太原1000级 病原微生物仿真实验室 净化厂房

中净环球净化可提供生物实验室、实验室、微生物实验室的咨询、规划、设计、施工、安装、改造等配套服务。
检验实验室——PCR实验室
用于病毒检测的实验室无疑就是我们常说的PCR实验室，目前多地疾控中心和医院也在正进行改造PCR实验室，我们就立实验室的要求来说明下如何才能合理设计一个PCR实验室满足检测需要。
一、基本要求
1、实验室选址、设计和建造应符合国家和地方环境保护和建设主管部门的规定和要求。远离有噪音、震动、异味、灰尘、防腐、防磁等产生此类因素的企业，同时实验室选址应尽量远离商业区、学校、食品厂以及风景保护区等。
2、实验室的*安全通道设置应符合国家的消防规定和要求，同时应考虑生物安全的要求；必要时，应事先征询消防主管部门的建议。
3、实验室的安全保卫应符合国家相关部门对该类设施的安全管理规定和要求。
4、实验室的建筑材料和设备等应符合国家相关部门对该类产品生产、销售和使用的规定和要求。
5、实验室的设计应保证对生物、化学、辐射和物理等危险源的防护水平控制在经过评估的可接受程度，为关联的办公区和邻近的公共空间提供安全的工作环境。
6、实验室的走廊和通道应不妨碍人员和物品通过，应设计紧急撤离路线，紧急出口应有明显的标志；房间的门应根据需要安装门锁，门锁应便于内部快速打开，需要时（如正当操作危害材料时），房间的人口处应有警示标志和进人限制标志。
7、应评估生物材料、样本、药品、化学品和机密资料等被误用、偷盗和不正当使用的风险，并采取相应的物理防范措施。应有用以确保存储、转运、收集、处理和处置危险物料安全的设施。
8、实验室内的温湿度、照度、噪声和洁净度等室内环境参数应符合工作和卫生等相关要求。
9、实验室设计还应考虑节能、环保及舒适性要求，应符合职业卫生要求和人机工效学要求。

生物安全实验室污水消毒设备之序批式系统
2.1系统组成
目前国内已建、大动物生物安全实验室活毒废水处理系统，每套设备的主要配置为3个(或2个)容量相同、功能相同的压力容器罐; 3个罐体分别为一收集罐、一灭活罐、一备用，均可交替使用，互为备用。同时，系统对每个罐体外部均作保温处理，做到节能。系统可以根据不同实验菌种，调整不同的灭菌时间、温度等运行参数，具有固体成分处理、废水储存、高温高压灭菌功能，确保处理效果和运行安全。活毒废水处理系统(含设备)所采用的材料在高温下均具有耐酸碱、抗腐蚀等性能。一个处理周期为4~5h,其中加热时间(从常温上升至规定的灭菌温度所需时间)≤30min; 灭菌时间30~ 120min可调(根据菌种的不同做相应调整);冷却时间根据现场情况确定;排水时间约10min。
2.2工作原理
活毒废水处理系统主要由互为储存、互为灭活、互为备用、可定期轮换使用的多个等容量罐体组成，包括废水储存、灭菌、固液分离装置，以及泵与阀门组合单元、化学加药系统、冷却循环系统、自动控制操作系统及各单元相关附件。序批式系统多采用两个或三个罐体并联使用。
1.两个罐体
(1)废水进入收集罐，压力由排气管释放至HEPA过滤器。
(2)当收集罐液面达到向灭活罐排放的液位时(收集罐共有四档液位:空、向灭活罐排放、满、溢流)，废水流人灭活罐。
(3)当收集罐彻底排空之后，清水喷头喷出清水冲洗罐体，防止沉积。
(4)当废水从收集罐流人灭活罐时，灭活罐前的管道上设有两道水平阀门，依次为废物阀和隔离阀(关键阀门)，可防止堵塞，保护灭活罐隔离阀的密封圈。废液流人灭活罐后，先关闭废物阀，然后喷入清水对管道进行冲洗，同时冲洗隔离阀，保证隔离阀的密封圈冲洗干净后再将其关闭，打开废物阀。这保证了灭活过程中没有废液回流至收集罐，甚至回流至上方管路。
(5)当灭活罐被注满后，气体被置换入收集罐(一个排空时另一-个被注满)，这样几乎没有或只有很少的气体会进人排气口过滤器，过滤器只在收集罐被注满时起作用。
(6)灭活罐关闭后(包括进液口、排气口过滤器关闭)，蒸汽进人盘管，加热到预设
温度(100~150℃)，系统开始灭活。灭活罐内的温度保持一致并持续一 段时间， 罐内不存在任何温度梯度。
(7)当灭活完成后，排水阀门打开(为保证安全，设有两个排水阀)，容器开始通过一个喷淋冷却器控制排水，以保证排水温度**预设温度(一般为50℃)，水通过罐内压力排到排水管道或的位置。
(8)排水完毕后，用冷水漂洗灭活罐-一次，重新排空，用于下一个处理循环。
(9)EDS系统任何组成部分或者整个系统，都有配套的燕汽消毒或化学消毒系统。
(10)必须注意的是，在收集罐和灭活罐喷淋过程中，一-定要保证在系统关闭之前，罐内的排水阀和旁管的喷淋阀门打开或关闭时都没有任何碎片残留。
(11)在下一批废水流入收集罐前，调整罐上的真空开关球阀，使罐内压力至正常。
2.三个罐体
(1)废水进入*-一个灭活罐，压力经HEPA过滤器释放。
(2)当个灭活罐液面达到灭活的液位时，与其相连的管道上的阀门关闭，同时*二个灭活罐管道阀门打开，进行废水收集。
(3)灭活罐的工作原理同2个罐体时的工作原理。
2.3特点
序批式处理工艺被广泛应用于高等级生物安全实验室的活毒废水处理中，其特点主要有以下几点:
1.优点
(1)安全性高:采用夹套式冷却方式，与罐内的废水完全隔离，限度地保证了工艺出水的安全性。另外，每个处理单体内都配有可360°旋转的清洗球。在对设备进行清洗消毒时，可以不留任何死角，达到完全消毒。保证在检修维护时的安全。
(2)适应性强:可依废水的实际情况，调整灭活温度及保温灭菌时间。处理水量可通过工作周期进行调节，达到节能运行的目的。灭活设备不易堵塞。
(3) 能自动防垢:系统在废水储罐之前装有定量投加软化剂装置，自动防止系统
结垢。
(4)备有故障应急措施:当生物灭活系统发生故障时，可以通过替代系统实现化学消毒，从而保证该批次排水的安全性和可靠性。
(5)初投资小。
(6)灭活罐互为备用，便于维修。
2.缺点
(1)占地面积较大。
(2)热量有待于回收重复利用。
(3)废水等待处理时间较长。

实验室房屋和设施
1、实验室用房使用面积不少于总面积75%。应有可靠和足够的电力供应，确保用电安全。房屋应当具备双路供电或应急发电设施，重要医疗设备和网络应有不间断电源。
2、实验室总建筑面积不少于500 平方米。
3、有相应的工作区域，流程应当满足工作需要。
4、设置医疗废物暂存处，设置污物和污水处理设施和设备，满足污物和污水的消毒和无害化的要求。
5、应满足实验室所需用水。
实验室空间设计原则
（一）空间分配总原则
空间分配总原则是让工作人员感到舒适，又不产生浪费，综合考虑工作人员的数量、分析方法和仪器的大小等因素。符合生物安全管理和医院感染管理等相关要求，将有效空间作“三流三区”划分，三区分为清洁区、半污染区、污染区，三流分为病（样本流）、医务人员流（工作人员流）和污物流。物流合理，做到不交叉感染，设有实验室门禁管理制度，于工作人员进出。 
（二）布局流程合理
PCR实验室在总体设计上，必须重视和优化布局流程。布局流程合理必须充分体现下述原则：
1、短路径原则
实验室设计时必须考虑路径短，即让工作人员走短的路，做多的工作，只有如此才能体现化。同时，实验室的路径设计还应充分考虑病人的方便，限度地体现对病人的“一站式”检验服务。
2、污染梯度原则
实验室设计时应考虑各实验单元的风险度，污染程度越轻的实验单元应越靠近清洁区域；污染程度越重的实验单元应越远离清洁区域。
（三）洁污路线清楚
实验室设计时必须先考虑并确定污物通道。然后根据既定的污物通道设计各实验单元和物流通道。要做到：
1、物流分道设计。
2、病人和工作人员分道设计。
3、清洁物品和污染物品分道设计。
4、污物通道应限度避开公共通道和实验室的清洁区。
5、污物通道要靠近污物电梯。
（四）预留发展空间
PCR实验室在总体设计上，必须重视发展空间的预留。
1、必须充分考虑检验的发展速度和新项目的开展。
2、必须充分考虑新的大型设备的添置和原有设备的较新。
3、必须充分考虑相邻设备间的电磁干扰。
4、实验室应预留大型设备进出的设备通道。
5、为残疾人考虑，工作区应适于残疾者的进出和工作。
（五）合理利用面积
PCR实验室在总体设计上和各功能单元的具体设计上，应做到：
1、各功能单元的使用面积，必须符合国家相关要求。
2、拥挤的实验室是生物安全的重大隐患。
3、合理利用有效面积，限度地减少无效面积。
4、应尽量避免设备的拥挤，又有效避免过多冗余。
（六）确保工作安全
PCR实验室在总体设计上和各功能单元的具体设计上，必须把安全放在位。实验室安全包括：
1、生物安全
（1）实验室在送排风设计上应做到：始终保持实验室应有的压力梯度和气流走向。
（2）实验室应设计安装紧急喷淋设备，并在关键实验区域(实验室防护区)安装洗眼装置。
（3）实验室洗手池应安装非手触式洗手装置。
（4）实验室应有污物消毒、灭菌和存放的空间。
2、医疗安全
（1）实验室采血处应与实验区域有明确的物理隔断，避免在实验室污染区采集血液样本。
（2）实验室采血处应有紧急出口，以便于在病人晕针时及时采取救治措施。
3、消防安全
PCR实验室在总体设计上和各功能单元的具体设计上，其设计图纸应符合消防要求或经消防部门审核批准。
（1）实验室通道的设计不得出现盲端。
（2）实验室必须设计应急通道和出口，应急通道和出口必须保持畅通，不得和其他功能单元混用。
（3）应急通道和出口必须有明确标识并明确逃生方向。
4、环保安全
PCR实验室在总体设计上和各功能单元的具体设计上，其功能设计应符合环保要求或经**审核批准。
（1）实验室污染气体应经空气过滤器(HEPA)过滤后方能排入自然空间。
（2）实验室的污染废弃物须经高压蒸汽灭菌器灭菌或经化学消毒剂浸泡后方能离开实验室。
（3）实验室的废水须经消毒处理并经**检测合格后方能排入排水管网。
（4）实验室的一切工作和物品均不能对环境构成任何潜在的危害。

生物安全实验室结构形式
一、现浇钢筋混凝 土抗震墙结构
国内外生物安全实验室的结构形式大部分是现浇钢筋混凝土抗震墙结构，围护结构墙体采用现浇钢筋混凝土墙体；少数采用现浇钢筋混凝土框架结构，围护结构墙体采用预制混凝土砌块；另外，部分实验室采用了钢筋混凝土和钢组合结构。
现浇钢筋混凝土抗震墙结构的生物安全实验室相对采用较为广泛，同时也是《生物安全实验室建筑技术规范》GB 50346- -2011 推荐选用的结构形式。一 般都将层废弃物处理层做成地下室，层为**实验室，**层为空气处理机房。实验室建筑平面布局较为规范，大都是规则的矩形平面，平面体型规则。设计中的难点或较有争议的部分是结构的竖向不规则问题，根据实验室的使用功能布置，底层废弃物处理用房为大空间空旷用房；层实验室部分为小开间多隔墙布置，而且墙体不到**，一般做到2. 7m标高处的硬吊顶部位，如果本层全部为实验用房，即形成一个完整的结构层；**层空气处理机房是大空间、大层高结构。结构层高沿竖向变化较大，层多墙体布置，与上、 下层的大空间相比较，结构侧向刚度沿竖向形成突变，层墙体大多数不落地，竖向抗侧力构件不连续，建筑物形体为特别不规则建筑。
对于生物安全实验室这样的重点设防类建筑，先应当选取建筑形体规则、有利于抗震的结构形式，要想调整建筑物的竖向刚度分布，先要合理定义层实验室围护结构墙体对整个建筑物侧向刚度的影响。对层现浇钢筋混凝土墙体的作用及结构计算模型存在以下两种意见(陈丹，2014)：
1.层现浇钢筋混凝土墙体按抗震墙考虑
根据使用功能要求，地下设备间为大空间结构，上部混凝土墙体落地会严重影响其使用功能，即使将局部几道墙体延伸至地下，也做不到墙体全部落地，这样就形成了部分框支抗震墙结构。《建筑抗震设计规范》中关于框支剪力墙结构的规定如下：矩形平面的部分框支抗震墙结构，其框支层的楼层侧向刚度不应小于相邻非框支层楼层侧向刚度的50%；框支层落地抗震墙间距不宜大于24m，框支层的平面布置宜对称，且宜设抗震筒体；底层框架部分承担的地震倾覆力矩，不应大于结构总地震倾覆力矩的50%。根据已经完成设计的两个生物安全实验室(3 个结构单元)，其计算结果不能满足上述规定。而且框支抗震墙结构本身就不是一种抗震有利的结构形式，规范规定：普通设防类建筑在8度区24m以上及9度区不允许采用部分框支抗震墙结构，针对生物安全实验室这样的设防类建筑较需要从严控制，谨慎采用。
2.层现浇钢筋混凝土墙体按填充墙考虑
将墙体与主体结构之间采用柔性连接，即：墙体侧向与框架柱之间预留一定宽度的缝隙，用橡胶或其他柔性材料填充，主体结构按纯框架结构考虑，其受力体系明确、计算结果满足规范要求，但是理论上的柔性连接是否可以真正实现？墙体与框架柱之间的预留缝原宽度如何确定？同时，每道墙两边及墙与墙之间大量的预留缝隙与实验室围护结构墙体的密封性要求有很大的矛盾，大量缝隙的封堵必将带来建筑成本及使用过程中维护成本的大幅增加，同时空气泄漏的几率也随之加大。
二、钢筋混凝土和型钢组合结构
采用钢筋混凝土和型钢组合结构的生物安全实验室具体结构形式为：层设备用房为钢筋混凝土抗震墙结构，二层实验室为钢筋混凝土加桁架梁的框架结构，三层为钢桁架结构，为保护屋面上的设备，又做了*四层，为轻型门式刚架结构，彩钢板屋面；**实验区围护结构墙体采用双层不锈钢复合板(陈丹，2014)。 这样的结构形式同样也是结构侧向刚度变化较大，但从概念析，结构刚度是自下而上由刚到柔，逐渐递减。这是“盒中盒"的设计理念。
**实验室的围护结构墙体采用钢板结构，可靠地解决了实验室对围护结构墙体的密封性要求，同时削弱了分布密集的围护结构墙体刚度对建筑物整体刚度的影响，然而作为一个整体的工程设计，位于**区的由钢板组合而成的实验室用房尚应有一定量的工作需要进一步落实，例如，钢板组合结构与主体建筑物的连接节点做法；钢板与钢板之间的连接以及钢板自身的强度保证等。认为，此类问题不宜按照普通工程的设计思路，由建筑采用标准做法，而是应该根据具体工程通过计算或实验研究确定，应保证与主体结构的协同一致。
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