生物安全實(shí)驗(yàn)室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

生物安全實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)要求

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《生物安全實(shí)驗(yàn)室建設(shè)技術(shù)規(guī)范》GB 50346 - 2011 第4.3節(jié)對(duì)生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑的結(jié)構(gòu)安全等級(jí)、抗震設(shè)防類(lèi)別、地基基礎(chǔ)等級(jí)等進(jìn)行了規(guī)定，匯總?cè)缦卤硭尽?/span>

我國(guó)三級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室很多是在既有建筑物的基礎(chǔ)上改建而成，而我國(guó)大量的建筑物結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)；根據(jù)具體情況，可對(duì)改建成三級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室的局部建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。對(duì)新建的三級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室，其結(jié)構(gòu)安全等級(jí)應(yīng)盡可能采用一級(jí)。

既有建筑物改建為三級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室時(shí)，根據(jù)地基基礎(chǔ)核算結(jié)果及實(shí)際情況，確定是否需要加固處理。新建的三級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室，其地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)應(yīng)為甲級(jí)。三級(jí)和四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室技術(shù)維修夾層的設(shè)備、管線較多，維修的工作量大，故對(duì)吊頂規(guī)定必要的荷載要求，當(dāng)實(shí)際施工或檢修荷載較大時(shí)，應(yīng)參照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009進(jìn)行取值。吊頂內(nèi)特別重要的設(shè)備指風(fēng)機(jī)、排風(fēng)高效過(guò)濾裝置等。

生物安全實(shí)驗(yàn)室基本結(jié)構(gòu)模式：

一級(jí)、二級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室對(duì)建筑結(jié)構(gòu)沒(méi)有特殊要求，我國(guó)三級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室很多是在既有建筑物的基礎(chǔ)上改建而成的， “基本結(jié)構(gòu)模式”指為獨(dú)立建筑物的四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室(或大動(dòng)物三級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室)，新建的三級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立建筑物同樣適用。

1.三層結(jié)構(gòu)

目前世界上大多數(shù)國(guó)家的四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室采用三層結(jié)構(gòu)方式，如加拿大人類(lèi)及動(dòng)物衛(wèi)生科學(xué)檢驗(yàn)中心，是加拿大的四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室，也是世界上一個(gè)關(guān)于人類(lèi)和動(dòng)物健康的四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室。

基建工程是在多次專(zhuān)家論證的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。建設(shè)時(shí)BSL-3 和BSL- 4實(shí)驗(yàn)室曾建立等比例實(shí)物模型進(jìn)行密閉性和氣壓試驗(yàn)，設(shè)施內(nèi)共有大動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室14間，其中1間為ABSL- 4，該建筑采用3層豎向功能分區(qū)的結(jié)構(gòu)形式：

(1)首層為廢棄物處理層，主要有液體廢物收集管道、液體和固體廢棄物處理設(shè)備。為了防止泄漏造成的生物安全事件，液體和固體廢棄物處理間壓力應(yīng)為負(fù)壓，氣流方式和氣密性與BSL- 3實(shí)驗(yàn)室相同。

(2)第二層為實(shí)驗(yàn)室生物安全防護(hù)區(qū)，即含有三、四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室的工作層。從普通實(shí)驗(yàn)室環(huán)境進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室核心區(qū)，首先要經(jīng)過(guò)一道帶有密碼鎖的門(mén)進(jìn)入環(huán)形走廊，經(jīng)由兩道氣密門(mén)構(gòu)成的淋浴室后，進(jìn)入正壓服更換間，更換正壓服后再經(jīng)由兩道氣密門(mén)構(gòu)成的化學(xué)淋浴室，才能進(jìn)入核心區(qū)。

(3)頂層為高效空氣過(guò)濾裝置和空調(diào)設(shè)備層，主要設(shè)備有給排氣的高效過(guò)濾器單元、風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)組、化學(xué)淋浴設(shè)備等。多數(shù)國(guó)家的三、四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室空氣處理層不要求負(fù)壓和氣密性。

2.五層結(jié)構(gòu)

部分實(shí)驗(yàn)室采用了五層結(jié)構(gòu)方式，如澳大利亞動(dòng)物健康實(shí)驗(yàn)室。

 (1)第一層為廢物處理層，層高5m (不含局部下沉部分)，主要有高壓滅菌罐、流動(dòng)式加熱滅菌設(shè)施和焚燒爐等，此層壓力為-100Pa，氣流方式和氣密性與BSL - 3實(shí)驗(yàn)室相同。

(2) 第二層為液體廢棄物收集層，層高3m，主要為液體廢棄物收集管道。此層壓力為-100Pa，氣流方式和氣密性與BSL -3實(shí)驗(yàn)室相同。

(3)第三層為實(shí)驗(yàn)區(qū)工作層，層高3. 4m，包括支持區(qū)、BSL-3、 BSL- 4 實(shí)驗(yàn)室區(qū)和ABSL-3、ABSL- 4實(shí)驗(yàn)室區(qū)。支持區(qū)主要有清洗室、培養(yǎng)基制備室、洗衣房、食堂等。BSL-3、BSL- 4實(shí)驗(yàn)室區(qū)包括一間正壓服式BSI- 4實(shí)驗(yàn)室和一間手套箱式BSL- 4實(shí)驗(yàn)室，其余均為BSL-3實(shí)驗(yàn)室。值得一提的是，要進(jìn)入該設(shè)施的ABSL- 4實(shí)驗(yàn)室核心區(qū)，需經(jīng)過(guò)8道氣密門(mén)。

(4)第四層為防護(hù)裝置層，層高4.4m，主要設(shè)備有送、排風(fēng)高效過(guò)濾裝置(Bag In Bag Out，BIBO) 和化學(xué)淋浴設(shè)備等。與其他國(guó)家的設(shè)施不同，該設(shè)施層壓力為-100Pa，氣流方式和氣密性與BSL- 3實(shí)驗(yàn)室相同。

(5) 第五層為空氣處理層，層高約6m，主要有給排氣風(fēng)機(jī)、冷熱交換器和粗中效過(guò)濾器等設(shè)備。此層無(wú)生物安全防護(hù)要求。中凈環(huán)球凈化可提供生物實(shí)驗(yàn)室、潔凈工程的咨詢、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、安裝改造等配套服務(wù)。

從生物安全實(shí)驗(yàn)室的防護(hù)結(jié)構(gòu)來(lái)看，澳大利亞動(dòng)物衛(wèi)生研究所的安全性無(wú)疑是很好的。然而，由于該結(jié)構(gòu)方式建設(shè)投資巨大，而且設(shè)計(jì)為BSL-3實(shí)驗(yàn)室水平的液體廢棄物收集層和空氣處理層空間巨大( 分別約為30000m²和40000m²)，維持其 -100Pa的壓力，每小時(shí)10次左右的換氣量及20℃左右的恒溫，需要大量的人力資源和能源，運(yùn)轉(zhuǎn)維持費(fèi)十分昂貴。因此生物安全實(shí)驗(yàn)室在確保生物安全的前提下，采用了三層結(jié)構(gòu)方式，而且其空氣處理層均無(wú)負(fù)壓和氣密性要求。即CSCHAH的三層結(jié)構(gòu)模式，該模式與AAHL的不同之處是把一、二層合為首層，把四、五層合為頂層，且頂層不作為防護(hù)區(qū)而是作為常壓區(qū)。

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