導(dǎo)讀
由于一些實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)與施工人員對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的理解與掌握不夠深入，設(shè)計(jì)理念含混不清，致使工程缺陷較多，【現(xiàn)代資訊】期刊特請(qǐng)江蘇省疾病預(yù)防控制中心職防所書記/研究員、中華預(yù)防醫(yī)學(xué)會(huì)衛(wèi)生工程分會(huì)副主任委員、CNAS主任評(píng)審員、《中國(guó)衛(wèi)生工程學(xué)》雜志副總編、【現(xiàn)代資訊】實(shí)驗(yàn)室技術(shù)專欄總顧問(wèn)謝景欣先生為科學(xué)實(shí)驗(yàn)室普遍存在的設(shè)計(jì)問(wèn)題作以下簡(jiǎn)要闡述與分析。
二級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室（以下稱BSL-2實(shí)驗(yàn)室和ABSL-2 實(shí)驗(yàn)室，分別表示“二級(jí)生物安全防護(hù)水平”和“動(dòng)物二級(jí)生物安全防護(hù)水平”實(shí)驗(yàn)室）是涉及致病性生物因子實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的常用實(shí)驗(yàn)室，在各級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室中適用面最廣、使用量最大。來(lái)源于工業(yè)技術(shù)的氣壓控制和空氣凈化技術(shù)與醫(yī)學(xué)（指病原微生物實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域）結(jié)合產(chǎn)生了新的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)理念有了新的內(nèi)涵?，F(xiàn)就全國(guó)各地在負(fù)壓狀態(tài)BSL-2實(shí)驗(yàn)室和ABSL-2 實(shí)驗(yàn)室工程設(shè)計(jì)中集中存在的關(guān)鍵性問(wèn)題進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，提出合理化的意見。
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功能區(qū)設(shè)置與平面布局
核心工作間（動(dòng)物飼養(yǎng)室）是直接操作危險(xiǎn)生物因子活動(dòng)的區(qū)域，為提高室內(nèi)氣流的均勻性，減少氣流死角和渦流，同時(shí)易于實(shí)驗(yàn)設(shè)施的布置與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的進(jìn)行，核心工作間（動(dòng)物飼養(yǎng)室）的平面結(jié)構(gòu)（幾何形狀）應(yīng)盡量規(guī)整〔1〕。由于核心工作間有氣壓等環(huán)境參數(shù)的控制要求，為了減少指標(biāo)的丟失，其出入口應(yīng)設(shè)置緩沖間〔2〕。結(jié)合上述情況，負(fù)壓狀態(tài)BSL-2實(shí)驗(yàn)室的最基本結(jié)構(gòu)應(yīng)由核心工作間和緩沖間構(gòu)成，并且，緩沖間宜設(shè)于核心工作間外側(cè)，以保持核心工作間的完整性。對(duì)于負(fù)壓狀態(tài)ABSL-2實(shí)驗(yàn)室，可以設(shè)置獨(dú)立的動(dòng)物室，也可以根據(jù)需要將動(dòng)物室與核心工作間合并〔2〕。
更衣是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的必要程序，設(shè)置專用更衣室有利于潔污分離，避免交叉污染。當(dāng)實(shí)驗(yàn)室設(shè)置于大實(shí)驗(yàn)區(qū)域內(nèi)，如設(shè)于某實(shí)驗(yàn)樓層的一隅時(shí)，由于人員在進(jìn)入大區(qū)域前已進(jìn)行一次更衣，所以實(shí)驗(yàn)室不應(yīng)生搬硬套“一更、二更”模式，僅設(shè)一間更衣室即可。人員在更衣室穿戴防護(hù)用品后通過(guò)緩沖間進(jìn)入核心工作間，形成合理的人流程序。
通常，為了建立合理的實(shí)驗(yàn)工藝流程，還需要在清潔區(qū)域設(shè)置準(zhǔn)備間（或稱前室），并與核心工作間之間設(shè)置雙扉傳遞窗，形成合理的物流程序。根據(jù)生物安全的基本理念，所有污染物在離開核心工作間前必須進(jìn)行安全處理，因此無(wú)需設(shè)污物專用走廊。
目前，一些單位在建設(shè)負(fù)壓狀態(tài)BSL-2/ABSL-2實(shí)驗(yàn)室時(shí)希望配置樣品庫(kù)和淋浴間。對(duì)于樣品庫(kù)和淋浴間，建設(shè)單位可以另外獨(dú)立設(shè)置，與每一個(gè)實(shí)驗(yàn)室捆綁建設(shè)應(yīng)該不是提倡的方向，否則會(huì)使實(shí)驗(yàn)室建設(shè)復(fù)雜化，同時(shí)也會(huì)造成資源浪費(fèi)，特別是樣品庫(kù)，分散設(shè)置會(huì)給病原微生物的管理增加難度。
對(duì)于地市級(jí)以下的單位，基于職能與能力定位，以及經(jīng)濟(jì)條件等因素，通常是建設(shè)很少量的負(fù)壓狀態(tài)實(shí)驗(yàn)室，在這種情況下，將整個(gè)單位的樣品庫(kù)與某個(gè)實(shí)驗(yàn)室一體化建設(shè)也是可行的，但必須處理好人流與物流的關(guān)系，平面布局的設(shè)計(jì)應(yīng)保證樣品庫(kù)處于公用并安全的狀態(tài)，不能受實(shí)驗(yàn)室的自身狀態(tài)（如正在操作實(shí)驗(yàn)活動(dòng)、處于污染狀態(tài)等）所牽制〔2〕。至于淋浴間，建設(shè)單位也可根據(jù)具體情況適量設(shè)置，但需要合理處理人流與相應(yīng)區(qū)域之間的關(guān)系。配置淋浴間的實(shí)驗(yàn)室，平面布局的設(shè)計(jì)宜滿足下列要求：人員進(jìn)入時(shí)可不經(jīng)過(guò)淋浴間，按更衣室—緩沖間—核心工作間的途徑進(jìn)入；離開時(shí)可實(shí)現(xiàn)先進(jìn)淋浴間，后進(jìn)更衣室，按核心工作間—緩沖間—淋浴間—更衣室的途徑離開。
由于在設(shè)置樣品庫(kù)和淋浴間的同時(shí)也增加了人流、物流的復(fù)雜程度，特別是在給定的、局限的建筑條件下，要兼顧各方面的邏輯關(guān)系，合理處理平面布局，往往會(huì)遇到較大的困難。樣品庫(kù)的設(shè)計(jì)還需考慮夏季通風(fēng)降溫的措施。
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通風(fēng)與氣流
既然選擇了負(fù)壓狀態(tài)的BSL-2/ABSL-2實(shí)驗(yàn)室，其前提是實(shí)驗(yàn)室空氣中有病原微生物污染的隱患，因此不應(yīng)采用循環(huán)空氣，即應(yīng)采用全新風(fēng)系統(tǒng)〔3〕。
2.1 整體區(qū)域氣流組織 在實(shí)驗(yàn)室整體區(qū)域內(nèi)，為防止有害因子無(wú)序或逆向擴(kuò)散，污染相對(duì)清潔的區(qū)域和外部環(huán)境，氣流方向應(yīng)由清潔區(qū)流向污染區(qū)，形成定向的氣流組織，如：清潔區(qū)—緩沖間—核心工作間—排出至室外。
2.2 核心工作間氣流組織 核心工作間（包括動(dòng)物飼養(yǎng)間）是污染風(fēng)險(xiǎn)最高的區(qū)域，為降低實(shí)驗(yàn)操作人員遭受污染的幾率，氣流應(yīng)從相對(duì)清潔處（生安柜、動(dòng)物籠具對(duì)側(cè)）送入，流經(jīng)工作人員后流向污染源，從污染源方向排出，保證工作人員處于上風(fēng)向。
送、排風(fēng)口的布置方式直接決定氣流組織的形式。氣流組織應(yīng)遵循使室內(nèi)氣流死角和渦流降至最小程度的原則。風(fēng)口布置可采用對(duì)側(cè)上送下排或?qū)?cè)上送上排方式，無(wú)論采用哪種方式，送風(fēng)口應(yīng)盡量貼近相對(duì)清潔側(cè)頂棚邊緣處，排風(fēng)口應(yīng)設(shè)于對(duì)側(cè)下方墻體或上方頂棚邊緣處，形成相對(duì)均勻的定向氣流。局部排風(fēng)裝置操作窗口的吸入氣流方向應(yīng)與房間氣流方向一致，避免房間氣流對(duì)局部排風(fēng)氣流造成橫向干擾。送風(fēng)口不得設(shè)置于生物安全柜等局部排風(fēng)裝置的上方以及頂棚中央，一是避免送風(fēng)氣流對(duì)局部排風(fēng)氣流造成縱向干擾；二是避免形成較大的死角和渦流〔4〕。
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室內(nèi)環(huán)境指標(biāo)
3.1 負(fù)壓狀態(tài)BSL-2實(shí)驗(yàn)室氣壓 為保證相鄰相通區(qū)域之間的空氣由潔凈區(qū)流向污染區(qū)，形成比較可靠和穩(wěn)定的定向氣流，區(qū)域之間應(yīng)保持一定的壓力梯度（負(fù)壓），通常，可靠的壓力梯度應(yīng)不小于10Pa〔5〕。由于室內(nèi)氣壓的正常漂移值允許在±5Pa之間〔1〕，因此，實(shí)際調(diào)試值宜不小于-15Pa。
對(duì)于采取機(jī)械通風(fēng)的緩沖間，空氣壓力（負(fù)壓）可按-10Pa設(shè)計(jì)；核心工作間的壓力應(yīng)提高一級(jí)梯度，因此，空氣壓力可按（-10Pa）＋（-10Pa）=-20Pa設(shè)計(jì)。結(jié)合±5Pa的正常漂移值，實(shí)際調(diào)試壓強(qiáng)宜控制在-20Pa～-30Pa〔1〕。按照上述情況進(jìn)行逆向推算驗(yàn)證，從核心工作間至緩沖間再至清潔區(qū)（外部環(huán)境），各相鄰相通區(qū)域之間的壓力梯度可保證不小于-10Pa，符合生物安全的一般要求。
3.2 負(fù)壓狀態(tài)ABSL-2實(shí)驗(yàn)室氣壓 《實(shí)驗(yàn)室 生物安全通用要求》規(guī)定ABSL-2實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物飼養(yǎng)間的室內(nèi)氣壓應(yīng)控制為負(fù)壓。
對(duì)于動(dòng)物飼養(yǎng)間與核心工作間合并使用的，同上述3.1，緩沖間可按-10Pa設(shè)計(jì)，動(dòng)物飼養(yǎng)間（核心工作間）的壓力可按-20Pa設(shè)計(jì)。
對(duì)于設(shè)置獨(dú)立動(dòng)物飼養(yǎng)間的，若飼養(yǎng)間的緩沖間與核心工作間的緩沖間處于并列狀態(tài)，即出入口位于同一個(gè)壓力區(qū)域（如走廊），則動(dòng)物飼養(yǎng)間及其緩沖間的壓力可等于或大于與核心工作間及其緩沖間的壓力。因此，動(dòng)物飼養(yǎng)間和核心工作間的壓力可按-20Pa設(shè)計(jì)，其各自緩沖間的壓力可按-10Pa設(shè)計(jì)〔3〕a。
對(duì)于動(dòng)物飼養(yǎng)間與核心工作間相鄰相通，人員經(jīng)過(guò)核心工作間進(jìn)入飼養(yǎng)間的，緩沖間的負(fù)壓應(yīng)高于核心工作間一個(gè)梯度，飼養(yǎng)間的負(fù)壓高于緩沖間一個(gè)梯度。因此，核心工作間的負(fù)壓可按-20Pa設(shè)計(jì)，緩沖間的負(fù)壓可按-30Pa設(shè)計(jì)，飼養(yǎng)間的負(fù)壓可按-40Pa設(shè)計(jì)。
3.3 其他指標(biāo) BSL-3實(shí)驗(yàn)室要求在正常情況下相對(duì)濕度宜控制在-30%～-70%范圍內(nèi)，在消毒狀態(tài)下相對(duì)濕度應(yīng)能滿足消毒滅菌的技術(shù)要求；實(shí)驗(yàn)室的溫度宜控制在-18℃～-26℃范圍內(nèi)；在安全柜開啟情況下，核心工作間的噪聲應(yīng)＜60dB（A）；實(shí)驗(yàn)室防護(hù)區(qū)的靜態(tài)潔凈度應(yīng)不小于8級(jí)水平〔2〕。上述要求是針對(duì)病原微生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)以及職業(yè)衛(wèi)生提出的通用要求，也是基本要求，于對(duì)完全密閉并采用人工氣候的負(fù)壓狀態(tài)BSL-2 /ABSL-2 實(shí)驗(yàn)室應(yīng)同樣適用〔6〕。需要特別說(shuō)明的是潔凈度問(wèn)題：
（1）現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對(duì)于BSL-2 /ABSL-2實(shí)驗(yàn)室沒有潔凈度要求，同時(shí)，實(shí)行空氣凈化需要增加投資和運(yùn)行費(fèi)用；
（2）8級(jí)潔凈度即日常所稱的10萬(wàn)級(jí)（舊標(biāo)準(zhǔn)中的分級(jí)名稱）潔凈度，是較低的潔凈水平，較容易實(shí)現(xiàn)；
（3）潔凈環(huán)境有利于延長(zhǎng)生物安全柜的使用壽命，也有利于保護(hù)樣品和保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量；
（4）緩沖間的作用是減少相鄰相通區(qū)域之間環(huán)境參數(shù)的丟失，若采取凈化措施將有利于其功能的發(fā)揮，但會(huì)增加相應(yīng)費(fèi)用。是否采取凈化措施，建設(shè)單位可根據(jù)自身情況進(jìn)行選擇。
負(fù)壓狀態(tài)BSL-2/ABSL-2實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境設(shè)計(jì)參數(shù)可參照表1進(jìn)行。
表1 負(fù)壓狀態(tài)BSL-2/ABSL-2實(shí)驗(yàn)室環(huán)境指標(biāo)
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小 結(jié)
BSL-2 /ABSL-2實(shí)驗(yàn)室可以呈常壓狀態(tài)，也可以呈負(fù)壓狀態(tài)，但不得呈正壓狀態(tài)。是否建設(shè)負(fù)壓狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)室，建設(shè)單位可根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、經(jīng)濟(jì)條件等因素作出選擇。
《實(shí)驗(yàn)室 生物安全通用要求》對(duì)常壓狀態(tài)BSL-2 /ABSL-2（動(dòng)物飼養(yǎng)間為負(fù)壓）實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)要求作出了比較明確的規(guī)定，并且易于理解，實(shí)施難度較小，但對(duì)負(fù)壓狀態(tài)BSL-2 /ABSL-2實(shí)驗(yàn)室沒有作出規(guī)定。從各地實(shí)驗(yàn)室建設(shè)情況看，常壓狀態(tài)實(shí)驗(yàn)室基本符合標(biāo)準(zhǔn)要求，負(fù)壓狀態(tài)實(shí)驗(yàn)室存在的問(wèn)題比較多。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)在沒有單一標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范支持的情況下，可以運(yùn)用多領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，以及相關(guān)學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行工程分析與設(shè)計(jì)。相對(duì)于常壓狀態(tài)，負(fù)壓狀態(tài)實(shí)驗(yàn)室的基本要求更為復(fù)雜，其功能分區(qū)、氣流組織、人流物流、環(huán)境參數(shù)等，不僅應(yīng)符合生物安全理念和實(shí)驗(yàn)工藝要求，而且應(yīng)符合暖通工程、建筑工程等基本原理與要求。
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