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生物安全实验室净化装修设计时重点关注的问题

发布日期:2019-07-19 20:50 浏览次数:

P3实验室是具有生物学危险中等级别的特殊实验室其间进行病原微生物及遗传基因重组的研究工作.生物学危险(Biological Hazard )这一概念是出于对病原微生物的防护,发展于基因重组的生物工程。前者如对艾滋病的研究;而后者的危险性更大,它不仅存在着病原微生物逃逸的可能,还可能有未知毒性的新种生成。

迄今,国际上尚无衡量生物学危险程度的统一标准,只是有些国家的权威机构建立了各自的标准。生物学危险中等级别分见美国国立卫生研究所(NIH)―P3、美国国立癌症研究中心(NCI)―中级、美国疾病管理中心(CDC)―3级、日本国立预防卫生研究所―3a或3b级和中国―2级等。

由统计资料表明,感染事故30%是由气溶胶的散播引起的,其缘盖因气溶胶的易生、易散性,且不易为人察觉,故在有生物学危险的实验室内必须采取严格的隔离措施,其中物理隔离是通过特殊的净化空调技术手段来实现的,

近年来,随着国际交往的日益频繁和生物学研究领域的深入,国内建立了数家P3级实验室,笔者分别参予了竣工验收和施工调试工作,现对有关净化空调设计中存在的问题做初步权讨。

一、负压度

负压度是生物学实验室最主要的指标,它不同于一般洁净室保持正压的要求。负压度是为保证室内“热区”空气不向“冷区”,渗透,进而污染外界环境,造成不可估量的后果。负压主要靠排风量大于送风量及设置气闸室来达到,此外施工时的密封也是一重要因素。气闸室必须双门联锁即一门开则另一门闭.它是为防止相邻室之间的气流相互千扰以造成负压波动甚至失效.负压度的大小关系到净化空调负荷及负压工况稳定控制。负压度大,负荷必然大,使初投资及运行费猛增;反之,虽然负荷小,但实现负压控制难度增大且不安全。笔者参加验收的实验室普遍负压度偏大,有的达到5OPa,这是很不经济的。建议P3级实验室与邻室的负压度取为20~30Pa。

二、洁净度

国际上生物洁净室的洁净度标准最早见于1967年美国国家航空和宇宙航行局NASA标准。197 8年在第四次国际污染控制协会上提出了国际标准提案。如前所述生物学实验室对负压要求严格而对室内的洁净度要求不是很高,一般按美国联邦标准209D中的1万―10万级要求。见表l所示。虽然病毒及基因重组研究需要极高的洁净度,但研究均在室内的生物学安全柜(SafetyCobinet)中进行,Ⅱ级生物学安全柜内可达100级水平。而验收的部分实验室内的洁冷度设计为1000级,甚至100级,而其测试报告表明达不到如此高的标准。实施过高的洁净度标准,既无必要又不易达标,往往耗费投资,事倍功半。

三、回风

对P3实验室英、日、德国等国家规定必须采用直流式全新风(经处理)送风方式,不允许利用回风。而美国当回风口设有高效过滤器时可允许空气再循环,其原因是为节能.回风对于面积大的洁净厂房或洁净间来说,节能效果很显著。但对面积较小的P3实验室,安全度最重要。由于P3实验室运行时间较短且可通过其它手段(如设计为全封闭有保温层的钢板模块化装配机构)来降低冷热负荷。为确保安全起见建议P3实验室采用直流方式,不宜利用回风。

四、换气次数

换气次数的大小直接影响洁净度及能耗。验收的某些P3实验室由于过高规定了洁净度级别,导致换气次数过大,达到50~63次/小时,造成不必要的浪费。笔者推荐P3实验室的换气次数应在10~20次/小时范围之内。

五、实例

笔者在北京参与了建立面积为18m2装配式P3实验室的工作.该实验室全部采用国外产品,由英国Armstrong公司负责设计并指导现场施工。装配式P3实验室具有建设周期短、费用低等特点.这种利用原有建筑建立P3生物安全实验室在我国不失为一种优选方案。本装配式P3实验室平面图及净化空调系统图分见图1、图2。

通过实际工程,体会到先进国家的设计思路及施工操作规范很值得参考、借鉴。但其也有疏忽的一面。例如在调试时发现当外电网不稳或停电情况下,实验室的压力工况波动或突然停运.其原因是设计时没有考虑稳压电源及备用电源;负压度的控制应采用自动调节方式为好.这些措施可避免一旦出现上述情况时的危险性。最后建议国家有关部门尽快组织生物学家、设计单位及生产厂家一起建立关于生物学安全实验室的洁净暖通设计标准及规范,填补国内这一专业领域的空白.

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