根據(jù)實驗室所處理對象的生物危險程度和采取的防護措施，生物安全實驗室分為四級，其中對生物安全隔離的要求低，四級高，即俗稱的P1、P2、 P3、P4實驗室。一般以BSL－1～4表示相應(yīng)的生物安全實驗室；以ABSL－1～4表示相應(yīng)的動物生物安全實驗室。由于P1和P2對通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)沒有很特別的要求，本文主要探討P3、P4實驗室對通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計要求。

1　 空調(diào)系統(tǒng)形式

　　生物安全實驗室空調(diào)凈化系統(tǒng)的劃分應(yīng)根據(jù)操作對象的危害程度、平面布置等情況經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定，應(yīng)采取有效措施避免污染和交叉污染。空調(diào)凈化系統(tǒng)的劃分應(yīng)有利于自動控制系統(tǒng)的設(shè)置和節(jié)能運行。二級生物安全實驗室可以采用帶循環(huán)風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)。如果涉及化學(xué)溶媒、感染性材料操作和動物實驗，則應(yīng)采用全排風(fēng)系統(tǒng)。三級和四級生物安全實驗室應(yīng)采用風(fēng)系統(tǒng),且送、排風(fēng)總管應(yīng)安裝氣密閥門。污染區(qū)和半污染區(qū)內(nèi)不得安裝普通的風(fēng)機盤管機組或房間空調(diào)器。動物生物安全實驗室應(yīng)同時滿足GB14925《實驗動物環(huán)境與設(shè)施》的有關(guān)要求。

表1 送排風(fēng)方案比較
方案abc
特點生物安全柜從室內(nèi)進風(fēng)，生物安全柜的排風(fēng)管道連接于房間的排風(fēng)總管各生物安全柜都有各自的進風(fēng)和排風(fēng)，和房間的送排風(fēng)系統(tǒng)分開生物安全柜從室內(nèi)進風(fēng)，而排風(fēng)側(cè)各自獨立
優(yōu)點1.生物安全柜內(nèi)壓一定低于房間內(nèi)壓。
2.室內(nèi)換氣量一定。
3.排風(fēng)機選擇比別的方案容易。
4.室內(nèi)安全性也高。
5.費用比較便宜。
1.室內(nèi)壓力控制簡單。
2.運行不復(fù)雜。
3.室內(nèi)安全性高。由于各排風(fēng)機獨立運行，所以可靠性高。
缺點對方間排風(fēng)機的依賴性高1.生物安全柜排風(fēng)機出故障時，生物安全柜內(nèi)壓和室內(nèi)壓相同，或都是正壓，這是危險的。
2.生物安全柜排風(fēng)機選擇難一些。
3.費用高。1.生物安全柜排風(fēng)機停止時，其內(nèi)壓將高于室內(nèi)壓。
2.由于房間排風(fēng)機的風(fēng)量變化大，所以排風(fēng)機的選擇困難。
3.運行及控制復(fù)雜。

　　生物安全柜及其所在房間送排風(fēng)的綜合方式可以有圖1所示三種形式。這三種形式的優(yōu)缺點則在表1中進行了比較。一般來說，用a方式的較多，特別是在一個房間里有兩列生物安全柜時，用a方式較好，而且即使生物安全柜系統(tǒng)自身的排風(fēng)機發(fā)生故障，房間的排風(fēng)機也可以幫助生物安全柜排風(fēng)，防止污染房間。

2　送風(fēng)系統(tǒng)

　　空氣凈化系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置粗、中、高三級空氣過濾。*級是粗效過濾器，對于≥5μm大氣塵的計數(shù)效率不低于50%。對于帶回風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)，粗效過濾器宜設(shè)置在新風(fēng)口或緊靠新風(fēng)口處。風(fēng)系統(tǒng)的粗效過濾器可設(shè)在空調(diào)箱內(nèi)。第二級是中效過濾器，宜設(shè)置在空氣處理機組的正壓段。第三級是過濾器，應(yīng)設(shè)置在系統(tǒng)的末端或緊靠末端，不得設(shè)在空調(diào)箱內(nèi)。對于風(fēng)系統(tǒng)，宜在表冷器前設(shè)置一道保護用的中效過濾器。

　　為了達到實驗室內(nèi)要求的潔凈度，三級和四級生物安全實驗室的送風(fēng)末端應(yīng)采用過濾器。

　　送風(fēng)系統(tǒng)新風(fēng)口應(yīng)采取有效的防雨措施，安裝保護網(wǎng)，且應(yīng)高于室外地面2.5m以上，同時應(yīng)盡可能遠離污染源。

3　排風(fēng)系統(tǒng)

　　三級和四級生物安全實驗室的排風(fēng)必須與送風(fēng)聯(lián)鎖，排風(fēng)先于送風(fēng)開啟，后于送風(fēng)關(guān)閉。生物安全實驗室房間的排風(fēng)管道可以兼作生物安全柜的排風(fēng)管道。排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)能保證生物安全柜內(nèi)相對于其所在房間為負(fù)壓。生物安全實驗室必須設(shè)置室內(nèi)排風(fēng)口，不得只用安全柜或其他負(fù)壓隔離裝置作為房間排風(fēng)口。操作過程中可能產(chǎn)生污染的設(shè)備必須設(shè)置局部負(fù)壓排風(fēng)裝置，并帶空氣過濾器。

　　生物安全柜與排風(fēng)系統(tǒng)的連接方式應(yīng)按表2執(zhí)行。對于III級生物安全柜，其沒有工作面風(fēng)速的要求。但為了保證試驗人員的安全，當(dāng)操作手套發(fā)生脫落或出現(xiàn)破損后，通過手套連接口的風(fēng)速不應(yīng)小于0.7m/s。正常工作時III級生物安全柜內(nèi)的負(fù)壓不應(yīng)小于120Pa。

表2　生物安全柜與排風(fēng)系統(tǒng)的連接方式
生物安全柜
工作口平均進風(fēng)速度（m/s）循環(huán)風(fēng)比例
（%）排風(fēng)比例
（%）連接方式
I級0.380100密閉連接
II級A10.38～0.507030可排到房間或設(shè)置局部排風(fēng)罩
A20.507030設(shè)置局部排風(fēng)罩或密閉連接
B10.503070密閉連接
B20.500100密閉連接
III級不適用0100密閉連接

　　三級和四級生物安全實驗室的排風(fēng)必須經(jīng)過過濾器過濾后排放，過濾器的效率不低于B類。排風(fēng)過濾器應(yīng)設(shè)在室內(nèi)排風(fēng)口處。四級生物安全實驗室除在室內(nèi)排風(fēng)口處設(shè)*道過濾器外，還必須在其后串聯(lián)第二道過濾器，兩道過濾器的距離不宜小于500mm。必要時，可采用高溫空氣滅菌裝置第二道過濾器。

　　*道排風(fēng)過濾器的位置不得深入管道或夾墻內(nèi)部，應(yīng)緊鄰排風(fēng)口。過濾器位置與排風(fēng)口結(jié)構(gòu)應(yīng)易于對過濾器進行安全更換。排風(fēng)管道的正壓段不應(yīng)穿越房間，排風(fēng)機宜設(shè)于室外排風(fēng)口附近。排風(fēng)機組必須一用一備。排風(fēng)量必須進行詳細(xì)的設(shè)計計算。總排風(fēng)量應(yīng)包括圍護結(jié)構(gòu)漏風(fēng)量、生物安全柜、離心機和真空泵等設(shè)備的排風(fēng)量等。
三級和四級生物安全實驗室排風(fēng)過濾器的安裝應(yīng)具備現(xiàn)場檢漏的條件。如果現(xiàn)場不具備檢漏的條件，則應(yīng)采用經(jīng)預(yù)先檢漏的排風(fēng)過濾裝置。排風(fēng)氣密閥應(yīng)設(shè)在排風(fēng)過濾器和排風(fēng)機之間。排風(fēng)機外側(cè)的排風(fēng)管上應(yīng)安裝保護網(wǎng)和防雨罩。

4　氣流組織

　　生物安全主實驗室內(nèi)各種設(shè)備的位置應(yīng)有利于氣流由“清潔”空間向“污染”空間流動，大限度減少室內(nèi)回流與渦流。生物安全實驗室內(nèi)各區(qū)之間的氣流方向應(yīng)保證由清潔區(qū)流向半污染區(qū)，由半污染區(qū)流向污染區(qū)。生物安全實驗室的清潔區(qū)內(nèi)宜設(shè)一間正壓緩沖室。

　　氣流組織應(yīng)采用上送下排方式，送風(fēng)口和排風(fēng)口布置應(yīng)使室內(nèi)氣流停滯的空間降低到小程度。在生物安全柜操作面或其他有氣溶膠操作地點的上方附近不得設(shè)送風(fēng)口。過濾器排風(fēng)口應(yīng)設(shè)在室內(nèi)被污染風(fēng)險高的區(qū)域，單側(cè)布置，不得有障礙。過濾器排風(fēng)口下邊沿離地面不宜低于0.1m，且不應(yīng)高于0.15m；上邊沿高度不宜過地面之上0.6m。排風(fēng)口排風(fēng)速度不宜大于1m/s。

5　電氣和自控系統(tǒng)

　　電氣和自控系統(tǒng)是通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)可靠和節(jié)能運行的保障。自控系統(tǒng)必須保證各個區(qū)域的壓差要求。送風(fēng)和排風(fēng)系統(tǒng)必須可靠連鎖，保證壓力梯度的穩(wěn)定。備用排風(fēng)機組應(yīng)能自動投入運行，同時應(yīng)發(fā)出報警信號，立即進行維修。空調(diào)通風(fēng)設(shè)備應(yīng)能自動和手動控制，控制和顯示面板應(yīng)設(shè)在清潔區(qū)。同時為了節(jié)能，建議通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)按變風(fēng)量系統(tǒng)設(shè)計，盡可能降低運行費用。

6　工程實例

　　圖2和圖3是我院承接的中國疾病預(yù)防控制中心（CDC）新建1期工程的典型P3實驗室設(shè)計方案，供設(shè)計人員參考。

7 結(jié)束語

　　P3、P4實驗室的對象都是對個人和環(huán)境有高度危害性的致病微生物，病原體逃逸出生物安全實驗室造成感染的事例時有報道，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的質(zhì)量直接影響到實驗室的安全性。因此，必須對通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進行周密的設(shè)計，采取可靠的措施防止致病微生物對室內(nèi)和室外環(huán)境的污染，同時保護實驗對象不被污染，保證實驗和生產(chǎn)的順利進行。