作者：曹國慶? 中國建筑科學研究院凈化空調技術中心副主任
來源：第七屆中國醫(yī)療環(huán)境與健康大會
一、總體規(guī)劃設計驗
實驗室建設流程
規(guī)劃設計——由外到內；工藝設計——由內到外；
施工設計——建筑裝修一致性。
實驗室設計理念
實驗室規(guī)劃設計基本原則
實驗室用房分類
實驗室用房總平面布置
二、工藝平面設計
實驗室用房工藝平面設計原則實驗室用房工藝平面設計原則
走廊形式：
·?單走廊（適用于長條形建筑）
·?雙走廊（適用于方形或進深較大的條形建筑）
·?回廊（采光效果不好，適用于特殊實驗建筑）
單走廊（適用于長條形建筑）
雙走廊（適用于方形或進深較大的條形建筑）
回廊（適用于特殊實驗建筑）
工藝平面布局原則：
·?實驗區(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。
工藝平面設計：
人員流線圖
樣品流線圖
試劑流線圖
實驗室區(qū)域分配：
非潔凈室和潔凈室分開設計，工作人員、患者合理流向和樣本的轉運流向，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：
實驗室生物安全通道和消防逃生通道。
物流通道：
物資流向通道、標本流向通道和污物流向通道。
實驗室基本單元分析示意圖：
病原微生物實驗室平面布局流向
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。
病原微生物實驗室平面布局
病原微生物實驗室平面布局設計參考圖（中廊式）:
病原微生物實驗室平面布局設計參考圖2（外廊式）:
HIV實驗室平面示意圖
ＰＣＲ實驗室
加強型P2實驗室：人員應通過緩沖間進入核心工作間
三、通風空調系統(tǒng)設計
實驗室室內環(huán)境要求
實驗室的環(huán)境要同時滿足工作人員的舒適性、實驗儀器運行、控制空氣污染物擴散的要求：
·?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量
·?實驗室壓力控制，防止污染物外溢
·?必要的進、排風處理
實驗室通風空調系統(tǒng)重要技術指標
壓差控制：保證實驗室內的病原微生物不向其它房間流動，實驗室與走廊之間的壓差為-5Pa至-10Pa。
換氣次數(shù)：保證實驗室產(chǎn)生的病原微生物氣溶膠得到有效的排放與稀釋，實驗室換氣次數(shù)應保持在12次/小時以上。
舒適性：保證實驗室工作人員的舒適性，實驗室溫度應保持在22-26℃。
通風質量：風速、風量、風壓穩(wěn)定，噪音低，氣流組織合理，排氣順暢、無異味溢出，氣體排放符合實驗室的主要環(huán)境參數(shù)
實驗室通風空調系統(tǒng)設計
一、空調系統(tǒng)形式
各實驗室單元的空調通風系統(tǒng)應分別獨立設置；屬于BSL-2 b2類的實驗室宜采用全新風直流式空調系統(tǒng)；
實驗室與大樓空調供冷供熱周期可能不同步運行，宜采用冷媒直接蒸發(fā)式空調系統(tǒng)；
由于實驗室存在冬季供冷的可能性，空調制冷設備應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，且實驗室內空氣流向應從“清潔” 區(qū)域流向“污染” 區(qū)域。
生物安全二級實驗室（BSL-2）
國家標準和規(guī)范
·?《實驗室生物安全通用要求》（GB19489-2008）第6.2.7條：應按產(chǎn)品的設計要求安裝和使用生物安全柜。如果生物安全柜的排風在室內循環(huán)，室內應具備通風換氣的條件；如果使用需要管道排風的生物安全柜，應通過獨立于建筑物其他公共通風系統(tǒng)的管道排出。
·?《生物安全實驗室建筑技術規(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類實驗室可采用帶循環(huán)風的空調系統(tǒng)。
·?常見的BSL-2實驗室包括HIV實驗室、真菌實驗室、微生物實驗室，由于存在感染風險，宜按加強型BSL-2實驗室設計。
·?BSL-2實驗室宜維持-10Pa的負壓，形成清潔區(qū)→緩沖間→核心工作間的氣流方向
·?BSL-2實驗室宜采用全新風空調系統(tǒng)
·?BSL-2實驗室排風經(jīng)HEPA過濾后排放
·?實驗操作在一級屏障—生物安全柜（BSC）內進行。
生物安全柜（BSC）
生物安全柜選用原則：
·?BSL-2實驗室通常采用 II-A2 型；
·?當有大量有害化學物質產(chǎn)生時，生物安全柜采用 II-B2。
·?PCR實驗室
·?基因擴增實驗室又稱PCR實驗室
·?隨著分子生物學研究的發(fā)展，DNA技術在生物學多領域應用。PCR實驗室也逐漸增多
·?PCR實驗室原則上需要4個獨立工作區(qū)
-試劑準備區(qū)-樣品制備區(qū)-擴增區(qū)-擴增產(chǎn)物分析區(qū)
·?前兩區(qū)為擴增前區(qū)，后兩區(qū)為擴增后區(qū)
工藝對暖通的要求：
·?實驗室氣流應從擴增前區(qū)流向擴增后區(qū)，即空氣流向試劑準備區(qū)→樣品制備區(qū)→擴增區(qū)→擴增產(chǎn)物分析區(qū)，不得逆向流動
·?試劑準備區(qū)保持正壓或常壓，后三區(qū)維持負壓
·?通常PCR實驗室沒有嚴格的凈化要求，需根據(jù)實驗內容確定實驗室潔凈度
·?須避免各實驗區(qū)域間的通過空氣交叉污染
·?嚴格控制各區(qū)域的壓差是第一位的要求
PCR實驗室暖通要點1：
·?PCR實驗室保持正壓值或負壓值宜不小于10Pa；
·?室內設計環(huán)境參數(shù)按舒適性原則確定；
·?舒適性空調系統(tǒng)的換氣次數(shù)宜為n=6~8h-1，潔凈空調的換氣次數(shù)宜為n=15~20h-1；
·?新排風量差值按照需要維持的壓差值確定。
PCR實驗室暖通要點2：
·?當PCR實驗樣品需要保護時，實驗室應設潔凈空調系統(tǒng)
·?如果實驗樣品無需保護，樣品制備區(qū)宜設通風柜；如果實驗樣品需要保護，樣品制備區(qū)宜設II-A2級生物安全柜；不推薦采用超凈工作臺
·?為避免各實驗區(qū)域間的交叉污染，宜采用直流式空調或送排風系統(tǒng)
PCR實驗室可參照設計標準：
·?衛(wèi)生部標準--臨床基因擴增（PCR）診斷實驗室工作規(guī)范（試行）
·?CDC標準--疾病預防控制中心實驗室建設之PCR實驗室基本要求
基因擴增（PCR）實驗室
PCR實驗室平面圖
PCR走廊
凈化通風空調系統(tǒng)：控制要素
病原微生物實驗室通風空調系統(tǒng)工作原理
HIV實驗室送回、風原理圖
實驗室通風系統(tǒng)要求防腐性好、噪音低，運行經(jīng)濟可靠。
PCR實驗室送、排風原理圖
PCR實驗室試劑準備、標本制備、擴增三個區(qū)域設置緩沖間。
顆粒物及微生物污染控制：高效過濾送風+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
空調通風系統(tǒng)——空氣處理單元
?
關鍵問題：通風空調系統(tǒng)的選擇與設計
關鍵問題：核心實驗間氣流組織
關鍵問題：避免送風氣流干擾BSC吸入口氣流
·?氣流組織宜采用上送下排，送風口和排風口布置應使室內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的上方附近不得設送風口。
·?高效過濾器排風口應設在室內被污染風險最高的區(qū)域，單向布置，不得有障礙。
·?不能以回(排）風夾墻代替排風支管，排風高效過濾裝置與排風總管的連接必須全部是實體風管。
關鍵問題：排風處理
存在的問題與危害：
·?實驗室產(chǎn)生的危險、有毒或有刺激性氣味的氣體通過普通風機排放到屋頂不能及時在大氣中充分稀釋，使得有毒煙氣再次進入實驗室和周邊建筑的新風補氣系統(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。
·?如利用普通風機配置高空排放煙囪，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。
排風高效過濾裝置建議
排風高效過濾裝置性能對于確保病房或實驗室周圍環(huán)境安全至關重要，應可原位檢漏驗證?？刹捎脤Ｓ醚b置，當經(jīng)費受限采用類似高效送風口類型的普通高效過濾器箱體時，其下游風管應有足夠距離（或通過混流板等措施）確?？蓪崿F(xiàn)效率法檢漏，另外應預留消毒劑接口便于原位消毒。
排風排放高度與排放影響區(qū)域的關系
排風高空排放建議
室外排風口宜進行高空排放（高于所在建筑物屋面2m以上）
室外排風口形式建議
室外排風口的形式：
四、設計與建設常見問題設計建設容易發(fā)生的問題-建筑
·?常見問題：檢測與驗收
·?明確指標要求的環(huán)境參數(shù)
·?圍護結構嚴密性
·?生物安全柜等通風設備性能測試以及對通風系統(tǒng)運行影響
·?加強型醫(yī)學BSL-2實驗室有多個運行工況時，除應分別對每個工況進行工程檢測，并驗證工況轉換時系統(tǒng)的安全性：
-系統(tǒng)啟停-備用機組切換-備用電源切換以及-電氣自控和故障報警系統(tǒng)的可靠性驗證
生物安全柜的定期檢測和維護
國內在用962臺生物安全柜實際性能測試結果