进气过滤器从柜顶部沉降，气体达到工作面后，约50%气体被吸进柜后部格栅中，其余气体与室内空气在前格栅相遇，其中30%的空气能通过HEPA排气过滤器被排出，剩下70％空气经HEPA过虑与新风混合共同形成一个无菌工作区，有效防止交叉污染。室内空气与HEPA过滤空气相遇处产生气体屏障，使工作人员和样品得到隔离,保护实验人员安全,样品不受污染。

四、P2生物安全实验室技术指标（二级屏障）

　　生物洁净室应严格遵循中华人民共和国卫生行业标准WS233---2002《微生物和生物医学实验室生物安全通用准则》以及中华全国国家标准GB19489-2004《实验室生物安全通用要求》。装配标准则根据各专业实验室所从事生物因子分析过程的生物危害程度以及按国家标准中生物安全水平分级的办法为用户装配不同级别的生物洁净室，习惯上称P1、P2、P3、P4或称为一级、二级、三级、四级。

1、分级标准

生物安全实验室的分级

2、洁净实验室的主要技术指标：

主实验室的主要技术指标

　　3、洁净度表述

洁净度10000级cleanliness class 10000（P2万级实验室即ISO7级）即大于等于0.5μm的尘粒数大于35000粒／m³(35粒/L)到小于等于350000粒／m³(350粒／L)；大于等于5μm的尘粒数大于300粒／m³(0.3粒/L)到小于等于3000粒／m³(3粒/L)。

4、二级生物安全实验室

制作的生物洁净室为二级，按平面布局分为两个缓冲间(可兼作更衣间)、一个操作间(面积有12.4M2)两部分，其制作工艺必须满足中华人民共和国卫生行业标准WS233----2002：《微生物和生物医学实验室生物安全通用准则》。

主要技术参数如下：送风口风速：≥0.35m/s，洁净级别七级；操作间与室外大气压之差（静压差）≥-5Pa；温度23----30℃可调，总噪声≤65db在生物洁净室中温度、静压差、电器部件的运作、人体感应系统、照明紫外、送风、排风均由微电脑控制箱控制。各种指标均可以事先设定；在缓冲间使用人体红外感应系统，当工作人员进出无菌室时，风机及净化系统自动工作，对发尘物体强制进行净化作用。对可能产生致病微生物气溶胶或出现溅出的操作均应在生物安全柜中（Ⅱ级生物安全柜）进行，并使用个体防护设备以及相关的消毒设施。

5、局部百级洁净室

局部洁净室中各主要部件规格及技术指标如下：送风口风机：风量3000立方米/小时，功率：0.45KW，全压：380Pa，噪声＜65dB；缓冲间风机：2000立方米/小时，功率：0.18KW全压：380Pa，噪声＜52dB；净化专用空调：KFR-35，空气加热器：3000W（三相）；送风口高效过滤器： 630*630*80mm（无隔板），初阻力≤240Pa，钠焰效率≥99.99％，容尘量＞800g；缓冲间高效过滤器：484*484*80mm（无隔板），初阻力≤240Pa，钠焰效率≥99.99％，容尘量＞500g。

五、净化空调系统

微生物洁净室设置净化空调系统是为了建立一个温、湿度适宜、空气清新、无菌洁净的微环境，以利于实验操作。传统的空调系统仅能对温度起到一定的控制，洁净度无法完全得到控制，因而导致病菌的滋生和繁衍。这样的空调系统远远不能满足微生物实验室一个特定的洁净环境的卫生学要求。

净化空调系统通过一系列的技术措施精心设计后完全能够做到控制实验室内温度、尘埃、细菌、有害气体的浓度和气流分布、保证室内人员所需新风量和室内合理的气流流向，并能维持整个微生物实验室合适的梯度压力及定向流动，全面实现“无菌环境保障体系”的目的，减少实验过程中一切潜在的感染风险。结构设计上还有一个突出特色是室内大多数空调设备的维修保养均在室外进行，减少非实验人员进入实验室的机会，减少污染，提高实验室的使用率。

1、净化空调系统划分

每个洁净实验室为独立的空调系统,并且缓冲间和净化实验室都是分开的独立空调,防止实验时的内部交叉感染和防止危险气体向外泄漏。

2、空气处理净化过程

室内回风由中效过滤器回风口(回风口采用获得国家专利的定风向可调风量回风口，可以在实验室内很方便的拆卸更换滤料)。通过回风管回到净化组合式空气处理机的回风段，经冷却或加热，再经过机组内的初、中效过滤器（过滤器置于机组正压段）由送风管送至配有高效过滤器的送风末端后送出。室外新风经过虑处理后进入净化组合式空调机组的新风混合段与室内回风混合。再经卫生型净化组合式空气处理机进行温湿度处理后统一送入洁净区。

3、送风方式及气流组织形式

实验室末端送风采用专用484送风静压箱。送风静压箱内满布进口高效低阻无隔板高效过滤器，底部装有送风扩散孔板（扩散孔板与实验室天花板相接处平整无缝）；局部百级实验室配有层流罩采用垂直层流的气流组织形式,其外形尺寸为1240x635,内部满布高效过虑器,底部装有均流扩散孔板.洁净室内回风为四角底部回风保证了室内气流的充分流动,带来很好的稀释效果.缓冲间采用高效送风口上送下回风乱流气流组织形式.为墙面单侧底部回风。

1、压差控制：P2实验室的负压成梯度分布，气流从清洁区向半污染区到污染区流动，室内负压能达到大于负10Pa 。

2、排风系统：为保证压差的实现,在P2实验室的准备间和操作间设置了一套排风系统,外排风通向建筑物的屋顶，系统上设置了风量调节阀。洗刷消毒间设有局部排风系统，保证洗刷消毒间空气清新。

通过一系列的空气控制，包括进入室内空气的净化处理,一定的新风量和排风负压的控制等措施，向实验人员提供了安全,洁净的空气环境。

3、净化空调机组选型

　　净化实验室及缓冲间选用净化组合空调机组，该机组主要特点如下：

1)机组皆由双层面板组成，达到最佳的绝热和消音效果。传热系统K=0.54w/m2•k，平均噪音吸收系数R=39dB，框架设计为密封的小巧型优质碳钢；整机成形易清洁、耐腐蚀，不锈蚀。

　2)机组所采用的表冷器，其铝翅片表面还涂有一层亲水防腐涂层，因而不易形成水珠，提高了热交换效率，同时也不易积水、长菌。

3)机组采用不锈钢集水盘，对积水盘的排水采用压力排水代替水封的措施，无论表冷器处于何种工况运行，均可顺畅排走凝水有效地避免了凝结水倒灌。

4)过滤器的选用；粗效过滤器采用大容尘量的板式过滤器，进口玻纤滤料，坚固耐用，有清洗型及可换型两种型号选择，截留效率可达75%以上。中效过滤器采用低阻力的过滤器，过滤材料为超细聚丙烯纤维滤料，不会产生再污染现象，对末端的高效过滤器起到很好的保护作用。过滤器框架结构合理，与箱体内壁焊接牢靠，严格密封无泄漏，且过滤器装卸操作方便。

六、配电系统

工程配电系统设计范围为实验室的照明及动力系统和微生物实验室空调机组的供配电系统。设计以《供配电系统设计规范》、《低压配电设计规范》、《民用建筑照明设计标准》、《民用建筑电气设计规范》、《生物安全实验室建筑技术规范》、《实验室生物安全通用要求》、《微生物和生物医学实验室生物安全通用准则》以及实验场所提供的招标文件为设计依据。

1、实验室配电：设计为生物安全实验室设立配电分箱一个,由配电总箱引单独回路配电，从而保证实验室用电可靠、安全。另外，对其他辅助实验室的配电，采用与微生物安全实验室分开敷设的模式进行，从而进一步保证生物安全实验室用电可靠；主实验室的照明配电与插座配电分开。

（1）负荷等级、供电系统及供电电源：依据设计规范的要求本系统采用TN-S系统结构模式，为每个净化实验室提供一个电源箱与微电脑控制仪配套。净化空调的室外机、空调风机、外排风机、加热制冷配件都通过微电脑控制仪和微电脑电源箱配电控制。

（2）导线的选择及线路敷设方式：电源箱的进线回路选用ZRBV-220V型电线,为耐火电线.敷设于线槽内再穿阻燃线管引至用电设备。

（3）配电设备及安装方式：电源箱可挂墙也可嵌入式安装，位置可根据现场条件安装，方便电源的操作和维修；所有开关、插座均采用嵌入式安装。

（4）照明系统：根据规范要求，实验室内照明采用吸顶式洁净密闭灯，实验室内无强烈反光，照度满足国家相关规范要求。考虑美观需要走廊为嵌入式格栅灯盘。每间实验室配有单独控制开关，安装在方便房门出入口处。走廊开关为异地控开关，安装在走廊的两端。

　　2、通讯系统：可根据实验场所的需要安装与外部通讯的系统,比如电话,传真,网络等等。