深圳环保体验报告2020

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          實驗室

          SICOLAB生物安全實驗室建設工程凈化解決方案

          文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2020/5/19     瀏覽次數:    
          SICOLAB生物安全實驗室建筑原則

          總體設計遵循隔離原則,獨立建筑或完全隔離區域且遠離公共場所和居住建筑。對于生物安全實驗室與公共場所和居住建筑的距離,一般來說,應

          考慮以下兩方面問題:

          (1)相鄰建筑對實驗室安全構成危險:傾倒、救援、火災等對實驗室造成影響,我國標準規定高等級生物安全實驗室所在建筑與外部相鄰建筑的

          距離為外部建筑高度的1.2~1.5倍。

          (2)生物安全實驗室對外部環境構成危險:主要來源于污染廢棄物、污水、廢氣。

          SICOLAB生物安全實驗室結構原則

          (1)建筑結構設計特殊加強:按甲類建筑抗震設計,高于當地設防烈度一個級別;結構安全等級不低于一級(常規建筑為二級)。

          (2)建筑本體:最好為鋼筋混凝土結構,隔斷直達樓板。

          (3)雙層墻體:外層為鋼筋混凝土結構,內層為裝配式鑲板圍護結構。

          (4)基本結構模式: 通常有三明治夾心式、多層夾心式、平層式等結構模式,以三明治夾心式為最佳選擇。三明治夾心式: 上層———廢氣處理、 氣體、 水供應,中層———實驗室層,下層———污水處理層,符合上排氣下排水的要求,應優先考慮。多層夾心式:廢氣、廢水管道穿過多層空間,存在安全隱患。平層式:廢氣、廢水平行排放,存在安全隱患。


          SICOLAB生物安全實驗室主實驗室設立

          生物安全實驗室核心是安全,為防止交叉污染,設立主實驗室數量必須遵循以下原則:在同一個實驗室的同一個獨立安全區域(例如一個主實驗室)只能開展一種高致病性病原微生物的實驗活動。在征得有關主管部門同意并按照規定徹底消毒滅菌后,也可在原主實驗室內改變其微生物的研究種類,但不能同時從事兩種以上病原微生物的研究。

          SICOLAB生物安全實驗室冗余設計

          高等級生物安全實驗室在系統運行中必須保證實驗室內的負壓和壓力梯度穩定,為防止任何一個誤動作或故障的發生,在極短的時間內診斷故障和
          應急處理尤為重要。系統容錯技術是解決和提高實驗室安全性和可靠性最有效的途徑,其設計方法包括硬件冗余和軟件冗余。硬件冗余是通過對重
          要或易發生故障設施、部件提供備份,來提高系統容錯性能。軟件冗余是通過系統中不同部件在功能上的冗余性來實現故障容錯。

          (1)電源保證[2]。為確保安全,實驗室在工作期間不得停電,應考慮多線(源頭)供電,并充分考慮最大供應量和有足夠的負荷余量,設置應急電力供應系統,做到三路以上電源保障。①雙路供電:應確保供電來自2 個不同的上級變電站。②備用發電機組:在雙路供電發生故障或斷電時提供電力保障。主要保障實驗室通風空調系統、負壓通風設備、自動控制系統、壓縮空氣系統、實驗室關鍵工藝儀器設備等用電,在雙路供電斷開時可自動切換。③UPS: 保障在主供電源斷電而備用發電機啟動和電壓穩定前(約10~30 s)的不間斷供電,與主供電源并聯設置。

          (2)通風系統保障。通風系統是生物安全實驗室最核心的設備,維持穩定的負壓和壓力梯度與通風系統的性能密切相關,通風系統一旦出現故障,穩定的負壓和壓力梯度很快就會被打破,導致實驗室正壓或超負壓,造成危害生物因子的外逸,甚至圍護結構的損壞,導致意外事故的發生。因此,送排風機組均需一用一備, 送排風機的容量一定要有余量,當出現防壓力故障時,可通過電動風量調節閥以及調節送排風量,維持穩定的負壓和壓力梯度。

          (3)生命維持系統。該設施是正壓服型BSL-4 實驗室必備的,為實驗人員提供穩定、舒適的呼吸空氣;一旦斷供,正壓服壓力將失衡,實驗人員將出現頭暈、憋氣癥狀;一旦出現負壓,實驗人員將可能遭受危害生物因子的污染。因此,生命維持系統壓縮空氣供應裝置必須為2 套獨立的雙空氣氣源,保持可靠的一用一備運行狀態和應急供應狀態,并有壓力報警裝置, 壓縮空氣儲罐容量要考慮在壓縮機故障情況下保證實驗人員至少維持15 min 的用量(正常退出實驗室的時間)。


          SICOLAB生物安全實驗室-減少心理應激

          生物安全實驗室生物危險程度高、空間密閉、操作復雜、工作舒適度差、工作人員少、交流不方便、連續工作時間長,人易產生疲勞和心理應激。工作人員應有足夠的心理準備和心理承受能力,以下措施可以緩解一定的心理應激。

          (1)透明觀察視窗:實驗室與實驗室間、觀察走廊間設置玻璃視窗,門上設觀察窗。

          (2)顯示屏幕:實驗室內設系統信息顯示屏幕。

          (3)通訊系統:實驗室與中控室設對講電話等。

          (4)聲光報警:壓力、火災聲光報警裝置。

          SICOLAB生物安全實驗室-經濟實用、化繁為簡


          對于高等級生物安全實驗室的設計應以生物安全為核心,以經濟實用為原則,應根據實驗對象對環境的要求和研究規模確定實驗室區域的劃分和平面布局,力求安全可靠、經濟節能和易于實現自動控制。


          (1)工藝流程簡捷流暢、氣流組織科學合理

          過于繁瑣的工藝流程、平面布局只能增加使用的不便,照搬國外簡單的平面布局也不符合我國相關標準。因此,在設計平面布局時,應盡可能做到人流、物流通道簡捷流暢、氣流組織科學合理,便于排風管道的布置,有利于自動控制系統的設置和節能運行。應避免設置太多的壓力梯度,以免造成相鄰房間之間的壓差太小,系統運行不穩定和對控制提出過高要求。

          (2)管道簡化

          實驗室穿墻管線在設計上要力求簡化,降低管網密度、保護樓板結構、減少泄漏孔洞,過多地強調易操作性往往會導致流程復雜、設備及管道增多
          ,管道越多會導致破壞性節點(穿墻打孔)增加,生物安全系數下降。對于必須設置的管線,如穿墻孔洞且不好密封的強弱電管線(插座、開關、
          傳感器等),建議在實驗室內明設功能設備帶,所有強弱電線路出自一個穿墻孔洞,大大地減少了泄漏的可能性。對于供水、供氣管道的設置,為
          了減少實驗室內敷設過長(避免潛在污染管道過長),建議總管和支管走技術夾層或隔離走廊,管道上安裝倒流防止閥和過濾器。

          SICOLAB生物安全實驗室關鍵工藝設備(設施)選型

          硬件設施設備是確保生物安全的基礎。一類是以一級屏障為目標,實現操作者與操作對象之間的隔離,消除或減小有害生物材料暴露的安全設備,
          包括BSC、IVC、PPE 等;一類是以二級屏障為目標,實現實驗室與外部環境的隔離,防止危害生物因子向外擴散的安全設施,包括建筑結構、通風
          空調系統、消毒滅菌系統等。以上設施設備均和實驗室生物安全緊密相關,選型至關重要,既要保證設施設備性能良好、操作簡便、價格適當,又
          要符合生物安全要求。一般應遵循以下原則:

          (1)在設計上應阻止或限制操作人員與感染性物品間的接觸,實現最大隔離。

          (2)設備的設計、布局安裝、使用應便于操作、易于維護、清潔、清除污染和質量檢驗。

          (3)設備的技術指標、性能、質量等必須滿足生物安全要求。

          (4)對與基建關系密切的工藝設備,應在工藝設計階段就提出明確的技術要求并優化選型。


          SICOLAB高等級生物安全實驗室設計和建設基本程序

          高等級生物安全實驗室的設計和建設是一個集微生物學、流行病學、實驗動物學、空氣動力學、氣溶膠學、消毒和滅菌、建筑和裝飾工程學以及管
          理學等多學科和領域的系統復雜的工程,需要多層次、多部門、多學科有機配合才能完成。設計和建設好高等級生物安全實驗室應遵循以下基本工作程序。

          1 成立組織機構

          一個工程尤其是這樣一個復雜的工程首先必須要有一個強有力工程建設領導小組和專家組,下設工程辦公室。

          (1)工程建設領導小組:負責工程規劃、立項報告、工程設計和建設方案的審批以及工程重大事項的決策。

          (2)專家組:負責工程設計方案的審查、討論,為工程設計和建設提供決策咨詢意見。

          (3)工程辦公室:為工程日常辦事機構,下設工藝組和基建組。工藝組負責工程規劃、立項報告、工藝技術方案、工程設計方案的撰寫并組織論證, 關鍵工藝設施設備的選型、購置,工程各專業施工的組織協調和監督管理等;基建組負責工程規劃、立項申報, 土建工程、通風空調、電氣和水暖工程施工的技術管理。

          2 調研、考察

          對將要進行建設的實驗室規模、工藝流程和條件、微生物類型、試驗性質以及國家相關法律法規等進行充分的前期調研工作。涉及動物實驗的實驗
          室,設計團隊要了解實驗動物的培養和實驗條件及生物安全等有關規范。有目的、有重點地考察參觀國內外同類相關設施,采納經驗、吸取教訓,或者通過其他途徑取得國內外相關資料,吸其精華,去其糟粕,這樣可以少走彎路。

          3 微生物危害評估

          對目標微生物的致病性(致病方式、致病程度)、致病途徑、穩定性、致病劑量、操作時濃度等進行危害評估,確定所建生物安全實驗室的防護級別、工藝平面布局、儀器設備功能布局以及安全設備、個人防護裝備的選型。

          4 設計定位及規劃

          在立項規劃和設計前要明確所建實驗室的用途、基本性能指標、建設規模以及安全設備的標準,根據試驗對象的危害性確定實驗室等級,不能盲目
          追求高等級、高標準,應選擇合理、經濟的設計方案,兼顧投資和運行費用。

          5 撰寫工藝技術方案

          實驗室工藝技術方案是工程設計的依據,是實現實驗室生物安全的指南。從實驗室建設的目標、需求、從事試驗的性質、實驗室類型到整體方案設
          計,應在充分調研和查閱資料的基礎上,提供具體工藝技術方案,包括確定實驗室外形、位置、基本類型和規模、工藝平面布局、建筑結構、裝飾
          、通風空調凈化、給排水、氣體供應、電氣與自控等工藝技術要求。組織有關專家進行充分論證,可以邊設計邊完善,盡可能達到完美。

          6 組建設計團隊

          我國生物安全實驗室建設起步較晚,加之長期以來對生物安全實驗室的建設缺乏監管,國家對實驗室設計和建設單位沒有嚴格、規范的要求(設計
          和建設資質)。在生物安全實驗室建設激增的同時,設計和建設單位也越來越多,設計隊伍和技術力量良莠不齊,如不加強監管力度,將會給生物安全實驗室建設帶來安全隱患。高等級生物安全實驗室的設計是多學科和領域系統復雜的工程,因此,必須組建一個強有力的設計團隊,包括建筑設計師(結構、建筑、水暖、電和通風專業)、微生物學專家、實驗室使用者、實驗動物專家、實驗室管理者等,要集思廣益,嚴格審查,避免設計上的缺陷。


          SICOLAB高等級生物安全實驗室設計和建設中的注意事項生物安全實驗室


          不但造價昂貴,而且維持運轉費居高不下,因此,在設計和建設時,以下幾點要引起足夠重視。


          1 經濟性方面

          (1)對于高等級生物安全實驗室的建設,由于造價昂貴,不可盲目攀比,造成浪費。在建設前要明確實驗室用途、基本性能指標、工藝規模、設
          施設備要求、防護等級等,不能盲目追求高級別、高標準,因為級別越高,造價和運行維持費就越高,會導致出現建得起而用不起的尷尬局面。

          (2)平衡初次投入與運行維持費的關系。不能為了節省經費,追求很低的初次投資,選擇廉價的設施設備或簡易的系統形式,而忽略了設施系統
          的安全性、穩定性,應避免因系統故障而頻繁維修,人為造成運行維持費的增加。

          2 慎重選擇設計、施工和監理單位

          由于生物安全實驗室的特殊性,技術含量高、利潤大,一些對生物安全實驗室一知半解的公司也想方設法擠入建設市場,一些非正規單位甚至利用低價競爭強占市場,取得一些業績(充其量只能算是負壓實驗室),然而業績并不代表專業,低價不等于優質。目前,國內能真正承接高等級生物安全實驗室設計、施工和監理的單位并不多,監理公司也剛剛涉入這個特殊行業,國家對生物安全實驗室的設計、建設和監理還沒有實行統一的資質管理[5],沒有一個統一規范的建設市場。因此,在選擇設計、施工和監理單位時要特別謹慎,應選擇曾經設計和建設過生物安全三級以上實驗室并通過認可成功使用的單位,這樣既是對自己負責,也是對社會負責。一個沒有設計和建造過生物安全實驗室的施工單位,很難建造出一個合格的生物安全實驗室。

          3 平面布局問題

          過于繁瑣的工藝流程、平面布局只能增加使用的不便,照搬國外簡單的平面布局并不符合我國相關標準。有些實驗室平面布局不盡合理,增加了初投資和管理難度,有甚者可能影響實驗室的氣流組織和自動控制系統的穩定。

          4 嚴格選材和施工管理

          國內生物安全實驗室建設剛剛起步,建筑材料質量和建設經驗與國外有很大差距。由于生物安全實驗室建筑用材專業性較強,需要相關專業人員參
          與選材,嚴把建材的質量關,特別是關系到系統安全的設備或材料質量要就高不就低。一支強大的施工隊伍和加強施工監理是工程建設的關鍵。這
          類工程專業性強、技術要求高,需要多個工種甚至多家施工單位的密切配合,加強現場施工技術協調和監督管理顯得尤其重要。

          5 嚴把設施設備驗收和實驗室檢測與驗證關

          生物安全實驗室竣工后,在投入使用之前,首先必須逐項進行設施設備的調試驗收和性能指標驗證。關鍵工藝設施設備,如高壓滅菌器、污水處理
          系統、生物安全柜、高效過濾系統等,還必須經過權威部門的檢測,包括物理性能(潔凈度、溫度、濕度、負壓值、氣流流速、流向、HEPA 物理
          檢測等)的檢測和生物學(HEPA 對微生物氣溶膠濾除率、高溫高壓對目的微生物的殺死率)檢測以及實驗室結構的強度、氣密性檢測,實驗室級別越高,檢測項目越多、標準越高,這是不可忽視的環節。

          SICOLAB認為生物安全實驗室尤其是生物安全四級實驗室,工藝設計復雜、流程控制嚴格,相關核心技術主要掌握在歐美等發達國家手中。面對國
          外技術封鎖的嚴峻形勢,如何設計和建設好高等級生物安全制實驗室已成為我國當前急需解決的問題。在加強高等級生物安全實驗室立項審批的同
          時,還必須重視生物安全實驗室設計和建設的監督和管理,規范生物安全實驗室建設市場。

          SICOLAB【實驗室工程】實驗室設計、建設、裝修、改造、通風、凈化、水電氣、三廢。

          SICOLAB【實驗室家具】實驗臺、儀器臺、通風柜、生物安全柜、高柜、實驗配件等。


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