小代君說
我國P4實(shí)驗(yàn)室，從外觀看，兩棟灰色建筑，與普通大樓看起來沒什么區(qū)別。但其建筑、機(jī)電設(shè)計(jì)和軟硬件配置與一般民用建筑區(qū)別較大，P4實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)、運(yùn)行管理要求都很高。
▲我國P4實(shí)驗(yàn)室（圖片來源：新華社）
P4實(shí)驗(yàn)室如上圖左側(cè)建筑，是一個(gè)獨(dú)立的建筑，所有的人員都必須先進(jìn)入右側(cè)辦公樓，再通過空中連廊進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。
▲（圖片來源：知乎@找真禪語）
國際上將生物安全實(shí)驗(yàn)室分為P1、P2、P3和P4四個(gè)生物安全等級(jí)，第四級(jí)即P4實(shí)驗(yàn)室是生物安全最高等級(jí)。P是英文Protection防護(hù)的意思，國際上稱為BSL-4（Biosafety Level-4）?？催^電視劇《血疫》的讀者，可能會(huì)對(duì) P4實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部結(jié)構(gòu)有更加清楚的認(rèn)識(shí)。
P1：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室，低個(gè)體危害、低群體危害。
P2：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室，中等個(gè)體危害、有限群體危害。
P3：防護(hù)實(shí)驗(yàn)室，高個(gè)體危害、低群體危害。
P4：最高級(jí)別防護(hù)實(shí)驗(yàn)室，高個(gè)體危害、高群體危害。
P3和P4實(shí)驗(yàn)室需要設(shè)置一級(jí)屏障和二級(jí)屏障。
一級(jí)屏障主要包括各種生物安全柜、實(shí)驗(yàn)對(duì)象隔離設(shè)備和個(gè)體防護(hù)裝備等；
二級(jí)屏障主要包括建筑結(jié)構(gòu)、通風(fēng)空調(diào)、給水排水、電氣和控制等；
結(jié)合我國P4實(shí)驗(yàn)室的二級(jí)屏障設(shè)計(jì)建造的重點(diǎn)和難點(diǎn)，解析一下P4實(shí)驗(yàn)室建筑、結(jié)構(gòu)、通風(fēng)、給排水、電氣、裝修、消防、生命支持系統(tǒng)、節(jié)能、我國技術(shù)應(yīng)用11個(gè)方面。
建筑面積：3,000平方米
建設(shè)投資：3億元人民幣（4,400萬美金）
項(xiàng)目合作：中法合作
建筑方案：Tourret Jonery Architectes（建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所）
機(jī)電方案：CLIMA+，Altergis Ingenierie（機(jī)電設(shè)計(jì)事務(wù)所）
EPC總承包：中國中元，深化設(shè)計(jì)+建造
質(zhì)量控制：法國工程管理公司+我國監(jiān)理公司
建造時(shí)長： 2003年提出，2004年中法簽訂協(xié)議并立項(xiàng)，法國總統(tǒng)換屆延遲后2007再次啟動(dòng)，2008年法國出概念設(shè)計(jì)，2009年中元深化設(shè)計(jì)，2011年開始建設(shè)，2012年關(guān)鍵設(shè)備氣密門和生命維持系統(tǒng)驗(yàn)收通過，2014年基本竣工，2015年入住運(yùn)行，歷時(shí)10年之久。
建筑技術(shù)：參考法國里昂的實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)和機(jī)電技術(shù)，但比里昂實(shí)驗(yàn)室更加現(xiàn)代化，加入了我國的技術(shù)和設(shè)備，功能齊全。
建筑理念：盒中盒（Box in Box），整個(gè)建筑大密閉空間就像是一個(gè)大盒子，里面還有各種小密閉空間就是小盒子，大盒子外面套小盒子，外墻不作為實(shí)驗(yàn)室的圍護(hù)結(jié)構(gòu), 實(shí)驗(yàn)室在各房間組成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)之外還建立一個(gè)立體的“環(huán)形走廊”。
地面標(biāo)高：洪水警戒線之上
我國P4實(shí)驗(yàn)室建筑從下至上分為一層，二層，夾層，三層和頂層。
一層是污水處理和高溫消毒系統(tǒng)；
二層是核心實(shí)驗(yàn)室；
二層和三層間的夾層是過濾系統(tǒng)；
三層是通風(fēng)系統(tǒng)；
頂層是空調(diào)設(shè)備及通風(fēng)總管；
沒錯(cuò)，二層是核心，其它層輔助。我國P4核心實(shí)驗(yàn)室區(qū)域面積300多平方米，3個(gè)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室、2個(gè)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室、1個(gè)動(dòng)物解剖室和1個(gè)菌種保藏室以及消毒室等。輔助配置了4雙門扇消毒器，1個(gè)污水處理單元，14個(gè)通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)及高效過濾系統(tǒng)，4個(gè)化學(xué)淋浴, 1個(gè)生命支持系統(tǒng)來保證安全運(yùn)行。
常見P4實(shí)驗(yàn)室示意圖如下：
▲P4功能示意圖，Gerrit譯
我國目前建成的P3實(shí)驗(yàn)室大部分未考慮設(shè)備層，一是因?yàn)楹芏鄬?shí)驗(yàn)室屬于舊建筑改造，沒有條件；二是由于P3實(shí)驗(yàn)室設(shè)備層層高要求高于2.2米，高于2.2米在國家規(guī)范中計(jì)算全面積，所以有些新建的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備層低于2.2米，這對(duì)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)以及管理有一點(diǎn)影響。
建筑結(jié)構(gòu)：懸掛式結(jié)構(gòu)。
結(jié)構(gòu)安全等級(jí):一級(jí),一般分三級(jí),一級(jí)說明建筑物破壞的后果：很嚴(yán)重,屬于重要的建筑物 。安全等級(jí)：二級(jí), 破壞后果：嚴(yán)重, 屬于一般的建筑物; 安全等級(jí)：三級(jí), 破壞后果：不嚴(yán)重,屬于次要建筑物。
結(jié)構(gòu)設(shè)防類別: 屬于特殊設(shè)防類,設(shè)防類別有4類，特殊設(shè)防，重點(diǎn)設(shè)防，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防和適度設(shè)防類。
抗震等級(jí)：一級(jí)抗震等級(jí)，我國P4按8級(jí)抗震要求，比武漢市的防震等級(jí)還高2級(jí)（武漢市為6級(jí)）。
地基基礎(chǔ)：甲級(jí)，一共分三級(jí)，甲乙丙，甲是最高等級(jí)，代表最重要的建筑。
對(duì)于新建的P3，P4實(shí)驗(yàn)室，以上結(jié)構(gòu)要求可以做到；但對(duì)于既有建筑改建來說，可能要加固處理。很多P3實(shí)驗(yàn)室是在既有建筑的改建基礎(chǔ)上完成的，而大量的建筑結(jié)構(gòu)都是二級(jí)，因此必須要進(jìn)行加固才能符合要求，抗震和基礎(chǔ)一樣，也要先評(píng)估，根據(jù)情況進(jìn)行加固。
a.送風(fēng)
P4實(shí)驗(yàn)室要求潔凈度7-8級(jí)，7-8級(jí)是采用國際接軌的命名方式，7級(jí)相當(dāng)于萬級(jí)，8級(jí)相當(dāng)于十萬級(jí)；換氣次數(shù)12或15次/小時(shí)，對(duì)送風(fēng)風(fēng)量和潔凈度要求很高。
通風(fēng)形式：全新風(fēng)系統(tǒng)，不采用循環(huán)風(fēng)。
空氣凈化：需要經(jīng)過三道過濾，粗效、中效、高效，高效過濾器緊靠末端。高效過濾器靠近末端的目的是避免處理后的空氣經(jīng)過管道受到污染（見下圖）。
嚴(yán)密性：閥門和管道選用密封性高的材料。
風(fēng)機(jī)盤管：不設(shè)計(jì)普通的風(fēng)機(jī)盤管和房間空調(diào)器。普通的風(fēng)機(jī)盤管和房間空調(diào)器出風(fēng)口沒有高效過濾器，當(dāng)空氣中含有致病因子時(shí)，很容易進(jìn)入風(fēng)機(jī)盤管內(nèi)部藏匿。
送風(fēng)管材：送風(fēng)管材選用耐腐，耐老化，不吸水，易消毒，整體采用焊接工藝。
送風(fēng)機(jī)備用：設(shè)置備用送風(fēng)機(jī)。
▲實(shí)驗(yàn)室空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)流程圖，Gerrit制
b.排風(fēng)
P4實(shí)驗(yàn)室采用定向負(fù)壓系統(tǒng)和雙層過濾系統(tǒng)，所謂定向負(fù)壓是指，實(shí)驗(yàn)室每一個(gè)房間的氣壓都是遞減的，這樣可以保證空氣都是從外往內(nèi)流動(dòng)。排風(fēng)采用雙層過濾系統(tǒng)，所謂雙層HEPA過濾，以確保僅在使用具有組織性負(fù)壓控制技術(shù)的高效顆?？諝釮EPA過濾器過濾后才能排出實(shí)驗(yàn)室中的空氣。
與送風(fēng)連鎖：排風(fēng)與送風(fēng)連鎖，排風(fēng)先于送風(fēng)開啟，后于送風(fēng)關(guān)閉。
排風(fēng)口設(shè)置：實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)設(shè)計(jì)排風(fēng)口，排風(fēng)口設(shè)在底部污染密集的地方，主要是實(shí)驗(yàn)對(duì)象的清洗、地面清潔等靠近底部，不只是利用生物安全柜作為房間排風(fēng)。
生物安全柜全排風(fēng)：生物安全柜和排風(fēng)系統(tǒng)采用密閉連接，且100%氣體外排。
過濾排放：排風(fēng)需要經(jīng)過兩道高效過濾后排放，在排風(fēng)口設(shè)計(jì)第一道高效過濾器，再后面串聯(lián)第二道高效過濾器，高效排風(fēng)過濾器進(jìn)行原位消毒和檢漏。原位檢漏采用掃描檢漏或者完整性檢漏試驗(yàn)。
▲掃描檢漏示意圖，來源《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》
排風(fēng)管材：排風(fēng)管材選用耐腐，耐老化，不吸水，易消毒，整體采用焊接工藝。
排風(fēng)機(jī)備用：設(shè)置備用排風(fēng)機(jī)。
壓力調(diào)節(jié)：通過對(duì)排風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)、風(fēng)閥調(diào)節(jié)，維持室內(nèi)壓力和壓差梯度穩(wěn)定。
過濾器再用：過濾器使用后清洗、再生或再用影響過濾器的阻力和過濾效率，所以一般不會(huì)重復(fù)利用，直接處理。
c.氣流組織
氣流方向：實(shí)驗(yàn)室各區(qū)之間保證氣流由輔助工作區(qū)流向防護(hù)區(qū)。
實(shí)驗(yàn)室風(fēng)口：P4實(shí)驗(yàn)室氣流組織采用上送下排方式，送風(fēng)口設(shè)置在生物安全柜的對(duì)面上方頂棚處，靠近側(cè)墻，排風(fēng)口設(shè)置在生物安全柜后下方側(cè)墻處。送風(fēng)口與排風(fēng)口以“一”字布滿方式，提高了空氣流線的平行度與合理的流向，降低有毒氣體流經(jīng)工作人員呼吸帶的可能性。實(shí)驗(yàn)室的送排風(fēng)口布置方式及組織如下圖所示。
▲P4實(shí)驗(yàn)室氣流組織流程圖，Gerrit制
P4實(shí)驗(yàn)室的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本參數(shù)匯總?cè)缦拢?/span>
d.生物安全柜
生物安全柜是防止實(shí)驗(yàn)操作處理過程中某些含有危險(xiǎn)性或未知性生物微粒發(fā)生氣溶膠散逸的箱型空氣凈化負(fù)壓安全裝置。生物安全柜共分為三級(jí)，III級(jí)生物安全柜是為P4實(shí)驗(yàn)室而設(shè)計(jì)的，是目前世界上最高安全防護(hù)等級(jí)的安全柜。柜體完全氣密，100%全排放式，所有氣體不參與循環(huán)，工作人員通過連接在柜體的手套進(jìn)行操作，俗稱手套箱，試驗(yàn)品通過雙門的傳遞箱進(jìn)出安全柜以確保不受污染。
a. 給水
供水可靠性：給水系統(tǒng)設(shè)置斷流水箱存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)用水，如果市政供水中斷時(shí)，也能保證實(shí)驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行。
防回流：給水、熱水、純水供應(yīng)管道安裝倒流防止器、真空破壞器防止回流污染。
洗手裝置：采用感應(yīng)式龍頭，非手接觸開關(guān)龍頭，這個(gè)現(xiàn)在很常見了。
洗手消毒：手消毒器采用非接觸感應(yīng)式，這個(gè)現(xiàn)在很常見了。
給水管材料：一般用耐壓，耐溫，耐腐蝕，不滲漏，常用不銹鋼或銅管，無毒塑料管也可。常見的管材分為金屬管和非金屬管，非金屬管有聚丙烯PPR, 氯化聚氯乙烯CPVC，非金屬管材耐消毒劑較好，但是耐熱性如金屬管；不銹鋼金屬管常用的有304和316L，304不銹鋼管道不耐氯和腐蝕性消毒劑，不銹鋼316L耐腐蝕性較強(qiáng)。
緊急沖眼：設(shè)置緊急洗眼器，萬一腐蝕性化學(xué)品濺到眼中，可以先進(jìn)行沖洗后再送醫(yī)救治。
給水管標(biāo)識(shí)：給水管涂上醒目的顏色，同時(shí)采用掛牌的方法，注明管道內(nèi)流體的種類，用途和流向，區(qū)別于一般其它管道。
b. 排水
地漏設(shè)置：有排水功能要求的房間，包括淋浴室、解剖間，設(shè)置了密閉性地漏，帶有密閉蓋板，并帶有存水彎。水封深度在150mm以上，定期對(duì)存水彎進(jìn)行補(bǔ)水和消毒。
排水通氣過濾：在排水通氣管安裝耐水性能優(yōu)良的高效過濾器，單獨(dú)排放，不接入空調(diào)的排風(fēng)管道，防止排水系統(tǒng)的氣體污染空調(diào)排風(fēng)系統(tǒng)。
普通污水：實(shí)驗(yàn)室輔助區(qū)排水雖然處于相對(duì)清潔區(qū)，但是也有很大的風(fēng)險(xiǎn)，必須經(jīng)過化學(xué)消毒，消毒劑選用次氯酸鈉、二氧化氯、二氯異氰尿酸鈉或液氯。
重要污水：化學(xué)淋浴產(chǎn)生的廢水和實(shí)驗(yàn)室工作產(chǎn)生的重要有毒污水將通過雙層下水道收集系統(tǒng)集中收集到污水處理站，我國P4實(shí)驗(yàn)室在135℃進(jìn)行高溫消毒。污水經(jīng)處理后，經(jīng)監(jiān)測(cè)相關(guān)排放指標(biāo)達(dá)到環(huán)保要求后，才能排放。
排水管：排水管材用不銹鋼，排水管明設(shè)或者設(shè)透明套管，這樣做的目的是更容易發(fā)現(xiàn)泄漏。
a. 供配電
按照一級(jí)負(fù)荷要求，兩路獨(dú)立市電供電，一路市電和一路自備電源（柴油發(fā)電機(jī)）構(gòu)成，這兩種供電方式都能夠使供電連續(xù)性得到很大提高。
供電可靠性：實(shí)驗(yàn)室按照一級(jí)負(fù)荷供電，實(shí)驗(yàn)室的所有動(dòng)力照明弱電系統(tǒng)負(fù)荷均設(shè)置了不間斷電源和自備發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急電源。
實(shí)驗(yàn)室配電箱：每個(gè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)置專用配電箱，安裝在實(shí)驗(yàn)室防護(hù)區(qū)外。
配電回路：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)置了足夠數(shù)量的固定電源插座，避免多設(shè)備共有一個(gè)插座。重要設(shè)備設(shè)計(jì)單獨(dú)回路配電，設(shè)置了漏電保護(hù)裝置。
電線管穿越墻體處密封：所有管線采用金屬管敷設(shè)，穿過墻和樓板的線管加裝套管，并用不收縮、不燃材料密封。
b. 照明
實(shí)驗(yàn)室工作照明：實(shí)驗(yàn)室的照明燈具采用防水的吸頂式密閉潔凈燈，不積灰塵，耐腐蝕，易消毒。
應(yīng)急照明：設(shè)置了不少于30min的應(yīng)急照明和緊急疏散指示標(biāo)志。
工作狀態(tài)指示：實(shí)驗(yàn)室入口設(shè)有工作狀態(tài)顯示裝置。
c. 自動(dòng)控制
雙機(jī)熱備自動(dòng)控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)為冗余的雙CPU設(shè)計(jì)，冗余的雙通訊通道，冗余的雙電源供電。正常工作時(shí)互為熱備的控制器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，確保雙CPU 程序的完全一致。正常工作時(shí)互為熱備的控制器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，確保雙CPU程序的完全一致，如果主控制器發(fā)生故障，備用控制器會(huì)在一個(gè)掃描周期（一般為幾毫秒至幾十毫秒）內(nèi)將起控制作用。
控制算法: 我國在實(shí)踐中自主摸索出了更合適的控制算法、平衡點(diǎn)、起步頻率、控制回路的數(shù)學(xué)模型，使實(shí)驗(yàn)室溫濕度、壓差的控制更穩(wěn)定、更準(zhǔn)確、更快捷。
集成管理系統(tǒng)：安全防范系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、冷水機(jī)組等通過接口接入了自控系統(tǒng)。一旦發(fā)生其他弱電報(bào)警如入侵報(bào)警、火災(zāi)報(bào)警等。自控系統(tǒng)將及時(shí)通知設(shè)施管理人員，及時(shí)采取措施。
報(bào)警方案：報(bào)警方案的設(shè)計(jì)考慮到“不漏報(bào)、不誤報(bào)、分輕重緩急、傳到到位”。比如人員正常進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室導(dǎo)致的壓力波動(dòng)，將報(bào)警相應(yīng)時(shí)間延遲；壓力波動(dòng)的持續(xù)時(shí)間只有超過人員正常開門、關(guān)門通過所需的時(shí)間，才會(huì)報(bào)警。報(bào)警還一般參數(shù)報(bào)警和重要參數(shù)報(bào)警，一般參數(shù)報(bào)警，不影響實(shí)驗(yàn)活動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行，包括過濾網(wǎng)阻力增大、風(fēng)機(jī)正常切換、溫濕度偏離正常值，而重要參數(shù)報(bào)警可能需要停止實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，包括實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)正壓、壓力梯度持續(xù)喪失、風(fēng)機(jī)切換失敗等。所有參數(shù)的報(bào)警都能在中控室接收到，緊急級(jí)別的報(bào)警，會(huì)觸發(fā)中控室和實(shí)驗(yàn)室的聲光報(bào)警器。
P4實(shí)驗(yàn)室裝修與普通建筑不同，頂、墻、地裝修用材差異很大，看看下面的圖就大概知道了，我們看到的大部分都是金屬表面。
▲我國P4室內(nèi)，圖片來源：中新網(wǎng)
地面：地面采用無縫防滑耐腐蝕材料，保證人員不滑倒，不給病毒細(xì)菌藏匿處?？捎肞VC卷材、環(huán)氧自流坪、水磨石現(xiàn)澆或環(huán)氧樹脂涂層。
墻面和吊頂：材料選用易清洗、消毒、不起塵、不開裂、光滑防水、耐擦洗，我國P4實(shí)驗(yàn)室核心實(shí)驗(yàn)區(qū)墻體由耐腐蝕的不銹鋼制成，采用激光焊接技術(shù)，由我國自主研發(fā)，具有更好的氣密性和耐久效果。
相交位置：地面墻面, 墻面墻面相交位置采用圓弧設(shè)計(jì), 減少衛(wèi)生死角，便于清潔和消毒處理。
檢修口：實(shí)驗(yàn)室防護(hù)區(qū)頂棚不設(shè)檢修口，因?yàn)槿丝住z修口不容易密封，檢修口可以設(shè)在其它區(qū)域。
外窗：P4實(shí)驗(yàn)室不能設(shè)計(jì)外窗，我國P4實(shí)驗(yàn)室在墻體安裝了雙層鋼化玻璃，緩解實(shí)驗(yàn)人員在密閉環(huán)境中工作產(chǎn)生的壓抑感，但絕對(duì)不能開啟，且密封性非常高。
門上設(shè)窗：門上必須設(shè)窗，這樣不必進(jìn)入室內(nèi)即可進(jìn)行觀察，同時(shí)有助于提高防護(hù)區(qū)操作人員心里安全感。
開門方向：實(shí)驗(yàn)室的門開向壓力高的房間側(cè)，主要是考慮了工藝要求，逆著就是利用負(fù)壓把門縫壓得更緊，而不是為了門好開。
▲開門方向示意圖，Gerrit制
充氣式氣密門：進(jìn)入核心實(shí)驗(yàn)室，需要經(jīng)過層層充氣式氣密門。充氣式氣密門工作原理是向空心的密封圈中充注一定壓強(qiáng)的壓縮氣體使密封圈膨脹密閉門縫。
充氣式氣密門開啟時(shí)，充氣密封條放氣收縮在凹槽內(nèi)，關(guān)閉時(shí)，充氣密封條充氣膨脹，使門和門框之間形成嚴(yán)格密封。充氣門配有閉門器和電磁鎖，可實(shí)現(xiàn)單門控制和多門互鎖的功能。
因?yàn)楸４嬷姸嗔倚圆《?，P4實(shí)驗(yàn)室的安全性要比其他的實(shí)驗(yàn)室更高。安全包括四個(gè)方面，
一是保護(hù)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的人員的防護(hù)安全；
二是防止實(shí)驗(yàn)室有害物泄露到外部的環(huán)境安全；
三是安全的進(jìn)出流線設(shè)計(jì)；
四是安全防范。
a.人員防護(hù)
人員進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時(shí)須身穿正壓防護(hù)服，看上去有點(diǎn)像“宇航服“，充入空氣后，整個(gè)服裝會(huì)膨脹起來，頭部采用全透明設(shè)計(jì)，方便研究人員觀察周圍情況；同時(shí)正壓工作服內(nèi)配有耳麥，研究人員可以隨時(shí)與管控人員溝通。不允許一人進(jìn)入P4實(shí)驗(yàn)室防護(hù)區(qū)，一次至少兩人進(jìn)入。
離開實(shí)驗(yàn)室時(shí)經(jīng)過化學(xué)噴淋，確保身上有害物質(zhì)不沾身。人員呼吸供氣都是單獨(dú)管道，與實(shí)驗(yàn)室空氣隔離開，保證人員在實(shí)驗(yàn)室里不吸入有害氣體。
正壓防護(hù)服：這種防護(hù)服頭部是透明的充氣罩，下端連接著一條藍(lán)色的呼吸帶（國外P4實(shí)驗(yàn)室有些是黃色的），呼吸帶另一端懸掛連接在屋頂?shù)墓艿郎稀ｉT的生命支持管道會(huì)向防護(hù)服內(nèi)提供新鮮呼吸空氣，研究人員在防護(hù)服內(nèi)進(jìn)行呼吸循環(huán)，和外界空氣不發(fā)生任何接觸。
防護(hù)服內(nèi)的正壓狀態(tài)可以讓正壓服離開供氣導(dǎo)管的兩分鐘時(shí)間內(nèi)持續(xù)保障內(nèi)部工作人員的呼吸供氣，也便于工作人員移動(dòng)時(shí)更換供氣導(dǎo)管。
▲藍(lán)色管線為氧氣系統(tǒng)，圖片來源：新華社
b. 三廢排放
廢氣：1.對(duì)于實(shí)驗(yàn)室可能產(chǎn)生的有毒氣體，實(shí)驗(yàn)室通過有組織的負(fù)壓系統(tǒng)和管道，能讓任何有潛在環(huán)境威脅的空氣都不能自然擴(kuò)散。再通過兩道高效過濾器，攔截空氣中有害病原菌，保證殘留病原不會(huì)釋放出去，見排風(fēng)部分說明。2.對(duì)于實(shí)驗(yàn)室可能產(chǎn)生的有毒廢棄物，比如說空氣，實(shí)驗(yàn)室通過有組織的負(fù)壓系統(tǒng)和管道，能讓任何有潛在環(huán)境威脅的空氣都不能自然擴(kuò)散。再通過兩道高效過濾器，攔截空氣中有害病原菌，保證殘留病原不會(huì)釋放出去。
廢固：對(duì)于固體廢棄物比如紙屑、塑料管之類，實(shí)驗(yàn)室通過兩葉高壓滅菌鍋中進(jìn)行消毒做高溫滅菌消毒、打包裝袋，運(yùn)到武漢市配套的醫(yī)療廢棄物公司做無害化焚燒處理。
廢液: 化學(xué)淋浴產(chǎn)生的廢水和實(shí)驗(yàn)室工作產(chǎn)生的重要有毒廢水將通過雙層下水道收集系統(tǒng)集中收集到污水處理站，并在135℃進(jìn)行高溫消毒，無害化排放到市政管網(wǎng)，見給排水部分說明。
c. 進(jìn)出流線
不同于普通的實(shí)驗(yàn)室，科研人員在進(jìn)入P4實(shí)驗(yàn)室工作之前必須要更換上專用的正壓工作服，并進(jìn)行層層消毒，包括沐浴、緩沖等步驟，然后才能入內(nèi)，整個(gè)過程至少需要花費(fèi)半個(gè)小時(shí)。讓我們看下流線示意圖：
▲P4實(shí)驗(yàn)室流線示意圖，Gerrit譯，圖片來源網(wǎng)絡(luò)
進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的必要步驟：準(zhǔn)備間→外更衣間→內(nèi)更衣間→P4實(shí)驗(yàn)室
離開實(shí)驗(yàn)室的必要步驟：P4實(shí)驗(yàn)室→化學(xué)淋浴間→內(nèi)更衣間→消毒間→淋浴間→準(zhǔn)備間
雖然進(jìn)出的路徑相同，但是進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室的程序有很大的差別。
在實(shí)驗(yàn)室的核心實(shí)驗(yàn)區(qū)中，任何相鄰的兩扇門之間都有一個(gè)自動(dòng)聯(lián)鎖裝置，可以防止兩扇門同時(shí)打開，并避免室內(nèi)空氣流通。
P4實(shí)驗(yàn)室擁有更為嚴(yán)格的人員進(jìn)出制度。進(jìn)入P3實(shí)驗(yàn)室可能需要花費(fèi)10分鐘，而進(jìn)入P4實(shí)驗(yàn)室就要花費(fèi)至少半小時(shí)進(jìn)行層層消毒，包括沐浴、二更、緩沖等步驟，才能入內(nèi)。
d.安全防范
門禁系統(tǒng)：P4實(shí)驗(yàn)室有嚴(yán)格、復(fù)雜的管理程序，為了實(shí)驗(yàn)室的絕對(duì)安全，只有得到批準(zhǔn)和持有磁卡通行證的人才能進(jìn)入，核心實(shí)驗(yàn)室通過指紋門禁系統(tǒng)進(jìn)入，而且所有出入的人員和出入時(shí)間都由中控系統(tǒng)記錄在案。
房門互鎖：進(jìn)入核心實(shí)驗(yàn)室需要通過10道門，后面的7道門全部都具備互鎖功能。互鎖目的有三個(gè)，減少污染物的外泄、保持壓力梯度、強(qiáng)制實(shí)驗(yàn)室人員執(zhí)行規(guī)程要求的必須步驟（比如離開實(shí)驗(yàn)室需要經(jīng)過化學(xué)淋?。?/p>
閉路電視系統(tǒng)：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部和周圍都設(shè)有監(jiān)控，監(jiān)視實(shí)驗(yàn)室內(nèi)危險(xiǎn)性大的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，以及實(shí)驗(yàn)室周邊的安保情況。
特制的氣體滅火系統(tǒng)：傳統(tǒng)的自動(dòng)噴水、干粉、泡沫會(huì)造成實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部環(huán)境污染有害因子泄露或者損壞實(shí)驗(yàn)室的精密儀器，而氣體滅火系統(tǒng)在大量噴放氣體時(shí)，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室壓力從負(fù)變正。因此我國建設(shè)方和消防設(shè)備供應(yīng)商合作，自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)出氣體滅火噴嘴模式，在保障一定滅火劑流量的情況下，使得七氟丙烷釋放處于可控狀態(tài)，經(jīng)過測(cè)試，在這種模式下，七氟丙烷所噴放所釋放的壓力不影響實(shí)驗(yàn)室的負(fù)壓狀態(tài)，而且起到了很好的滅火效果。
不設(shè)計(jì)防排煙系統(tǒng)：壓力梯度對(duì)于P4實(shí)驗(yàn)室是極其重要的，設(shè)計(jì)防火閥、排煙防火閥，其誤操作會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)室壓力梯度和定向氣流造成破壞，從而造成致病因子泄露的風(fēng)險(xiǎn)。因此P4實(shí)驗(yàn)室不能設(shè)計(jì)防排煙系統(tǒng)。只有通過在實(shí)驗(yàn)室操作規(guī)程中，建立完善合格的應(yīng)急事件處理程序，對(duì)應(yīng)火災(zāi)事件。
實(shí)驗(yàn)室專用氣體：由設(shè)置于輔助工作區(qū)的高壓氣瓶供給，通過管道輸送到各個(gè)用氣點(diǎn)。
正壓防護(hù)服緊急支援：配置緊急支援氣罐，緊急支援氣罐的供氣時(shí)間不應(yīng)少于每人不少于60分鐘。
供操作人員使用的氣體：監(jiān)測(cè)含氧量、壓力、流量、溫濕度及有害物質(zhì)含量，達(dá)到職業(yè)安全的要求。
充氣式氣密門：其壓縮空氣由空壓機(jī)供應(yīng)，并設(shè)有備用空壓機(jī)。
對(duì)于這樣高標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室，節(jié)能雖然不是最重要的，但是在滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，也要合理考慮到節(jié)能運(yùn)營方面，在此列舉2例。
值班狀態(tài)：核心實(shí)驗(yàn)區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)考慮值班運(yùn)行狀態(tài)，區(qū)別于正常工作狀態(tài)，這種情況雖然也要保證各個(gè)房間的壓差數(shù)值和梯度不變，但是換氣次數(shù)可以小于工作狀態(tài)，節(jié)能運(yùn)營。
臨近空調(diào)機(jī)房：核心實(shí)驗(yàn)區(qū)臨近空調(diào)機(jī)房，送風(fēng)管和排風(fēng)管管路最短，減少拐彎，這樣可以減少一定的初投資和運(yùn)行成本。
圍護(hù)結(jié)構(gòu)：核心實(shí)驗(yàn)區(qū)的墻體由耐腐蝕的不銹鋼制成，并結(jié)合激光焊接技術(shù)，不銹鋼激光焊接代替膠密封；
墻體龍骨：加工精度1絲米（0.1毫米），無縫隙。我國P4實(shí)驗(yàn)室采用鋼龍骨-不銹鋼面板的結(jié)構(gòu)，制作實(shí)驗(yàn)室的圍護(hù)時(shí)，每一塊鋼板拼接時(shí)縫隙都很均勻，不允許鋼龍骨有任何的傾斜，機(jī)械精加工龍骨的精度以一絲米為單位，在做最后一層混凝土之前就把它的立柱加以固定，然后再澆筑混凝土?？紤]到它和混凝土的熱脹冷縮參數(shù)，還借鑒了高鐵的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，每架設(shè)好一個(gè)框架都要做水平、垂直的激光測(cè)距。
滅火裝置：采用七氟丙烷，P4實(shí)驗(yàn)室不能用水噴淋系統(tǒng)，同時(shí)又要兼顧考慮保持房間負(fù)壓，最后選擇的是七氟丙烷滅火系統(tǒng)，其核心技術(shù)在噴嘴和控制。
壓差控制：雙機(jī)熱備（一用一備）更好的壓差控制，借鑒了法國的雙機(jī)熱備技術(shù)，但具體的控制算法和平衡點(diǎn)、起步的頻率及控制回路的數(shù)學(xué)模型，都是我國在實(shí)踐中摸索，達(dá)到了更穩(wěn)定的壓差控制效果。
以上是根據(jù)國內(nèi)外P4實(shí)驗(yàn)室介紹，我國P4實(shí)驗(yàn)室案例以及國內(nèi)P4實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)文件整理而成。除了以上方面的設(shè)計(jì)要求，P4實(shí)驗(yàn)室還有嚴(yán)格的施工、調(diào)試、檢測(cè)，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格的培訓(xùn)要求，嚴(yán)格的運(yùn)營管理要求，比如氣密性在施工完成后要經(jīng)過嚴(yán)格的檢測(cè)試驗(yàn)。
