三级生物安全实验室暖通空调系统施工关键点分析

三级生物安全实验室暖通空调系统施工关键点分析

许嘉

江苏大慧环境科技有限公司

江苏省南京市

210000

摘要：随着我国经济的稳步发展，我国生物安全实验室建设的需求日益增加。为适应人民日益增加的需求，我们必须通过不断的创新和变革来达到可持续发展的目标，并对其进行系统的设计与运营，从而保证实验室的安全、稳定、更好的为社会服务。

关键字：三级；生物安全实验室；暖通空调系统

一、概述

生物安全实验室又称为“生物安全保护实验室”，是指通过设置保护屏障和管理手段来防止或控制被操纵的生物因素对人体的伤害，从而达到生物安全的目的。生物化验室的主要作用是对各种样品进行分析、处理，并将其结果反馈给工作人员，使其更精确地进行检验。

随着时间的推移，生物实验室工程在数量和质量上都有了明显的提高，整个市场需求也在不断增长，对有关的工程设计进行了探讨，能够促进整个工程的技术进步与发展，保证了这类工程的安全、稳定的运营。在这个过程中，我们必须重视有关的法规，并按照有关规定来进行设计。

二、现状及难点

从整体上看，由于中国的生物安全实验室建设起步较晚，基础比较薄弱，与当时国际上先进技术存在着很大的差异。因此，应该加大对中国生物安全实验室建设中的相关科技方面的研究。生态安全试验室设计是进行生态技术科学研究中的一个关键环节，它的环境管理水平对工作人员、公共卫生、实验室本身的安全都有很大的影响。合理的设置对提高实验室的工作质量和提高系统的效能都是有益的。反之，若不进行科学的设计，则会造成资源浪费、环境污染等严重后果。

核心实验室的设施和人员都很密集，如果出了什么意外，后果不堪设想。在设计过程中，如何确保核心实验室的内部环境能够达到要求并合理地进行，这是一个值得重视的问题。目前，生物安全实验室普遍使用的是新型的风换型空调，因此，节能降耗是目前急需解决的问题。此外，高级生物实验室24小时不间断运转，为了防止某些关键设备发生故障而发生意外，系统还需要配备备用设备，以便在系统发生故障时及时更换备用设备。

三、三级生物环境实验室暖通及中央空调设备的关键点设计

（1）风管

BSL-3实验室的送风管传统的制造方式是采用镀锌钢管的材质，为双绞合式。这种型式较适宜在民用中央空调系统和低级别洁净房、试验室中应用，且具备了操作简便、成本低的特性，但由于其密封性、耐湿性、抗腐蚀性等性能均不好，较难满足BSL-3实验室对生物环境的需求。

BSL-3实验室的送风管应以不锈钢为材料，一般选用304型不锈钢板材，并通过焊接制造，以满足生物安全的需要。这种风管具有高度的紧密性、耐潮湿、耐腐蚀等特性，以确保送风管不被外部污染，改善室内的清洁。通风管在密封性、耐湿性和耐腐蚀性方面要求高于送风管，因此，应选择316的不锈钢，并通过焊接工艺生产。若符合工艺要求，可选择304不锈钢。在施工、安装、施工过程中，必须保证表面平整、光滑、无划痕；内墙用白色丝巾擦拭，保证干净，不会有灰尘、油脂、生锈和其他杂物；焊缝必须平坦，不能有裂纹，焊瘤，夹渣，气孔等，焊条应纠正，焊渣和飞溅；；风管法兰的孔径应符合设计的规定，剥肋孔后应更换，风机与法兰之间的焊接接头要熔接得很好，不得有夹渣和孔洞等；用塑料薄膜、透明胶带等封闭的零点五部件，集中存放于规定位置用上述方式生产和施工后，在管道透风率测试时，输、排气管道的透风率指标保持在0.2～0.3米/（h.m2）之间，远低于GB50243-2002 《通风与空调工程施工质量验收规范》中的规定，在1500 Pa时，漏风量不能超过1.36米/（小时.m2）。

（2）气密阀门

 国生物安全实验室规范均规定，BSL-3试验室内的送、排管道应设置密封阀，但未对其进行详细说明。研究者认为，要实现生物安全保护，就需要对阀门的性能参数进行具体量化。根据ASMEN510气密阀的国际检验规范，当气密阀在10英尺的水柱压力下进行试验，泄漏量低于300升/小时，则视为合格。在 BSL.3实验室内安装的气密阀，在到达现场后，要进行全面的检查，检查不合格的阀门要修理或退回，修理后的阀门要重新检查。密封阀与风管法兰连接时，应平行、紧密、螺栓紧固，螺栓露出的长度应相等，法兰螺帽在同一面，安装时，法兰孔间距和螺栓应适当调整，以避免螺丝漏穿、松紧。法兰的垫片和连接方式应与设计的要求相一致。垫料必须严密根据工艺要求，与法兰螺钉拧紧，并涂有密封胶，以保证正时和法兰的衔接牢固、不漏水。施工完成后，对管路装置进行泄漏试验，合格后方可开展下一作业。

（3）高效过滤器

高效滤清器是BSL-3实验室的重要组成部分。高效送风过滤器具有净化室内空气、确保室内清洁程度的功能，如果有高效送风过滤器的渗漏，会对室内清洁级别造成很大的影响；而高效的排风过滤器可以有效地阻止室内的致病因素的外泄，如果有效的排风过滤器泄露，病原体就会随着排风扩散到户外，对室外环境产生很大的影响。所以，在保证高效过滤器设备自身安全的情况下，就必须要保证其配合高效过滤器静水压力箱体的专业安装。高效滤清器设备和高效过滤器的静水压力箱体有机地结合，从而保证了设备安装的气体密封性。

在收到高效率滤清器时，先要进行外观检查，如滤纸、密封件、齿轨等有无损坏，以及滤芯内不可有裂缝，不可有针眼等损伤(可以用强光检查)：安装高效率滤清器时的齿轨是否均匀，液槽内的硅脂表面是否平整等。在装配前后，要先对高效率滤芯的镶线、堵头胶、表面等进行扫描，之后再根据工程要求加以测试。在装配过程中，要把高效率滤清器平整地放置到高效率过滤器盒内，并将内卡口均匀、完整地嵌入到高效滤清器的液体槽中，再用螺栓和高效过滤式静压箱固定好，螺栓要交叉、对称、均匀地旋紧。在安装完毕后，使用 DOP试验方法对有效过滤效率和泄漏率进行检测，并对泄漏部分进行修复，重新检测通过后再进行下一步处理。

（4）过滤器压差表

过滤器利用它的滤料将空气中的灰尘收集起来，过滤器的阻力会随着灰尘的增多而增加，当阻力达到一定的标准时就会失效。在额定风量条件下，无粉尘的过滤阻力称为“初阻力”；“终阻力”是指在额定空气流量条件下，当滤芯的容尘量达到一定程度时，必须进行清洁或替换。BSL-3实验室的每一个滤池都应该装有阻力监控系统，通过仪器测量最终的阻力，而不能完全依靠操作人员的感官判断。在设置滤网两端的电阻检测时，应对其进行生物安全保护。

(5)消毒口

BSL-3实验室在使用一段时间后，如有必要停用或更换高效滤清器和实验室内部零件，必须首先进行灭菌。其中，在这里，甲醛熏蒸法是最常用的消毒方式。在灭菌前，用发生器将相应含量的甲醛溶液通过灭菌口扩散至室内，随后再将灭菌口上的密封阀门关闭。进行时间较长的熏蒸后，使氨水溶液通过发生器的灭菌口扩散到室内，在室内完成中和，然后使用检测仪器检测室内的浓度，当检测值达到要求后，再开启通风系统，消除残留的异味。如果试验不合格，说明没有完成中和，必须继续加入氨水溶液，直至达到合格为止。在中和完毕后，再到实验室进行清洁，完成整个消毒程序。所以，在灭菌时，灭菌口的安全保护显得尤为重要。灭菌口应置于高效滤清器和气密阀门问的通风管道上。灭菌口必须由不锈钢制成，并以焊接方式与空气管道相连，其安装工艺及注意事项详见风管制造。灭菌器上的密封阀，也要达到ASMEN510密封阀的检验标准；在安装过程中，应确保阀门和灭菌管道之间的密封和密封。安装完毕后，应对管道系统进行漏气测试，通过后方可进行下一步操作。

（6） 风管附件

为了达到BSL-3实验室对环境参数、洁净度、噪声等参数的要求，一般在送风管上都装有消声器、静压箱、风量传感器等附属设备，它们与风道相连，但与风道无关。为了满足生物安全的需要，所有的配件都要用与风管同样的不锈钢制造，而且其制造工艺和安装过程也要与风管的制造和安装过程一样。如果使用供应商提供的现货，则在运输到工地后，要对其密封性能进行全面检查，检查不符合要求的配件，要修理或退回，修理后的配件要重新检查。同样，在安装完毕后，应与管道系统共同进行漏风测试，通过后才能进行下一步工作。

（7）温湿度传

感器 BSL.3实验室的室内温度和湿度都有一定的要求，主实验室的温度在l8~25℃，相对湿度在30%～60%之间，辅助室的温度在18~27℃，湿度在30%～70%之间。所以，空调与自动控制相结合，温度、湿度传感器向自动控制系统发送温度、湿度信息，然后自动控制系统控制空调的运行，实现温、湿度的调控。由于室内温度和湿度的不同，一般以通风管出口附近的空气温度和湿度为单位。

温、湿度传感器的安装步骤如下：

①在靠近排气口的通风管上开一个孔，开孔尺要比温度湿度传感器的探针直径稍大一些，并在开口位置设置一个密封接头；

②在控制系统上连接温度和湿度传感器的信号。在安装过程中，应使用尺量、观测等方法，对开孔孔距、孔的大小进行检验，以满足设计的需要；密封连接和开孔连接应严格、不漏水，连接方式应与设计规范相一致。在安装完毕后，用肥皂泡试验等方法检测接头的泄漏情况，并对泄漏部位进行修复，合格后再进行下一步操作。生物安全保护是BSL-3实验室建设中的一个重要环节，它涵盖了整个生物安全实验室的建设，包括围护结构、暖通空调系统、电气系统、给排水系统、自控系统、设备安装等，都需要有相应的生物安全保护措施，如果BSL-3实验室出现了泄漏，那么就必须进行生物安全保护。

结语

随着时间的推移，生物安全实验室越来越受到重视和需要。与此同时，业界对这类工程的设计需求也越来越高。所以，我们必须不断地对有关的设计经验进行总结，不断完善，不断创新，不断改进。

参考文献：

[1]蒋乃军.生物安全实验室暖通空调系统的几个设计要点[J].洁净与空调技术, 2020(4):4.

[2]程北川.三级生物安全实验室暖通空调系统施工关键点分析[J]. 2021.

[3]谭鹏,曹国庆.生物安全实验室通风空调系统节能措施探讨[J].中国医院建筑与装备, 2021, 22(4):4.