正负压独立通风笼具系统

生物安全实验室通风空调系统的设计根据实验室所处理对象的生物危险程度和采取的防护措施，生物安全实验室分为四级，其中一级对生物安全隔离的要求最低，四级最高，即俗称的P1、P2、 P3、P4实验室。一般以BSL－1～4表示相应级别的生物安全实验室；以ABSL－1～4表示相应级别的动物生物安全实验室。由于P1和P2对通风空调系统没有很特别的要求，本文主要探讨P3、P4实验室对通风空调系统的设计要求。1　 空调系统形式　　生物安全实验室空调净化系统的划分应根据操作对象的危害程度、平面布置等情况经技术经济比较后确定，应采取有效措施避免污染和交叉污染。空调净化系统的划分应有利于自动控制系统的设置和节能运行。二级生物安全实验室可以采用带循环风的空调系统。如果涉及化学溶媒、感染性材料操作和动物实验，则应采用全排风系统。三级和四级生物安全实验室应采用全新风系统,且送、排风总管应安装气密阀门。污染区和半污染区内不得安装普通的风机盘管机组或房间空调器。动物生物安全实验室应同时满足GB14925《实验动物环境与设施》的有关要求。表1 送排风方案比较方案abc特点生物安全柜从室内进风，生物安全柜的排风管道连接于房间的排风总管各生物安全柜都有各自的进风和排风，和房间的送排风系统分开生物安全柜从室内进风，而排风侧各自独立优点1.生物安全柜内压一定低于房间内压。2.室内绝对换气量一定。3.排风机选择比别的方案容易。4.室内安全性也高。5.费用比较便宜。1.室内压力控制简单。2.运行不复杂。 3.室内安全性高。由于各排风机独立运行，所以可靠性高。缺点对方间排风机的依赖性高1.生物安全柜排风机出故障时，生物安全柜内压和室内压相同，或都是正压，这是危险的。2.生物安全柜排风机选择难一些。 3.费用最高。1.生物安全柜排风机停止时，其内压将高于室内压。2.由于房间排风机的风量变化大，所以排风机的选择困难。 3.运行及控制复杂。　　生物安全柜及其所在房间送排风的综合方式可以有图1所示三种形式。这三种形式的优缺点则在表1中进行了比较。一般来说，用a方式的较多，特别是在一个房间里有两列生物安全柜时，用a方式较好，而且即使生物安全柜系统自身的排风机发生故障，房间的排风机也可以帮助生物安全柜排风，防止污染房间。2　送风系统　　空气净化系统应设置粗、中、高三级空气过滤。第一级是粗效过滤器，对于≥5μm大气尘的计数效率不低于50%。对于带回风的空调系统，粗效过滤器宜设置在新风口或紧靠新风口处。全新风系统的粗效过滤器可设在空调箱内。第二级是中效过滤器，宜设置在空气处理机组的正压段。第三级是高效过滤器，应设置在系统的末端或紧靠末端，不得设在空调箱内。对于全新风系统，宜在表冷器前设置一道保护用的中效过滤器。　　为了达到实验室内要求的洁净度级别，三级和四级生物安全实验室的送风末端应采用高效过滤器。　　送风系统新风口应采取有效的防雨措施，安装保护网，且应高于室外地面2.5m以上，同时应尽可能远离污染源。3　排风系统　　三级和四级生物安全实验室的排风必须与送风联锁，排风先于送风开启，后于送风关闭。生物安全实验室房间的排风管道可以兼作生物安全柜的排风管道。排风系统应能保证生物安全柜内相对于其所在房间为负压。生物安全实验室必须设置室内排风口，不得只用安全柜或其他负压隔离装置作为房间排风口。操作过程中可能产生污染的设备必须设置局部负压排风装置，并带高效空气过滤器。　　生物安全柜与排风系统的连接方式应按表2执行。对于III级生物安全柜，其没有工作面风速的要求。但为了保证试验人员的安全，当操作手套发生脱落或出现破损后，通过手套连接口的风速不应小于0.7m/s。正常工作时III级生物安全柜内的负压不应小于120Pa。表2　生物安全柜与排风系统的连接方式生物安全柜级别工作口平均进风速度（m/s）循环风比例（%）排风比例（%）连接方式I级0.380100密闭连接II级A10.38～0.507030可排到房间或设置局部排风罩A20.507030设置局部排风罩或密闭连接B10.503070密闭连接B20.500100密闭连接III级不适用0100密闭连接　　三级和四级生物安全实验室的排风必须经过高效过滤器过滤后排放，高效过滤器的效率不低于B类。排风高效过滤器应设在室内排风口处。四级生物安全实验室除在室内排风口处设第一道高效过滤器外，还必须在其后串联第二道高效过滤器，两道高效过滤器的距离不宜小于500mm。必要时，可采用高温空气灭菌装置代替第二道高效过滤器。　　第一道排风高效过滤器的位置不得深入管道或夹墙内部，应紧邻排风口。过滤器位置与排风口结构应易于对过滤器进行安全更换。排风管道的正压段不应穿越房间，排风机宜设于室外排风口附近。排风机组必须一用一备。排风量必须进行详细的设计计算。总排风量应包括围护结构漏风量、生物安全柜、离心机和真空泵等设备的排风量等。三级和四级生物安全实验室排风高效过滤器的安装应具备现场检漏的条件。如果现场不具备检漏的条件，则应采用经预先检漏的专用排风高效过滤装置。排风气密阀应设在排风高效过滤器和排风机之间。排风机外侧的排风管上应安装保护网和防雨罩。4　气流组织　　生物安全主实验室内各种设备的位置应有利于气流由“清洁”空间向“污染”空间流动，最大限度减少室内回流与涡流。生物安全实验室内各区之间的气流方向应保证由清洁区流向半污染区，由半污染区流向污染区。生物安全实验室的清洁区内宜设一间正压缓冲室。　　气流组织应采用上送下排方式，送风口和排风口布置应使室内气流停滞的空间降低到最小程度。在生物安全柜操作面或其他有气溶胶操作地点的上方附近不得设送风口。高效过滤器排风口应设在室内被污染风险最高的区域，单侧布置，不得有障碍。高效过滤器排风口下边沿离地面不宜低于0.1m，且不应高于0.15m；上边沿高度不宜超过地面之上0.6m。排风口排风速度不宜大于1m/s。5　电气和自控系统　　电气和自控系统是通风空调系统可靠和节能运行的保障。自控系统必须保证各个区域的压差要求。送风和排风系统必须可靠连锁，保证压力梯度的稳定。备用排风机组应能自动投入运行，同时应发出报警信号，立即进行维修。空调通风设备应能自动和手动控制，控制和显示面板应设在清洁区。同时为了节能，建议通风空调系统按变风量系统设计，尽可能降低运行费用。6　工程实例　　图2和图3是我院承接的中国疾病预防控制中心(CDC)新建1期工程的典型P3实验室设计方案，供设计人员参考。7 结束语　　P3、P4实验室的研究对象都是对个人和环境有高度危害性的致病微生物，病原体逃逸出生物安全实验室造成感染的事例时有报道，通风空调系统的质量直接影响到实验室的安全性。因此，必须对通风空调系统进行周密的设计，采取可靠的措施防止致病微生物对室内和室外环境的污染，同时保护实验对象不被污染，保证实验和生产的顺利进行。

在现代化实验室设备中有通风柜、中央实验台、边台、药品柜、器皿柜、气瓶柜等，其中通风柜是生化实验室设备中担负着十分重要的功能，是必不可少的设备。因此，选择通风柜是实验室建设中的重要问题，必须引起足够的重视。通风柜的主要功能通风柜的功能中最主要的是排气功能，在化学实验室中，实验操作时产生各种有害气体、臭气、湿气以及易燃、易爆、腐蚀性物质，为了保护使用者的安全，防止实验中的污染物质向实验室扩散，在污染源附近要使用通风柜使用通风柜的最大目的是排出实验中产生的有害气体，保护实验人员的健康，也就是说要有高度的安全性和优越的操作性，这就要求通风柜应具有如下功能：（1） 释放功能：应具备将通风柜内部产生的有害气体用吸收柜外气体的方式，使其稀释后排除室外的机构。（2） 不倒流功能：应具有在通风柜内部由排风机产生的气流将有害气 体从通风柜内部不反向流进室内的功能。为确保这一功能的实现，一台通风柜与一台通风机用单一管道连接是最好的方法，不能用单一管道连接的，也只限于同层同一房间的可并连，通风机尽可能安装在管道的末端（或层顶处）。（3） 隔离功能：在通风柜前面应具用不滑动的玻璃视窗将通风柜内外进行分隔。（4） 补充功能：应具有在排出有害气体时，从通风柜外吸入空气的通道或替代装置。（5） 控制风速功能：为防止通风柜内有害气体逸出，需要有一定的吸入速度。决定通风柜进风的吸入速度的要素有：实验内容产生的热量及与换气次数的关系。其中主要的是实验内容和有害物的性质。通常规定，一般无毒的污染物为0.25―0.38m/s ，有毒或有危险的有害物为0.4―0.5 m/s ，剧毒或有少量放射性为0.5―0.6m/s ,气状物为0.5m/s ,粒状物为1m/s 。为了确保这样的风速,排风机应有必要的静压,即空气通过通风管道时的摩擦阻力。确定风速时还必须注意噪音问题,通过空气在管道内流动时以7―10m为限,超过10m将产生噪音,通常实验室的(室内背景噪声级)噪声限制值为70dBA,增加管道裁面积会降低风速,也就降低噪音,考虑到管道的经费和施工问题,必须慎重选择管道及排风机的功率。（6） 耐热及耐酸碱腐蚀功能：通风柜内有的要安置电炉，有的实验产生大量酸碱等有毒有害气体具有极强的腐蚀性。通风柜的台面，衬板、侧板及选用的水咀、气咀等都应具有防腐功能。在半导体行业或腐蚀性实验中使用硫酸、硝酸、氢氟酸等强酸的场合还要求通风柜的整体材料必须防酸碱，须采用不锈钢或PVC材料制造。通风柜在使用时也必须注意安全◆在实验开始以前，必须确認通风柜应该处于运行状态，才能进行实验操作。◆实验结束前至少还要继续运行5分钟以上才可关闭通风机，以排出管道内的残留气体。也可考虑安装排风时间延时器，确保通风机延迟运行。◆ 实验时，在距玻璃视窗150mm内不要放任何设备，大型实验设备要有充足的空间，不应影响空气的流动，前面视窗尽量要关闭使用。

通风管道设计要点1 一台通风柜与一台通风机，尽用单一管道连接是最好的排风方法。 2 不能用单一管道连接的，只限于同层同一房间的可采用互相并连。 3 风机尽可能安装在管道的末端（屋顶上等处或墙外）。 4 管道长度越短越好。 5 一台风机连接的通风柜越少越好。排风通道尽可能直立，而且通道越高越好。 6 如需改变风道风速，则应配置相应的变频调整系统。 7 排风管道的末端应尽量避开补风管道送气口，防止排出的有害气体通过排风管道再被送至通风柜。 如何选择通风柜 1 通风柜不是一台单独的设备，外部环境的变化会影响通风柜的性能。同时，通风柜以及其控制系统也会影响他周围的，当您在选择通风柜时： 2 首先：必须考虑到整个系统的因素，例如：实验室的空间、建筑物的通风控制系统、排气管路的安排及通风柜的摆放等等. 3 其次：您需要确定您所需要的是哪一类型的通风柜，在选择时，通常您可以按照以下因素来衡量： 上柜部分 1有三种样式：标准式、矮台式、落地式 2通风柜的表面风速是否达到国际标准规定的安全风速要求：0.5m/s(国际标准规定：只有表面风速达到了0.5 m/s才可以有效捕捉柜内的有害气体) 通风柜的开口高度是否满足您对操作空间的要求 通风控制系统：定风量、变风量还是自适应性控制系统 内衬板材质：抗贝特板、环氧树脂板。 调节门的原料是否采用安全玻璃，其设计是否符合人体力学，使操作者拉动自如 台面部分台面是否采用了安全的碟状设计，从而方便用户清洁台面和防止毒性液体的外漏 台面的材质是否符合您实验的需求抵抗相应的分外浸蚀和高温，是否安装了杯槽和水槽，且安装的位置是否合理，出风口的设计是否合理 低柜部分材质是否坚固耐用，是否为防火材料，是否可以抵抗实验室的酸碱环境对他的侵蚀 电源供给是否合理、安全 是否便于维修水、电、气系统 底柜是否需要抽气设计，以便您放置挥发性的药品 当您基本选择好了通风柜的型号、样式和尺寸之后，可以根据以下条件来确定您所需要的 附属配件水来源： 蒸馏水、纯水或是逆渗透水等等 气来源：氮气、氧气或是空气等等 电气系统的选择则要考虑：型号、电压大小、防爆性、耐用性等等。