P3實驗室即是生物安全防護三級實驗室,P代表(Physical containment)。整個實驗室完全密封,室內處于負壓狀態,從而使實驗室內部的氣體不會泄漏到外面而造成污染。一般原則要求:P3實驗室內,在保證實驗質量的同時,更要保證操作人員安全,杜絕環境污染。因此,實驗室內在保證一定的潔凈度條件下,必須呈現一定的負壓,確保室內污染氣體不泄漏。并要對室內污染物和氣體進行處理排放。
一、P3實驗室布局建設標準
P3實驗室要與公共通道口隔離。從走廊入口或其他相鄰的實驗室進人該實驗室須通過兩道自動關閉的門。通道里有更衣室(可隨時淋浴)。實驗室人流物流要分開。人流是指進入實驗室操作人員必須通過淋浴室一更衣室(正壓氣閘室)更換工作服一清潔走廊~負壓氣閘室~實驗室。離開實驗室順序與進入相反。物流是指所有進入實驗室的物品必須經過另一清潔走廊的傳遞窗進入,相反實驗室內的物品必須消毒處理后,再經過傳遞窗傳出。
1、氣壓與氣體排放
要備有真空系統設施,以保障實驗室內絕對的負壓。這一設施產生從清潔區到實驗室污染區的定向氣流。排出室外的空氣不準在建筑物內其他區域循環使用,而必須經過過濾和其他處理程序排出。
實驗室內各處的壓力梯度和潔凈度分別為淋浴室的壓力為常壓;
正壓氣閘室壓力為高于常壓+10Pa、潔凈度為十萬級;
清潔走廊壓力為-10Pa、潔凈度為十萬級;負壓氣閘室壓力為-20Pa、潔凈度為十萬級;
P3負壓實驗室壓力為-30Pa、潔凈度為萬級(較好的可達五千級)。
經過二或三級生物安全高效粒子空氣過濾器(過濾效率99.995%)過濾的氣體,可直接或通過建筑物排氣系統排出。通過建筑物排氣系統排出時,高效粒子空氣過濾器要以某種方式(如套簡裝置連接)連接到該系統上,以免影響生物安全柜或建筑物排氣系統的氣流不平衡。使用二級生物安全柜應至少12個月檢測、鑒定1次,排出的氣體可以在實驗室內循環。安全柜內有可以產生氣溶膠的連續運行的離心機或其他儀器,氣體在進入實驗室或周圍環境之前,要通過高效粒子空氣過濾器過濾。
用液體消毒裝置和高效粒子空氣過濾器或采取其他相應的設備來保護真空系統,這些防護設備應便于經常維護及時更換。負壓氣閘室門與負壓實驗室門要互鎖,以保證操作人員進出時,實驗室與外界相對隔絕,以免污染區負壓大幅回升,室內氣體外泄。
2、其他設施
P3實驗室均應備有洗手池。其出水控制開關應是腳踩式、肘動式或自動開關式,固定在實驗室出口附近。墻的內表面、墻的地腳、地面和天花板應光潔、防水,以便于清洗。這些表面上的滲漏處要密封,以便于進行空間消毒。如果實驗室要留窗子,一定要雙層玻璃,以保證絕對密封。實驗室空間要根據需要而定;實驗室物品要固定存放位置,工作臺、操作柜和設備之間要便于清掃。工作臺面應不滲水、耐酸堿、耐有機溶劑和中等度耐熱。實驗室必要時可留有下水道,平時對外界密封。實驗室內排出的污水必須經過嚴格消毒處理方可排出。
二、P3實驗室建設思路流程
根據有關統計資料表明,P3實驗室事故感染率30%是由氣溶膠擴散引起的,而氣溶膠的易生性,易散性,而且不易被人察覺,因此在P3生物實驗室內必須采取嚴格的隔離預防措施。其中在二級防護中,建筑隔離和空調系統設計是建設P3生物安全實驗室的關鍵,而安全設計尤其重要,應引起我們足夠的重視。
建筑平面的合理布置、工藝流程的科學劃分直接關系到 P3生物安全實驗室 安全使用。我們在建設P3生物安全實驗室時,從安全使用、科學管理二方面著手、對世界上一些發達國家P3生物安全實驗室布局,分區進行了分析和整理,結論是P3生物安全實驗室大致可分為“三區二通道”、“三區一通道”,“單區單通道 ”等形式。經研究我們認為P3生物安全實驗室建設是一套系統工程,平面布置是系統工程的一部分。應根據我國目前實際現狀,結合我國《生物安全實驗室建筑技術規范》要求,布置P3實驗室平面,最后我們采用“三區一通道”形式布置。
1、人流
一更〔換鞋〕→二更〔清潔〕→緩沖〔清潔〕→內準備(半污染)→緩沖 〔污染〕→主實驗室〔污染〕
2、物流
外準備〔清潔〕→滅菌→內準備〔半污染〕→主實驗室〔污染〕 按“三區一通道”形式布置,優點是可以減少污染源擴散空間,缺點是人,物雙向進出,會造成交叉污染。因此應根據實驗對象的要求,科學布置平面。根據工藝流程我們將P3實驗室劃分為污染區、半污染區、清潔區。各區之間設置緩沖間給予隔離,確保各區安全,可靠。
3、壓力梯度
壓力梯度是關系到P3實驗室的正常運轉和工況穩定以及實驗人員的舒適性,負壓越大,對圍護結構氣密性要求越高,初投資和運行費用增加,反之負壓越小,對實驗室安全帶來隱患.因此整個P3實驗室壓力梯度需要綜合平衡,每級級差負壓值取-10~―15Pa為宜.
三、P3實驗室空調設計注意事項
1、溫濕度
P3實驗室內工作人員身穿防護服,透氣性較差.要求室內溫度低一些,而相對濕度不能過高,過高容易產生“菌塵”。因此溫濕度設計參數我們定為溫度22~24℃,濕度50~60%
2、冷熱源
根據P3實驗室工作的特殊性,有時需要24小時工作,如冷熱源接大樓中央空調顯然不合理.因此我們采用單獨風冷熱泵機組.夏天進出水溫為7/12℃,冬天進出水溫為45/55℃。冷熱水通過水管接至潔凈空調箱進行制冷或制熱。由于P3實驗室為全新風潔凈空調系統,冷熱負荷比較大,設計要求雙壓縮機,雙風機,智能化化霜以及遠程控制和報警功能。
3、新風量
P3實驗室必須是全新風空調系統,不允許回風。全新風空調系統投資大,能耗高。與我國現行節能標準有矛盾,但P3實驗室建筑面積較小,空調工作時間為間斷性,為確保使用的安全性,采用直流式空調系統是必要的。我們通過圍護結構的嚴密性來降低送風量,而對圍護結構進行保溫減少冷熱負荷損失,最大限度減少P3實驗室運行費用,使它能安全、經濟、合理地運行。
4、潔凈度和換氣次數
P3實驗室屬生物潔凈室范疇,它即要考慮塵埃數又要計算細菌數。生物實驗室對負壓要求嚴格,但對室內潔凈度要求不是很高,我們取定主實驗室和內準備為一萬級,其它區域為十萬級。
四、實驗室設計和建造的特殊要求(要點)
1、選址
三級生物安全防護實驗室可與其他用途房屋設在一棟建筑物中,但必須自成一區。該區通過隔離門與公共走廊或公共部位相隔。
2、平面布局
a)三級生物安全防護實驗室的核心區包括實驗間及與之相連的緩沖間。
b)緩沖間形成進入實驗間的通道。必須設兩道連鎖門,當其中一道門打開時,另一道門自動處于關閉狀態。如使用電動連鎖裝置,斷電時兩道門均必須處于可打開狀態。在緩沖間可進行二次更衣。
c)當實驗室的通風系統不設自動控制裝置時,緩沖間面積不宜過大,不宜超過實驗間面積的八分之一。
d)Ⅱ級或Ⅲ級生物安全柜的安裝位置應遠離實驗間入口,避開工作人員頻繁走動的區域,且有利于形成氣流由“清潔”區域流向“污染”區域的氣流流型。
建議對于選址和平面布局,我們需要在前期就做好規劃,這樣在建設的過程中就不會出現問題。
3、圍護結構
- 實驗室(含緩沖間)圍護緒構內表面必須光滑耐腐蝕、防水,以易于消毒清潔。所有縫隙必須加以可靠密封。
- 實驗室內所有的門均可自動關閉。
- 除觀察窗外,不得設置任何窗戶。觀察窗必須為密封結構,所用玻璃為不碎玻璃。
- 地面應無滲漏,光潔但不滑。不得使用地磚和水磨石等有縫隙地面。
- 天花板、地板、墻間的交角均為圓弧形且可靠密封,施工時應防止昆蟲和老鼠鉆進墻腳。
4、通風空調
a)必須安裝獨立的通風空調系統以控制實驗室氣流方向和壓強梯度。該系統必須確保實驗室使用時,室內空氣除通過排風管道經高效過濾排出外,不得從實驗室的其他部位或縫隙排向室外;同時確保實驗室內的氣流由“清潔”區域流向“污染”區域。進風口和排風口的布局應使實驗區內的死空間降低到最小程度。
b)通風空調系統為直排系統,不得采用部分回風系統。
c)環境參數:相對于實驗室外部,實驗室內部保持負壓。實驗間的相對壓強以-30Pa~40Pa為宜級沖間的相對壓強以-15Pa~-20Pa為宜。實驗室內的溫、濕度以控制在人體舒適范圍為宜或根據工藝要求而定。實驗室內的空氣潔凈度以GB50073-2001《潔凈廠房設計規范》中所定的七級至八級為宜。實驗室人工照明應均勻,不眩目,照度不低于500lx。
d)為確保實驗室內的氣流由“清潔”區域流向“污染”區域,實驗室內不應使用雙側均勻分布的排風口布局。不應采用上送上排的通風設計。由生物安全柜排出的經內部高效過濾的空氣可通過系統的排風管直接排至大氣,也可送入建筑物的排風系統。應確保生物安全柜與排風系統的壓力平衡。
e)實驗室的進風應經初、中、高效三級過濾。
f)實驗室的排風必須經高效過濾或加其他方法處理后,以不低于12m/s的速度直接向空中排放。該排風口應遠離系統進風口位置。處理后的排風也可排入建筑物的排風管道,但不得被送回到該建筑物的任何部位。
g)進風和排風高效過濾器必須安裝在實驗室設在圍護結構上的風口里,以避免污染風管。
h)實驗室的通風系統中,在進風和排風總管處應安裝氣密型調節閥門,必要時可完全關閉以進行室內化學熏蒸消毒。實驗室的通風系統中所便用的所有部件均必須為氣密型。所使用的高效過濾器不得為木框架。
i)應安裝風機啟動自動聯鎖裝置,確保實驗室啟動時先開排風機后開送風機。關閉時先關送風機后關排風機。
j)不得在實驗室內安裝分體空調器
5、安全裝置及特殊設備
a)必須在主實驗窒內設置Ⅰ級或Ⅱ級生物安全柜。其安裝位置應滿足6.3.2,5d)中的要求
b)連續流離心機或其他可能產生氣溶膠的設備應置于物理抑制設備之中,該裝置應能將其可能產生的氣溶膠經高效過濾器過濾后排出。在實驗室內所必須設置的所有其他排風裝置(通風櫥、排氣罩等)的排風均必須經過高效過濾器過濾后方可排出。其室內布置應有利于形成氣流由“清潔”區域流向“污染”區域的氣流流型。
c)實驗室中必須設置不產生蒸汽的高壓滅菌鋼或其他消毒裝置
實驗間與外部應設置傳遞窗。傳遞窗雙門不得同時打開,傳遞窗內應設物理消毒裝置。感染性材料必須放置在密閉容器中方可通過傳遞窗傳遞。
d)必須在實驗室入口處的顯著位置設置壓力顯示報警裝置,顯示實驗間和緩沖間的負壓狀況,當負壓指示偏離預設區間必須能通過聲、光等手段向實驗室內外的人員發出警報。可在該裝置上增加送、排風高效過濾器氣流阻力的顯示。
e)實驗室啟動工作期間不能停電。應采用雙路供電電源。如難以實現,則應安裝停電時可自動切換的后備電源或不間斷電源,對關鍵設備(生物安全柜、通風櫥排氣罩以及照明等)供電。
f)可在緩沖間設洗手池。洗手池的供水截門必須為腳踏、肘動或自動開關。洗手池如設在主實驗室,下水道必須與建筑物的下水管線分離,且有明顯標志。下水必須經過消毒處理。洗手池僅供洗手用,不得向內傾倒任何感染性材料。供水管必須安裝防回流裝置。不得在實驗室內安設地
6、其他
a)實驗臺表面應不透水,耐腐蝕、耐熱。
b)實驗空中的家具應牢。為易于清潔,各種家具和設備之間應保持一定間隙。應有專門放置生物廢棄物容器的臺(架)。家具和設備的邊角和突出部位應光滑、無毛刺以圓弧形為宜。
c)所需真空泵應放在實驗室內。真空管線必須裝置在線高效過濾器。
d)壓縮空氣等鋼瓶應放在實驗室外。穿過圍護結構的管道與圍護結構之間必須用不收縮的密封材料加以密封。氣體管線必須裝置在線高效過濾器和防問流裝置。
e)實驗室中應設置洗眼裝置。
f)實驗室出口應有發光指示標志。
g)實驗室內外必須設置通訊系統。
h)實驗室內的實驗記錄等資料應通過傳真機發送至實驗室外。
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