小代君說(shuō)
為防控新發(fā)突發(fā)傳染病疫情、防范生物恐怖襲擊、防御生物武器攻擊，保障社會(huì)安定、公眾健康，生物安全四級(jí)實(shí)驗(yàn)室它必然存在。
一、SICOLAB生物安全四級(jí)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)
生物安全四級(jí)實(shí)驗(yàn)室的圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要分為2種：
一種為鋼筋混凝土澆筑結(jié)構(gòu)，另一種為不銹鋼整體焊接結(jié)構(gòu)。
實(shí)驗(yàn)室圍護(hù)結(jié)構(gòu)及建造工藝的選擇通常需要考慮：
1）從事的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)；
2）結(jié)構(gòu)承壓能力；
3）側(cè)壁與地面密封問(wèn)題；
4）建造周期與檢修維護(hù)便利性等。
GB19489-2008《生物安全通用要求》和GB50346-2011《生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范》要求并有效運(yùn)行的不銹鋼焊接的生物安全四級(jí)實(shí)驗(yàn)室，整體不銹鋼焊接具有耐壓程度高、牢固度強(qiáng)、密封性好、造價(jià)低、工藝相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
此次SICOLAB承接的生物安全四級(jí)實(shí)驗(yàn)室主體采用鋼結(jié)構(gòu)形式，共3層，總建筑面積560m2。
1層為實(shí)驗(yàn)室輔助用房，包括成品室、配電室、教學(xué)室、更衣室、生命支持系統(tǒng)室和污水處理室；
2層為實(shí)驗(yàn)室層，分為教學(xué)區(qū)和實(shí)驗(yàn)室區(qū)，實(shí)驗(yàn)區(qū)擁有一間完整的生物安全四級(jí)實(shí)驗(yàn)室，包括防護(hù)走廊、內(nèi)防護(hù)服更換間、淋浴間、外防護(hù)服更換間、化學(xué)淋浴間和核心工作間；
3層為袋進(jìn)袋出高效過(guò)濾單元和化學(xué)淋浴間配液系統(tǒng)。教學(xué)區(qū)可通過(guò)核心工作間和化學(xué)淋浴間的可視窗和視頻進(jìn)行實(shí)際操作觀摩示范教學(xué)。
為保證實(shí)驗(yàn)室圍護(hù)結(jié)構(gòu)的氣密性，采用機(jī)械臂自動(dòng)焊接的不銹鋼板（304L）滿焊工藝建造實(shí)驗(yàn)室氣密性圍護(hù)結(jié)構(gòu)，并采用國(guó)產(chǎn)管線穿墻密封裝置、機(jī)械壓緊式氣密門(mén)、氣密傳遞窗等氣密防護(hù)設(shè)備，確保實(shí)驗(yàn)室核心工作間圍護(hù)結(jié)構(gòu)的氣密性達(dá)到GB19489-2008《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》規(guī)定的壓力衰減指標(biāo)要求。
實(shí)驗(yàn)室核心工作間內(nèi)壁采用3mm厚的不銹鋼整體焊接制作，可耐酸、堿溶液腐蝕。實(shí)驗(yàn)室壁板內(nèi)部安裝由不銹鋼方管制作的骨架，以滿足圍護(hù)結(jié)構(gòu)抗壓強(qiáng)度和壁板的平整度。為了滿足實(shí)驗(yàn)室內(nèi)壁易清潔的要求，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部邊角均設(shè)計(jì)為圓弧角，為此不銹鋼壁板上下兩端作圓弧處理，同時(shí)可充分釋放不銹鋼壁板內(nèi)應(yīng)力，減小后續(xù)壁板加工的變形量。
實(shí)驗(yàn)室使用的關(guān)鍵（bag-in/bag-outfilterhousing，BIBO）防護(hù)設(shè)備有袋進(jìn)袋出高效空氣過(guò)濾單元、活毒廢水處理系統(tǒng)、生物安全型雙扉高壓滅菌器、充氣式氣密門(mén)、機(jī)械壓緊式氣密門(mén)、化學(xué)淋浴系統(tǒng)、生命支持系統(tǒng)、氣密性傳遞窗、全自動(dòng)氣密性渡槽、穿墻密封設(shè)備。
二、袋進(jìn)袋出高效空氣過(guò)濾單元
袋進(jìn)袋出高效空氣過(guò)濾單元由氣溶膠發(fā)生段、混勻段、上游氣溶膠采樣段、高效空氣過(guò)濾器（HEPA）壓緊段、掃描檢測(cè)段等部分組成。
1）高效單元中的均流板的作用是檢測(cè)HEPA時(shí)使氣溶膠均勻分布在HEPA的迎風(fēng)面上，保證HEPA每個(gè)上游采集點(diǎn)的氣溶膠數(shù)量不超過(guò)平均值的20%，而在檢測(cè)完畢之后，可將均流板放置成水平狀態(tài)，減小高效單元正常使用時(shí)的阻力而達(dá)到節(jié)能的目的。
2）高效單元選用的是圓形線性掃描機(jī)構(gòu)，掃描檢漏系統(tǒng)采用線性掃描機(jī)理，掃描器從過(guò)濾器一端到另一端一次性檢測(cè)完成，大大縮短檢測(cè)時(shí)間，整個(gè)掃描過(guò)程采用觸摸屏程序控制，簡(jiǎn)單、方便、快捷，是一種比較可靠的檢漏方式。
3）高效單元設(shè)有消毒驗(yàn)證口，消毒驗(yàn)證口的內(nèi)端與裝置箱體內(nèi)部相通，中部設(shè)置密閉隔離閥，外端設(shè)置密封蓋，將可驗(yàn)證消毒效果的生物指示劑放置在箱體內(nèi)。
性能指標(biāo)：
1）箱體氣密性。下每分鐘泄漏率為0.006％，遠(yuǎn)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB19489-2008中在1000Pa下每分鐘泄漏率不超過(guò)0.1%的氣密性要求。
2）箱體抗壓力≥2500Pa。
3）過(guò)濾效率≥99.97%（0.3μｍ過(guò)濾精度）。
4）過(guò)濾器檢漏方式。可進(jìn)行原位自動(dòng)掃描檢漏。
5）上游氣溶膠均勻性。9個(gè)均布測(cè)點(diǎn)測(cè)試氣溶膠濃度與平均值的偏差滿足標(biāo)準(zhǔn)GB50346-2011的不大于20%的要求。
6）處理風(fēng)量為300-14400m3/h（根據(jù)不同型號(hào)確定）。
7）阻力監(jiān)測(cè)方式。機(jī)械式壓差表或變送式壓差傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
8）過(guò)濾器消毒方式?？蛇M(jìn)行原位循環(huán)消毒，并可進(jìn)行消毒效果驗(yàn)證。
9）過(guò)濾器更換方式。對(duì)箱體內(nèi)部進(jìn)行原位氣體熏蒸消毒后，采用簡(jiǎn)便、安全的袋進(jìn)袋出更換方式。
10）抗腐蝕性。采用優(yōu)質(zhì)304不銹鋼制作，耐消毒劑、清潔劑及酸、堿等化學(xué)試劑腐蝕。
三、活毒廢水處理系統(tǒng)
該系統(tǒng)具有優(yōu)良的主體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、密封結(jié)構(gòu)，由先進(jìn)的全自動(dòng)化焊接加工工藝制造而成，能對(duì)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行過(guò)程中排出的高危廢液及廢水進(jìn)行無(wú)害化處理。設(shè)備配備雙級(jí)高效過(guò)濾器，并具有高效過(guò)濾器濾芯堵塞、泄漏的檢測(cè)及報(bào)警功能，可完成在線滅
菌等專業(yè)的流程控制。
主要組成部件：滅菌罐、混水器、管道泵、呼吸器。
主要功能：生物廢水滅活功能、自動(dòng)清洗功能、報(bào)警功能、記錄及打印功能。
工作原理和工作流程：廢水進(jìn)入滅活罐加熱升溫進(jìn)入滅活狀態(tài)→維持滅活溫度→卸除壓力→通過(guò)壓縮空氣控制出料→廢水滅活后經(jīng)冷熱混水器降溫至≤50℃排放。
廢氣處理（罐內(nèi)廢氣）方式：雙重高效呼吸器過(guò)濾排放。生物廢水為序批式處理，2個(gè)滅活罐交替使用。
四、生物安全型雙扉高壓滅菌器
生物安全型雙扉高壓滅菌器主體有一個(gè)集成的生物密封裝置，內(nèi)室采用防腐蝕性能優(yōu)良的316L不銹鋼板經(jīng)等離子焊接專機(jī)焊接而成，內(nèi)表面經(jīng)過(guò)自動(dòng)拋光機(jī)機(jī)械拋光處理，表面光潔，粗糙度≤0.8μｍ，經(jīng)過(guò)電化學(xué)拋光處理，表面形成鈍化膜，光亮滑潔、抗腐蝕、經(jīng)久耐用；夾套使用304不銹鋼板。滅菌器底部采用特殊結(jié)構(gòu)，中部低于兩側(cè)，有利于冷凝水的收集處理、排放徹底、不易外溢，是針對(duì)生物安全實(shí)驗(yàn)室特殊設(shè)計(jì)的主體結(jié)構(gòu)。管路系統(tǒng)由控制閥門(mén)、冷凝器、蒸汽發(fā)生器、真空泵、高壓泵及衛(wèi)生級(jí)管道等組成；控制閥門(mén)選用角座式氣動(dòng)閥和先導(dǎo)電磁閥，氣動(dòng)閥無(wú)故障動(dòng)作可達(dá)400萬(wàn)次。與內(nèi)室直接接觸的管路采用316L不銹鋼。滅菌器完全實(shí)現(xiàn)滅菌過(guò)程中對(duì)滅菌物品的屏蔽，滅菌過(guò)程中產(chǎn)生的廢汽、廢水通過(guò)高溫蒸汽進(jìn)行有效的滅活和滅菌，完全達(dá)到生物安全四級(jí)實(shí)驗(yàn)室對(duì)危害程度不同區(qū)域產(chǎn)生的各種廢棄物品原地高壓蒸汽滅菌的要求，消除污染物品對(duì)人和環(huán)境的安全威脅。
適用范圍
適用于生物安全四級(jí)實(shí)驗(yàn)室各種物品的滅菌，例如：工器具、玻璃制品、過(guò)濾器、開(kāi)口或閉口液體容器、廢棄物（普通或生物危害）、醫(yī)用材料等。
工作流程
液體類程序：排空-升溫-滅菌-排汽。
預(yù)真空類程序：脈動(dòng)真空-升溫-滅菌-排汽-干燥-回空。
技術(shù)參數(shù)
設(shè)計(jì)壓力為0.3MPa；
設(shè)計(jì)溫度為144℃；
最高工作溫度為139℃（可根據(jù)需要設(shè)置）；
控制電源為AC220V/50Hz/0.5KW；
動(dòng)力電源為AC380v/50Hz/31．45Kw；
壓縮氣源壓力為0.5～0.7MPa（自備壓縮氣源）；
水源壓力為0.15～0.30MPa，符合鍋爐用水標(biāo)準(zhǔn)的水源（軟化水）；
安全閥：
壓力上限為0.28MPa，壓力下限為0.26MPa；設(shè)備容積為350Ｌ，自帶蒸汽發(fā)生器。
五、氣密性傳遞窗
氣密性傳遞窗的雙門(mén)均采用機(jī)械壓緊的方式保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)和物流通道的氣密性，即傳遞窗門(mén)板上安裝有高彈性密封圈，通過(guò)壓緊機(jī)構(gòu)使門(mén)與門(mén)框之間形成密封帶，其結(jié)構(gòu)與機(jī)械式密閉門(mén)相似。傳遞窗作為一種物品傳遞設(shè)備，主要用于不同區(qū)域之間的物品傳遞，其雙門(mén)采用互鎖裝置，以避免不同區(qū)域直接連通，可有效防止傳遞過(guò)程中破壞圍護(hù)結(jié)構(gòu)的完整性。
性能指標(biāo)：
1）機(jī)械裝置和橡膠元件溫度適應(yīng)范圍為-40～50℃。
2）結(jié)構(gòu)抗壓力≥2500Pa。
3）氣密性。在-500Pa的壓力下使傳遞窗內(nèi)腔保持氣密，20min壓力衰減小于250Pa。
4）消毒方式?？蓪?duì)傳遞窗內(nèi)部空間及內(nèi)部物品進(jìn)行氣體循環(huán)消毒，并可進(jìn)行消毒效果驗(yàn)證。
5）抗腐蝕性。采用304不銹鋼制作，耐消毒劑、清潔劑及酸、堿等化學(xué)試劑腐蝕。
六、化學(xué)淋浴系統(tǒng)
化學(xué)淋浴系統(tǒng)的硬件制造與安裝、控制系統(tǒng)的編程與調(diào)試完全實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。其主要流程為：噴藥、反應(yīng)暴露、水沖洗、地漏開(kāi)啟、吹干。化學(xué)淋浴系統(tǒng)由箱體和化學(xué)加藥系統(tǒng)兩部分組成，箱體內(nèi)部有送排風(fēng)箱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、空氣過(guò)濾系統(tǒng)、氣密門(mén)、報(bào)警系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等部件。
化學(xué)淋浴箱體材質(zhì)為316Ｌ不銹鋼。整套淋浴流程應(yīng)遵循一個(gè)程序自動(dòng)運(yùn)行。根據(jù)運(yùn)行情況有相應(yīng)的報(bào)警及記錄。除自動(dòng)運(yùn)行外，還應(yīng)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制，可手動(dòng)控制運(yùn)行流程并可單獨(dú)手動(dòng)控制執(zhí)行元件的動(dòng)作?？刂葡到y(tǒng)采用可編程邏輯控制器（programmablelogiccontroller，PLC）＋人機(jī)接（humanmachineinteraction，HMI）控制配置，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全自動(dòng)操作控制、監(jiān)控。配藥系統(tǒng)：消毒劑選用液體，混合罐到達(dá)低液位時(shí)便從原液罐內(nèi)抽取消毒劑，混合罐自動(dòng)注水進(jìn)行配液。選用固體消毒劑時(shí)，需把消毒劑直接倒入儲(chǔ)液罐體，注入水，可實(shí)現(xiàn)定量注水及混勻攪拌。
化學(xué)淋浴系統(tǒng)控制系統(tǒng)配置：
1）采用PLC控制系統(tǒng)，PLC預(yù)留網(wǎng)絡(luò)控制接口。
2）應(yīng)能顯示壓力參數(shù)、報(bào)警參數(shù)、執(zhí)行元件執(zhí)行狀態(tài)等。
3）配備獨(dú)立操作的控制柜、PLC和液晶觸摸屏，電氣開(kāi)關(guān)和電氣元件都集中在控制柜內(nèi)。電源開(kāi)關(guān)與電控柜門(mén)連鎖保護(hù)，防塵、防水、散熱快且易于安裝。
七、實(shí)驗(yàn)室空調(diào)自控系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)室空調(diào)自控系統(tǒng)分為三部分：
第一部分是實(shí)驗(yàn)室自控系統(tǒng)，主要包括實(shí)驗(yàn)室壓力溫濕度控制、袋進(jìn)袋出高效空氣過(guò)濾單元生物密閉閥的開(kāi)關(guān)控制、報(bào)警系統(tǒng)等；
第二部分是空調(diào)自控系統(tǒng)，主要包括風(fēng)機(jī)及風(fēng)閥啟?？刂啤㈦娂訜峒俺凉窨刂?、冷熱水系統(tǒng)調(diào)節(jié)等；
第三部分是監(jiān)控及門(mén)禁系統(tǒng)。
實(shí)驗(yàn)室自控系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)關(guān)讀取系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)，達(dá)到監(jiān)測(cè)和控制的目的。實(shí)驗(yàn)室自控系統(tǒng)與空調(diào)自控系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)關(guān)連接，通過(guò)PLC模塊程序?qū)崿F(xiàn)送、排風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟停及各種工況切換的控制，PLC通過(guò)傳感器采集各實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的壓力信號(hào)調(diào)節(jié)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和變頻器及電加熱和電加濕以實(shí)現(xiàn)各實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的壓力要求和溫度要求；自控系統(tǒng)上位機(jī)采用WinCC設(shè)計(jì)界面。中控室內(nèi)設(shè)置自控系統(tǒng)的管理工作站，實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)集中管理分散控制。
滿足GB50346-2011《生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范》、GB1９48９-2008《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》等規(guī)范中對(duì)自控系統(tǒng)的相關(guān)要求。
空調(diào)自控系統(tǒng)主要控制實(shí)驗(yàn)室的負(fù)壓及氣流：
1）氣流組織。
內(nèi)防護(hù)服更換間、淋浴間、外防護(hù)服更換間、化學(xué)淋浴間及核心工作間采用散流器上送風(fēng)，散流器頂排風(fēng)。
2）空氣凈化處理過(guò)程。
新風(fēng)→粗效過(guò)濾器→中效過(guò)濾器→表冷器→中效過(guò)濾器→高效過(guò)濾單元（一級(jí)）→潔凈室。
潔凈室→高效過(guò)濾單元（兩級(jí)）→排風(fēng)至室外。
3）空氣處理機(jī)組。
采用組合式空氣處理機(jī)組，機(jī)組內(nèi)壁板采用鍍鋅鋼板，外板采用鋼板，中間為聚氨酯發(fā)泡材料（難燃B級(jí)）。
4）加濕。
冬季或過(guò)渡季節(jié)加濕采用干蒸汽加濕器，以避免微生物滋生。
監(jiān)控和門(mén)禁系統(tǒng)集成控制。門(mén)禁系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)室自控系統(tǒng)連鎖，可實(shí)現(xiàn)門(mén)禁互鎖機(jī)制。
控制系統(tǒng)穩(wěn)定性應(yīng)急防御性主要體現(xiàn)在系統(tǒng)工況轉(zhuǎn)換時(shí)，模式實(shí)驗(yàn)室各房間能否保證有序的壓力梯度，以及恢復(fù)正常工況所需時(shí)間是否在要求范圍之內(nèi)。
SICOLAB實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)、布置平面工藝、整體建設(shè)、整體裝修、整體改造、潔凈凈化空調(diào)系統(tǒng)、消殺系統(tǒng)、裝修裝飾工程、通風(fēng)排風(fēng)系統(tǒng)、特殊供水系統(tǒng)、集中分散供氣管道系統(tǒng)、強(qiáng)電弱電門(mén)禁監(jiān)控系統(tǒng)、PLC自控系統(tǒng)、廢氣廢水處理系統(tǒng)。
