P3实验室设计建设方案

P3实验室即是生物安全防护三级实验室,P代表(Physical containment)。整个实验室完全密封,室内处于负压状态,从而使实验室内部的气体不会泄漏到外面而造成污染。一般原则要求:P3实验室内,在保证实验质量的同时,更要保证操作人员安全,杜绝环境污染。因此,实验室内在保证一定的洁净度条件下,必须呈现一定的负压,确保室内污染气体不泄漏。并要对室内污染物和气体进行处理排放。

P3实验室设计建设图
P3实验室设计建设图

一、P3实验室布局建设标准

P3实验室要与公共通道口隔离。从走廊入口或其他相邻的实验室进人该实验室须通过两道自动关闭的门。通道里有更衣室(可随时淋浴)。实验室人流物流要分开。人流是指进入实验室操作人员必须通过淋浴室一更衣室(正压气闸室)更换工作服一清洁走廊~负压气闸室~实验室。离开实验室顺序与进入相反。物流是指所有进入实验室的物品必须经过另一清洁走廊的传递窗进入,相反实验室内的物品必须消毒处理后,再经过传递窗传出。

1、气压与气体排放

要备有真空系统设施,以保障实验室内绝对的负压。这一设施产生从清洁区到实验室污染区的定向气流。排出室外的空气不准在建筑物内其他区域循环使用,而必须经过过滤和其他处理程序排出。

实验室内各处的压力梯度和洁净度分别为淋浴室的压力为常压;

正压气闸室压力为高于常压+10Pa、洁净度为十万级;

清洁走廊压力为-10Pa、洁净度为十万级;负压气闸室压力为-20Pa、洁净度为十万级;

P3负压实验室压力为-30Pa、洁净度为万级(较好的可达五千级)。

经过二或三级生物安全高效粒子空气过滤器(过滤效率99.995%)过滤的气体,可直接或通过建筑物排气系统排出。通过建筑物排气系统排出时,高效粒子空气过滤器要以某种方式(如套简装置连接)连接到该系统上,以免影响生物安全柜或建筑物排气系统的气流不平衡。使用二级生物安全柜应至少12个月检测、鉴定1次,排出的气体可以在实验室内循环。安全柜内有可以产生气溶胶的连续运行的离心机或其他仪器,气体在进入实验室或周围环境之前,要通过高效粒子空气过滤器过滤。

用液体消毒装置和高效粒子空气过滤器或采取其他相应的设备来保护真空系统,这些防护设备应便于经常维护及时更换。负压气闸室门与负压实验室门要互锁,以保证操作人员进出时,实验室与外界相对隔绝,以免污染区负压大幅回升,室内气体外泄。

2、其他设施

P3实验室均应备有洗手池。其出水控制开关应是脚踩式、肘动式或自动开关式,固定在实验室出口附近。墙的内表面、墙的地脚、地面和天花板应光洁、防水,以便于清洗。这些表面上的渗漏处要密封,以便于进行空间消毒。如果实验室要留窗子,一定要双层玻璃,以保证绝对密封。实验室空间要根据需要而定;实验室物品要固定存放位置,工作台、操作柜和设备之间要便于清扫。工作台面应不渗水、耐酸碱、耐有机溶剂和中等度耐热。实验室必要时可留有下水道,平时对外界密封。实验室内排出的污水必须经过严格消毒处理方可排出。

二、P3实验室建设思路流程

根据有关统计资料表明,P3实验室事故感染率30%是由气溶胶扩散引起的,而气溶胶的易生性,易散性,而且不易被人察觉,因此在P3生物实验室内必须采取严格的隔离预防措施。其中在二级防护中,建筑隔离和空调系统设计是建设P3生物安全实验室的关键,而安全设计尤其重要,应引起我们足够的重视。

建筑平面的合理布置、工艺流程的科学划分直接关系到 P3生物安全实验室 安全使用。我们在建设P3生物安全实验室时,从安全使用、科学管理二方面着手、对世界上一些发达国家P3生物安全实验室布局,分区进行了分析和整理,结论是P3生物安全实验室大致可分为“三区二通道”、“三区一通道”,“单区单通道 ”等形式。经研究我们认为P3生物安全实验室建设是一套系统工程,平面布置是系统工程的一部分。应根据我国目前实际现状,结合我国《生物安全实验室建筑技术规范》要求,布置P3实验室平面,最后我们采用“三区一通道”形式布置。

1、人流

一更〔换鞋〕→二更〔清洁〕→缓冲〔清洁〕→内准备(半污染)→缓冲 〔污染〕→主实验室〔污染〕

2、物流

外准备〔清洁〕→灭菌→内准备〔半污染〕→主实验室〔污染〕 按“三区一通道”形式布置,优点是可以减少污染源扩散空间,缺点是人,物双向进出,会造成交叉污染。因此应根据实验对象的要求,科学布置平面。根据工艺流程我们将P3实验室划分为污染区、半污染区、清洁区。各区之间设置缓冲间给予隔离,确保各区安全,可靠。

3、压力梯度

压力梯度是关系到P3实验室的正常运转和工况稳定以及实验人员的舒适性,负压越大,对围护结构气密性要求越高,初投资和运行费用增加,反之负压越小,对实验室安全带来隐患.因此整个P3实验室压力梯度需要综合平衡,每级级差负压值取-10~―15Pa为宜.

三、P3实验室空调设计注意事项

1、温湿度

P3实验室内工作人员身穿防护服,透气性较差.要求室内温度低一些,而相对湿度不能过高,过高容易产生“菌尘”。因此温湿度设计参数我们定为温度22~24℃,湿度50~60%

2、冷热源

根据P3实验室工作的特殊性,有时需要24小时工作,如冷热源接大楼中央空调显然不合理.因此我们采用单独风冷热泵机组.夏天进出水温为7/12℃,冬天进出水温为45/55℃。冷热水通过水管接至洁净空调箱进行制冷或制热。由于P3实验室为全新风洁净空调系统,冷热负荷比较大,设计要求双压缩机,双风机,智能化化霜以及远程控制和报警功能。

3、新风量

P3实验室必须是全新风空调系统,不允许回风。全新风空调系统投资大,能耗高。与我国现行节能标准有矛盾,但P3实验室建筑面积较小,空调工作时间为间断性,为确保使用的安全性,采用直流式空调系统是必要的。我们通过围护结构的严密性来降低送风量,而对围护结构进行保温减少冷热负荷损失,最大限度减少P3实验室运行费用,使它能安全、经济、合理地运行。

4、洁净度和换气次数

P3实验室属生物洁净室范畴,它即要考虑尘埃数又要计算细菌数。生物实验室对负压要求严格,但对室内洁净度要求不是很高,我们取定主实验室和内准备为一万级,其它区域为十万级。

四、实验室设计和建造的特殊要求(要点)

1、选址

三级生物安全防护实验室可与其他用途房屋设在一栋建筑物中,但必须自成一区。该区通过隔离门与公共走廊或公共部位相隔。

疾控中心实验室设计建造方案
p3实验室设计布局图

2、平面布局

a)三级生物安全防护实验室的核心区包括实验间及与之相连的缓冲间。

b)缓冲间形成进入实验间的通道。必须设两道连锁门,当其中一道门打开时,另一道门自动处于关闭状态。如使用电动连锁装置,断电时两道门均必须处于可打开状态。在缓冲间可进行二次更衣。

c)当实验室的通风系统不设自动控制装置时,缓冲间面积不宜过大,不宜超过实验间面积的八分之一。

d)Ⅱ级或Ⅲ级生物安全柜的安装位置应远离实验间入口,避开工作人员频繁走动的区域,且有利于形成气流由“清洁”区域流向“污染”区域的气流流型。

建议对于选址和平面布局,我们需要在前期就做好规划,这样在建设的过程中就不会出现问题。

3、围护结构

  • 实验室(含缓冲间)围护绪构内表面必须光滑耐腐蚀、防水,以易于消毒清洁。所有缝隙必须加以可靠密封。
  • 实验室内所有的门均可自动关闭。
  • 除观察窗外,不得设置任何窗户。观察窗必须为密封结构,所用玻璃为不碎玻璃。
  • 地面应无渗漏,光洁但不滑。不得使用地砖和水磨石等有缝隙地面。
  • 天花板、地板、墙间的交角均为圆弧形且可靠密封,施工时应防止昆虫和老鼠钻进墙脚。

4、通风空调

a)必须安装独立的通风空调系统以控制实验室气流方向和压强梯度。该系统必须确保实验室使用时,室内空气除通过排风管道经高效过滤排出外,不得从实验室的其他部位或缝隙排向室外;同时确保实验室内的气流由“清洁”区域流向“污染”区域。进风口和排风口的布局应使实验区内的死空间降低到最小程度。

b)通风空调系统为直排系统,不得采用部分回风系统。

c)环境参数:相对于实验室外部,实验室内部保持负压。实验间的相对压强以-30Pa~40Pa为宜级冲间的相对压强以-15Pa~-20Pa为宜。实验室内的温、湿度以控制在人体舒适范围为宜或根据工艺要求而定。实验室内的空气洁净度以GB50073-2001《洁净厂房设计规范》中所定的七级至八级为宜。实验室人工照明应均匀,不眩目,照度不低于500lx。

d)为确保实验室内的气流由“清洁”区域流向“污染”区域,实验室内不应使用双侧均匀分布的排风口布局。不应采用上送上排的通风设计。由生物安全柜排出的经内部高效过滤的空气可通过系统的排风管直接排至大气,也可送入建筑物的排风系统。应确保生物安全柜与排风系统的压力平衡。

e)实验室的进风应经初、中、高效三级过滤。

f)实验室的排风必须经高效过滤或加其他方法处理后,以不低于12m/s的速度直接向空中排放。该排风口应远离系统进风口位置。处理后的排风也可排入建筑物的排风管道,但不得被送回到该建筑物的任何部位。

g)进风和排风高效过滤器必须安装在实验室设在围护结构上的风口里,以避免污染风管。

h)实验室的通风系统中,在进风和排风总管处应安装气密型调节阀门,必要时可完全关闭以进行室内化学熏蒸消毒。实验室的通风系统中所便用的所有部件均必须为气密型。所使用的高效过滤器不得为木框架。

i)应安装风机启动自动联锁装置,确保实验室启动时先开排风机后开送风机。关闭时先关送风机后关排风机。

j)不得在实验室内安装分体空调器

5、安全装置及特殊设备

a)必须在主实验窒内设置Ⅰ级或Ⅱ级生物安全柜。其安装位置应满足6.3.2,5d)中的要求

b)连续流离心机或其他可能产生气溶胶的设备应置于物理抑制设备之中,该装置应能将其可能产生的气溶胶经高效过滤器过滤后排出。在实验室内所必须设置的所有其他排风装置(通风橱、排气罩等)的排风均必须经过高效过滤器过滤后方可排出。其室内布置应有利于形成气流由“清洁”区域流向“污染”区域的气流流型。

c)实验室中必须设置不产生蒸汽的高压灭菌钢或其他消毒装置

实验间与外部应设置传递窗。传递窗双门不得同时打开,传递窗内应设物理消毒装置。感染性材料必须放置在密闭容器中方可通过传递窗传递。

d)必须在实验室入口处的显著位置设置压力显示报警装置,显示实验间和缓冲间的负压状况,当负压指示偏离预设区间必须能通过声、光等手段向实验室内外的人员发出警报。可在该装置上增加送、排风高效过滤器气流阻力的显示。

e)实验室启动工作期间不能停电。应采用双路供电电源。如难以实现,则应安装停电时可自动切换的后备电源或不间断电源,对关键设备(生物安全柜、通风橱排气罩以及照明等)供电。

f)可在缓冲间设洗手池。洗手池的供水截门必须为脚踏、肘动或自动开关。洗手池如设在主实验室,下水道必须与建筑物的下水管线分离,且有明显标志。下水必须经过消毒处理。洗手池仅供洗手用,不得向内倾倒任何感染性材料。供水管必须安装防回流装置。不得在实验室内安设地

6、其他

a)实验台表面应不透水,耐腐蚀、耐热。

b)实验空中的家具应牢。为易于清洁,各种家具和设备之间应保持一定间隙。应有专门放置生物废弃物容器的台(架)。家具和设备的边角和突出部位应光滑、无毛刺以圆弧形为宜。

c)所需真空泵应放在实验室内。真空管线必须装置在线高效过滤器。

d)压缩空气等钢瓶应放在实验室外。穿过围护结构的管道与围护结构之间必须用不收缩的密封材料加以密封。气体管线必须装置在线高效过滤器和防问流装置。

e)实验室中应设置洗眼装置。

f)实验室出口应有发光指示标志。

g)实验室内外必须设置通讯系统。

h)实验室内的实验记录等资料应通过传真机发送至实验室外。

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