所謂生物潔凈實驗室是以防止微生物污染為主要目的實驗室, 它是在工業(yè)潔凈室的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。20 世紀70 年代開始, 美國等國家大規(guī)模把工業(yè)潔凈技術(shù)引入以防止空氣作為媒介的生物污染的領(lǐng)域, 從而誕生了現(xiàn)代意義的生物潔凈實驗室。這種生物潔凈實驗室, 一方面確保試件不受其他雜菌污染以保證實驗精度, 另一方面又要求防止所研究的材料外泄, 危害其他人員的健康及環(huán)境污染。

1 實驗室布置

我院生物潔凈實驗室用于生物人工肝的研究工作, 確保實驗室空氣的潔凈度等是該實驗室最重要的環(huán)境條件之一。生物潔凈實驗室設(shè)實驗室1( 用于動物解剖取肝) 、實驗室2( 用于人工肝實驗) 及其相應(yīng)的輔助用房。實驗人員通過一更、二更經(jīng)風(fēng)淋后進入實驗室, 由緩沖經(jīng)一更離開實驗室; 物品則通過傳遞窗進出。人物分流、潔污分流的合理布局, 避免了交叉感染, 從客觀條件上提高了實驗數(shù)據(jù)的精確性。實驗室1、實驗室2 中心區(qū)域設(shè)置百級送風(fēng)天花, 實驗室2 根據(jù)需要另設(shè)兩個百級層流工作臺送風(fēng)罩。凈化空調(diào)機組放置于旁邊的房間里。

2 實驗室的空調(diào)設(shè)計

人工肝實驗屬生物技術(shù)開發(fā)類的實驗, 其傳染性及危害性等級不高, 但從實驗結(jié)果的角度考慮, 其對實驗工作區(qū)域的潔凈度級別則要求很高。我院生物潔凈實驗室是按工作區(qū)百級, 周邊區(qū)萬級的要求設(shè)計。

2 1 空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計

為使實驗室的工作區(qū)域達到百級凈化效果, 設(shè)計上考慮采用集中送風(fēng)的形式, 通過平布高效的百級送風(fēng)天花將處理過的凈化空氣均勻地送至工作區(qū)域。實驗室設(shè)置一臺凈化空調(diào)機組, 由于未涉及化學(xué)溶媒及感染性材料的操作,其空調(diào)系統(tǒng)采用循環(huán)風(fēng)加新風(fēng)的方式。實驗室2 內(nèi)還設(shè)置了兩處獨立啟停的百級層流罩, 在滿足實驗需要的同時也大大節(jié)省了運行的成本。

為減少室內(nèi)工作環(huán)境的噪聲, 百級層流罩均采用獨立的外部循環(huán)風(fēng)機控制, 并在其送風(fēng)管上裝消聲器。百級層流罩上均設(shè)有導(dǎo)流板, 以確保其送風(fēng)氣流曲線的層流效果。

實驗室空調(diào)系統(tǒng)采用初、中、高效三級過濾系統(tǒng)( 其中機組內(nèi)設(shè)置二級過濾網(wǎng), 空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)末端是采用過濾效率達99% 的亞高效過濾器), 以保證其室內(nèi)周邊萬級潔凈度的要求; 百級層流罩循環(huán)系統(tǒng)則采用中、高效二級過濾(送風(fēng)末端采用過濾效率達991 998% 的高效過濾器) , 因其原始風(fēng)源采用的是室內(nèi)的凈化空氣,其實際上是經(jīng)過了五級過濾, 其凈化達到國家標準 。

由于百級層流罩的循環(huán)風(fēng)機系統(tǒng)只設(shè)置過濾器做空氣凈化處理而不處理冷、熱負荷, 因而為承擔(dān)循環(huán)風(fēng)機運行過程中的設(shè)備等散熱及保證層流罩下工作區(qū)域?qū)ν獾恼龎翰? 各層流罩均設(shè)一路風(fēng)管接自實驗室凈化空調(diào)機組的送風(fēng)管, 并在系統(tǒng)上設(shè)有止回閥以防止氣流倒灌。整個實驗室布局的要求的壓力梯度是由內(nèi)向外依次遞減的, 對于相同級別的房間根據(jù)由內(nèi)向外的原則需要有大于等于0 Pa 的壓力差,而相差一個級別的房間( 如實驗室1 對緩沖) 則需要有大于等于5 Pa 的壓力差, 潔凈區(qū)對非潔凈區(qū)的壓力差按規(guī)范需達到10 Pa 以上。實驗室1 是動物解剖取肝的場所, 其工作時間內(nèi)相對于實驗室2 及緩沖區(qū)域均應(yīng)成負壓狀態(tài), 需設(shè)置獨立的強排風(fēng)系統(tǒng), 獨立排至室外, 并有防倒灌措施。因不存在傳染性問題, 排風(fēng)不做特殊處理。

根據(jù)人工肝生物潔凈實驗室內(nèi)工作人員的活動特點( 著裝多寡沒有限定, 工作強度不定) ,溫度設(shè)計在21~ 27℃范圍, 相對濕度設(shè)計在40%~ 60%范圍比較適宜。實驗室的新風(fēng)量是按總風(fēng)量的30% 設(shè)計的, 大于按人員( 60 m3 / h.人) 及正壓漏風(fēng)設(shè)計的新風(fēng)量。空調(diào)機組在運行20 min 后環(huán)境的潔凈度可達到設(shè)計的要求。

2 2 空調(diào)自控控制系統(tǒng)的設(shè)計

空調(diào)機組自控系統(tǒng)采用先進可靠的可編程控制器、溫濕度傳感器、比例積分調(diào)節(jié)閥及加濕器等設(shè)備實驗室的溫濕度進行精確控制, 以節(jié)省系統(tǒng)能耗。通過設(shè)置在實驗室內(nèi)的多功能綜合控制面板, 工作人員可設(shè)定所需溫度, 由控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)電動比例積分調(diào)節(jié)閥的開度, 控制空調(diào)制冷、供暖水管上的水流量并配以風(fēng)管上的電再熱器達到控溫的目的。

此外, 通過設(shè)置在實驗室內(nèi)的多功能綜合控制面板, 還可以實現(xiàn)機組的開關(guān)機控制、值機控制、溫濕度顯示、機組運行/ 值班及故障顯示、高效過濾網(wǎng)堵塞聲光報警等功能。通過設(shè)置在機房內(nèi)的空調(diào)機組智能控制柜, 除了可以實現(xiàn)實驗室內(nèi)多功能控制面板上的功能之外, 還可以實現(xiàn)機組過濾網(wǎng)堵塞監(jiān)控、排風(fēng)機運行及故障監(jiān)控、系統(tǒng)風(fēng)壓監(jiān)控等功能。

2 3 空調(diào)節(jié)能降噪方面的設(shè)計

為節(jié)省能源, 針對本工程的特點, 所有的空調(diào)機組及循環(huán)風(fēng)機均采用先進的變頻器對風(fēng)機進行控制。從各級過濾網(wǎng)的開始使用到更換,風(fēng)機馬達的工作功率相應(yīng)地從小到大逐漸增加。相比采用定風(fēng)量閥的方式, 風(fēng)機馬達工作功率始終處于固定的最大功率, 使用變頻器控制, 可以節(jié)省空調(diào)機組運行電量。空氣循環(huán)機組采用變頻器可以實現(xiàn)變頻軟起動, 運行平穩(wěn),避免過大的啟動電流對電網(wǎng)的沖擊, 還可以實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)。

將空調(diào)機房設(shè)置在實驗室的隔壁, 勢必會增加實驗室的環(huán)境噪聲。為降低室內(nèi)工作區(qū)域的噪聲, 實驗室內(nèi)的百級層流罩未采用成品, 而改為外部風(fēng)機控制。所用的設(shè)備如排風(fēng)機、空調(diào)機組等也都考慮選用低噪音類型, 機房每根主風(fēng)管上均裝2 個消聲器消聲。從人性的角度關(guān)懷實驗室的使用人員。

3 實驗室的檢測

醫(yī)院潔凈單元的驗收不得以空氣潔凈度級別或細菌濃度的單項指標代替綜合性能全面評定, 因其不能反映潔凈室可以投入使用的整體性能。而綜合性能全面評定的檢測, 又必須由衛(wèi)生部門授權(quán)的專業(yè)工程質(zhì)量檢驗機構(gòu)或取得國家實驗室認可資質(zhì)條件的第三方完成。我院生物人工肝實驗室于2007 年1 月份通過了杭州市疾病預(yù)防控制中心的檢驗, 其中實驗室1 號、實驗室2 號的潔凈度達到了局部百級、周邊萬級的要求。

檢驗主要依據(jù)GB/T 16294-2010、GB/T16292-2010、GB50591-2010《潔凈室及施工驗收規(guī)范》, 檢驗項目包括塵埃粒子數(shù)、風(fēng)速、靜壓差、溫度、相對濕度、照度、噪聲及細菌菌落總數(shù)。

實驗室1:

(1) 溫度 22.7℃

(2) 相對濕度 42.8%

(3) 細菌菌落總數(shù)( 沉降菌)