典型潔凈醫學(xué)實(shí)驗室空調系統設計要點(diǎn)分析

摘要：本文介紹了4類(lèi)典型潔凈醫學(xué)實(shí)驗室及其技術(shù)指標，統計了典型潔凈醫學(xué)實(shí)驗室的工藝設備，總結了潔凈醫學(xué)實(shí)驗室空調系統設計的要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：潔凈醫學(xué)實(shí)驗室，空調系統設計

  1. 典型潔凈醫學(xué)實(shí)驗室 

潔凈醫學(xué)實(shí)驗室承擔著(zhù)各類(lèi)醫療機構的樣本檢測、醫療科學(xué)和醫療技術(shù)研究、醫療人才培養等重要工作，是各類(lèi)醫療機構建設不可缺少的組成部分，本文所涉及的潔凈醫學(xué)實(shí)驗室主要包括以下類(lèi)型的實(shí)驗室：無(wú)菌實(shí)驗室、PCR實(shí)驗室（基因擴增實(shí)驗室）、生物治療中心、PET中心（正電子發(fā)射計算機斷層顯像中心）、生物安全實(shí)驗室。無(wú)菌實(shí)驗室主要是指用于微生物學(xué)、生物醫學(xué)、生物化學(xué)、動(dòng)物實(shí)驗、基因重組以及生物制品等研究使用的實(shí)驗室，這類(lèi)實(shí)驗室通常為正壓實(shí)驗室，主要的參考標準為《潔凈廠(chǎng)房設計規范》GB50073-2013[1]、《潔凈室施工及驗收規范》GB50591-2010[2]。PCR實(shí)驗室（基因擴增實(shí)驗室）是指通過(guò)擴增檢測特定的DNA或RNA，進(jìn)行疾病診斷、治療監測和預后判定等的實(shí)驗室，這類(lèi)實(shí)驗室通常為負壓或者相對負壓實(shí)驗室，主要的參考標準為《臨床基因擴增檢驗實(shí)驗室管理暫行辦法》（衛醫發(fā)〔2010〕194號）[3]。PET中心（正電子發(fā)射計算機斷層顯像中心）是集核物理、放射化學(xué)、分子生物學(xué)、醫學(xué)影像學(xué)和計算機等高新技術(shù)之大成，從分子水平上反映人體的生理、病理變化、代謝改變的顯像實(shí)驗室，PET中心設計的主要的參考標準為《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規范（2010年修訂）[4]、《開(kāi)放型放射性物質(zhì)實(shí)驗室輻射防護設計規范》EJ380-1989[5]。生物安全實(shí)驗室是從事對實(shí)驗人員和環(huán)境有一定危害的生物因子操作的實(shí)驗室，生物安全實(shí)驗室根據所從事的生物因子的危害性分為4個(gè)級別，這類(lèi)實(shí)驗室通常為負壓實(shí)驗室，主要的參考標準為《實(shí)驗室 生物安全通用要求》GB19489-2008[6]、《生物安全實(shí)驗室建筑技術(shù)規范》GB50346-2011[7]、《醫學(xué)實(shí)驗室安全認可準則》CNAS-CL36（ISO15190:2003）[8]，生物治療中心和HIV實(shí)驗室（性病、艾滋病實(shí)驗室）均屬于生物安全實(shí)驗室，生物治療中心是指采用生物免疫療法治療治療各類(lèi)疾病的實(shí)驗室，HIV實(shí)驗室（性病、艾滋病實(shí)驗室）是指從事性病、艾滋病研究的實(shí)驗室。

 2.  典型潔凈醫學(xué)實(shí)驗室的空調技術(shù)指標 

潔凈醫學(xué)實(shí)驗室由于涉及的實(shí)驗領(lǐng)域比較寬泛，應該根據具體的實(shí)驗工藝要求確定其各項技術(shù)指標。無(wú)菌實(shí)驗室的潔凈等級通常為萬(wàn)級，主要的操作間可以設計成萬(wàn)級背景下的局部百級；PCR實(shí)驗室的潔凈等級通常為十萬(wàn)級；PET中心的潔凈度通常為萬(wàn)級；生物安全實(shí)驗室的為十萬(wàn)級或者萬(wàn)級，具體的潔凈度等級依據實(shí)驗室的具體操作要求確定。沒(méi)有局部排風(fēng)的正壓十萬(wàn)級實(shí)驗室換氣次數宜為10-15次/h；有局部排風(fēng)的正壓十萬(wàn)級實(shí)驗室換氣次數應考慮局部排風(fēng)量的大小確定。沒(méi)有局部排風(fēng)的正壓萬(wàn)級實(shí)驗室換氣次數宜為15-25次/h；有局部排風(fēng)的正壓十萬(wàn)級實(shí)驗室換氣次數應考慮局部排風(fēng)量的大小確定。

局部百級的截面風(fēng)速宜為0.2-0.4m/s。實(shí)驗室的夏季室內溫度宜為24-28℃，冬季室內溫度宜為20-24℃。實(shí)驗室的夏季室內相對濕度宜為50-65%，冬季室內相對濕度宜為30-50%。實(shí)驗室的主要操作間的平均照度宜大于等于300lx，輔助區的照度宜大于等于200lx。沒(méi)有局部排風(fēng)設備的實(shí)驗室的噪聲宜小于等于60dB（A），有局部排風(fēng)設備的實(shí)驗室噪聲宜小于等于65 dB（A）。正壓潔凈室對外的靜壓差值應大于等于10Pa，不同級別之間的相鄰相通房間之間靜壓差值大于等于5Pa，有工藝要求維持相對負壓的房間之間靜壓差值大于等于5Pa。

負壓潔凈室的壓力梯度按照《實(shí)驗室 生物安全通用要求》GB19489-2008和《生物安全實(shí)驗室建筑技術(shù)規范》GB50346-2011確定。正壓實(shí)驗室的新風(fēng)量要滿(mǎn)足大于等于40m3/（人×h）的最低要求，同時(shí)兼顧局部排風(fēng)和維持正壓的要求。PCR實(shí)驗室和PET中心負壓實(shí)驗室采用全新風(fēng)直流式空調系統，全送全排。負壓實(shí)驗室和生物安全實(shí)驗室依據實(shí)驗室工藝要求、《實(shí)驗室 生物安全通用要求》GB19489-2008和《生物安全實(shí)驗室建筑技術(shù)規范》GB50346-2011確定是否采用全新風(fēng)空調系統。

 3. 典型潔凈醫學(xué)實(shí)驗室的工藝設備

潔凈醫學(xué)實(shí)驗室的空調系統設計應該從室內冷熱負荷的計算開(kāi)始，了解各類(lèi)潔凈醫學(xué)實(shí)驗室都要布置何種工藝設備，了解實(shí)驗各個(gè)工藝環(huán)節和工藝技術(shù)要求。

無(wú)菌實(shí)驗室常用的實(shí)驗儀器有：恒溫培養箱、二氧化碳培養箱、普通冰箱（冰柜）、低溫冰箱（冰柜）、超低溫冰箱（冰柜）、搖床、離心機、超凈工作臺、層流罩等。PCR實(shí)驗室（基因擴增實(shí)驗室）常用的實(shí)驗儀器有：普通冰箱（冰柜）、低溫冰箱（冰柜）、超低溫冰箱（冰柜）、離心機、電泳槽、PCR儀、超凈工作臺、通風(fēng)櫥、生物安全柜、等。PET中心（正電子發(fā)射計算機斷層顯像中心）常用的實(shí)驗儀器有：熱室分裝箱。生物安全實(shí)驗室常用的實(shí)驗儀器有：恒溫培養箱、二氧化碳培養箱、普通冰箱（冰柜）、低溫冰箱（冰柜）、超低溫冰箱（冰柜）、搖床、離心機、洗板機、酶標儀、電泳槽、程序降溫系統、超凈工作臺、生物安全柜、層流罩、可移動(dòng)式消毒鍋、單扉消毒鍋、雙扉消毒鍋等。

     生物安全實(shí)驗室設計要充分了解生物因子的危險等級，根據不同的危險等級選擇不同的防護裝備、設計相應的防護設施、選擇適宜的建筑、結構、空調、上下水、配電及自動(dòng)控制設施。潔凈醫學(xué)實(shí)驗室要設計好三類(lèi)流線(xiàn)：人員流線(xiàn)、潔物流線(xiàn)、污物流線(xiàn)。盡可能做到人員流線(xiàn)和貨物流線(xiàn)分開(kāi)，尤其是潔物入口、污物出口和人員進(jìn)出口需要分開(kāi)設置。在建筑面積有限的場(chǎng)所物流出入口可采用傳遞窗代替。三級和四級生物安全實(shí)驗室的人流路線(xiàn)的應符合空氣潔凈技術(shù)關(guān)于污染控制和物理隔離的原則。

    無(wú)菌室、PCR實(shí)驗室和PET中心所采用的傳遞窗可以設普通的傳遞窗，傳遞窗內設置紫外消毒燈。生物安全實(shí)驗室所采用的傳遞窗需要根據不同的實(shí)驗室等級和傳遞窗的安裝部位確定，實(shí)驗區對外的傳遞窗密封性要好，并且可以自帶潔凈、消毒功能，實(shí)驗區內部的傳遞窗可以采用普通傳遞窗。

 4.  典型潔凈醫學(xué)實(shí)驗室空調系統設計

潔凈醫學(xué)實(shí)驗室的室內環(huán)境均為人工受控環(huán)境，通過(guò)為潔凈醫學(xué)實(shí)驗室設置凈化空調系統來(lái)維持潔凈醫學(xué)實(shí)驗室的內環(huán)境，保持一定的空氣溫度和相對濕度、換氣次數、壓力狀況、空氣的潔凈度，為實(shí)驗人員提供舒適的工作環(huán)境。醫學(xué)潔凈實(shí)驗室的空調凈化系統的劃分應依據操作對象的危害程度、平面布置等情況經(jīng)過(guò)經(jīng)濟技術(shù)比較后確定，并應采取有效措施避免污染和交叉污染。

空調凈化系統的劃分應有利于實(shí)驗室的消毒、滅菌、自動(dòng)控制系統的設置和節能運行；醫學(xué)潔凈實(shí)驗室的空調凈化系統應能承擔實(shí)驗室內各類(lèi)實(shí)驗設備、實(shí)驗人員的熱濕負荷；醫學(xué)潔凈實(shí)驗室的空調機房不應距離實(shí)驗室過(guò)遠，凈化空調系統的風(fēng)機應選用風(fēng)壓變化較大時(shí)風(fēng)量變化較小的離心風(fēng)機；潔凈區內不應設置分體空調、風(fēng)機盤(pán)管、多聯(lián)機等分散的室內空調。無(wú)菌實(shí)驗室可以采用全空氣一次回風(fēng)、二次回風(fēng)空調系統，新風(fēng)量大的空調器系統可以采用全空氣一次回風(fēng)空調系統，新風(fēng)量小的空調器系統可以采用全空氣二次回風(fēng)空調系統，空調系統的運行模式可以采用濕度控制優(yōu)先的策略。不管是一次回風(fēng)空調系統還是二次回風(fēng)空調系統均要預留足夠的夏季再熱量，夏季再熱優(yōu)先采用熱水、蒸汽，在夏季沒(méi)有熱水、蒸汽的場(chǎng)合可以采用電再熱。

PCR實(shí)驗室和PET中心的空調均要采用全新風(fēng)直流式空調系統，全送全排?？照{送風(fēng)系統和排風(fēng)系統之間可設置非接觸式的熱回收系統，如乙二醇熱管熱回收系統，乙二醇溶液的濃度依據冬季的室外最低級氣溫確定?？照{系統均要預留足夠的夏季再熱量，夏季再熱優(yōu)先采用熱水、蒸汽，在夏季沒(méi)有熱水、蒸汽的場(chǎng)合可以采用電再熱。

潔凈的生物安全實(shí)驗室空調均要采用全新風(fēng)直流式空調系統，全送全排?？照{送風(fēng)系統和排風(fēng)系統之間可設置非接觸式的熱回收系統，如乙二醇熱管熱回收系統，乙二醇溶液的濃度依據冬季的室外最低級氣溫確定?？照{系統均要預留足夠的夏季再熱量，夏季再熱優(yōu)先采用熱水、蒸汽，在夏季沒(méi)有熱水、蒸汽的場(chǎng)合可以采用電再熱。

潔凈醫學(xué)實(shí)驗室空調系統的設計應根據潔凈醫學(xué)實(shí)驗室的使用功能、實(shí)驗種類(lèi)、設施的平面系統劃分進(jìn)行劃分和設置，對于有生物安全要求的潔凈醫學(xué)實(shí)驗室，需符合《生物安全實(shí)驗室建筑技術(shù)規范》GB50346的規定?？照{系統的劃分和空調方式選擇應經(jīng)濟合理，并有利于潔凈醫學(xué)實(shí)驗室的消毒、自動(dòng)控制、系統設置、節能運行，同時(shí)避免互相影響。潔凈醫學(xué)實(shí)驗室空調系統的負荷計算應充分考慮建筑圍護結構、人員、實(shí)驗設備的冷、熱、濕負荷。潔凈醫學(xué)實(shí)驗室的送風(fēng)系統應設置粗、中、高效三級空氣過(guò)濾器。

為防止經(jīng)過(guò)中效空氣過(guò)濾器的送風(fēng)再被污染，中效空氣過(guò)濾器宜設在空調機組的正壓段，對于全新風(fēng)系統，可在表面冷卻器前設置一道保護用中效過(guò)濾器。送排風(fēng)系統中的粗、中效空氣過(guò)濾器宜采用一次拋棄型，粗、中效空氣過(guò)濾器對送風(fēng)起預過(guò)濾的作用，其過(guò)濾效果直接關(guān)系到高效空氣過(guò)濾器的使用壽命，避免頻繁的更換高效過(guò)濾器，因為高效空氣過(guò)濾器的更換費用要比初、中效空氣過(guò)濾器高得多。

空調機組的安裝位置應考慮日常檢查、維修及過(guò)濾器更換等因素。對于寒冷地區和嚴寒地區，應考慮水冷式換熱設備的冬季防凍問(wèn)題。對于水冷式換熱設備的防凍問(wèn)題著(zhù)重考慮新風(fēng)的防凍問(wèn)題，可以采用設新風(fēng)電動(dòng)閥并與新風(fēng)機連鎖、設防凍開(kāi)關(guān)，同時(shí)設置輔助電加熱器等方式。有正壓要求的潔凈醫學(xué)實(shí)驗室，排風(fēng)系統的風(fēng)機應與送風(fēng)連鎖，送風(fēng)先于排風(fēng)開(kāi)啟，后于排風(fēng)關(guān)閉。有負壓要求潔凈醫學(xué)實(shí)驗室的排風(fēng)應與送風(fēng)連鎖，排風(fēng)先于送風(fēng)開(kāi)啟，后于送風(fēng)關(guān)閉。

潔凈醫學(xué)實(shí)驗室的氣流組織宜采用上送下回（排）方式。 采用上送下排的氣流組織形式，對送風(fēng)口和排風(fēng)口的位置要精心布置，使室內氣流合理，盡可能減少氣流停滯區域，確保室內可能被污染的空氣以最快速度流向排風(fēng)口。潔凈醫學(xué)實(shí)驗室的回（排）風(fēng)口下邊沿離地面不宜低于0.1m，上邊不宜高于0.5m；回（排）風(fēng)口風(fēng)速不宜大于2m/s。室內排風(fēng)口高度必須低于工作面。

這是一般潔凈室的通用要求，回（排）風(fēng)口下邊太低容易將地面的灰塵卷起。送風(fēng)系統新風(fēng)口的設置應符合下列要求：

①新風(fēng)口應采取有效的防雨措施。

②新風(fēng)口處應安裝防鼠、防昆蟲(chóng)、阻擋絨毛等的保護網(wǎng)，且易于拆裝。

③新風(fēng)口應高于室外地面2.5m以上，同時(shí)應盡可能遠離排風(fēng)口和其他污染源。

潔凈醫學(xué)實(shí)驗室宜選用干蒸汽加濕器、電極式加濕器、電熱式加濕器，加濕設備與其后的過(guò)濾段之間應有足夠的距離。為防止過(guò)濾器受潮而有細菌繁殖，并保證加濕效果，加濕設備應和過(guò)濾段保持足夠距離。減少產(chǎn)塵、積塵的機會(huì )。潔凈醫學(xué)實(shí)驗室送風(fēng)系統的消聲器或消聲部件的材料應能不產(chǎn)塵、不易附著(zhù)灰塵，其填充材料不應使用玻璃纖維及其制品從濕度控制 。潔凈醫學(xué)實(shí)驗室的房間或區域需單獨消毒時(shí)，其送、回（排）風(fēng)支管應安裝氣密閥門(mén)，安裝氣密閥門(mén)的作用是防止在消毒時(shí)，由于該房間或區域與其它房間共用空調凈化系統而污染其它房間。

潔凈醫學(xué)實(shí)驗室的空調系統的能耗比普通空調系統高得多，運行費用相當可觀(guān)，往往很多單位是建得起用不起。因此，在空調設計時(shí)，必須把“節能”作為一個(gè)重要條件來(lái)考慮，在滿(mǎn)足使用功能的條件下，盡量降低運行費用。

5.結語(yǔ)

潔凈醫學(xué)實(shí)驗室的空調系統設計的目標是為醫療人員提供一個(gè)滿(mǎn)足醫療檢測的規程、滿(mǎn)足國家相關(guān)規范和標準、潔凈舒適的工作環(huán)境。潔凈醫學(xué)實(shí)驗室的空調系統設計要在了解空調技術(shù)指標的基礎上，依據潔凈醫學(xué)實(shí)驗室的工藝要求，結合凈醫學(xué)實(shí)驗室的實(shí)際情況確定設計方案，進(jìn)行詳細的冷、熱、濕負荷計算，選擇適宜的空調系統形式和氣流組織形式，合理設計空調風(fēng)系統和水系統，盡量采取節能環(huán)保設計。

參考文獻

【1】《潔凈廠(chǎng)房設計規范》GB50073-2013

【2】《潔凈室施工及驗收規范》GB50591-2010

【3】《臨床基因擴增檢驗實(shí)驗室管理暫行辦法》（衛醫發(fā)〔2010〕194號）

【4】《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規范（2010年修訂）

【5】《開(kāi)放型放射性物質(zhì)實(shí)驗室輻射防護設計規范》EJ380-1989

【6】《實(shí)驗室 生物安全通用要求》GB19489-2008

【7】《生物安全實(shí)驗室建筑技術(shù)規范》GB50346-2011

【8】《醫學(xué)實(shí)驗室安全認可準則》CNAS-CL36（ISO15190:2003）