【摘 要】本文介紹了生物安全實(shí)驗(yàn)室的空調(diào)設(shè)計(jì)的過程，通過對生物安全實(shí)驗(yàn)室的空調(diào)設(shè)計(jì)、末端產(chǎn)品的選型、配置，著重分析了潔凈室的空調(diào)設(shè)計(jì)要求。 
　　【關(guān)鍵詞】生物安全實(shí)驗(yàn)室；潔凈空調(diào)；設(shè)計(jì)方案 

　　現(xiàn)代化科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)要求環(huán)境微型化、精密化、高純度、高質(zhì)量和高可靠性，由此帶來空調(diào)潔凈技術(shù)也隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而健康、高速地發(fā)展。要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)良好的潔凈、安全空間，一套安全可靠高效實(shí)用的空氣潔凈系統(tǒng)是其他相輔相成系統(tǒng)的核心部分，而空氣處理機(jī)組是完成過濾、熱交換、濕交換、送風(fēng)等功能的重要部件；本文從空調(diào)設(shè)計(jì)的角度分析潔凈室對空氣質(zhì)量的需求。 
　　三級對人體、動(dòng)植物或環(huán)境具有高度危險(xiǎn)性，主要通過氣溶膠使人傳染上嚴(yán)重的甚至是致命疾病，或?qū)?dòng)植物和環(huán)境具有高度危害的致病因子。通常有預(yù)防治療措施。四級對人體、動(dòng)植物或環(huán)境具有高度危險(xiǎn)性，通過氣溶膠途徑傳播或傳播途徑不明，或未知的、危險(xiǎn)的致病因子。沒有預(yù)防治療措施。 
　　生物安全實(shí)驗(yàn)室一般實(shí)施兩級隔離。一級隔離通過生物安全柜、負(fù)壓隔離器、正壓防護(hù)服、手套、眼罩等實(shí)現(xiàn)；二級隔離通過實(shí)驗(yàn)室的建筑、空調(diào)凈化和電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。 
　　防護(hù)實(shí)驗(yàn)室――三級生物安全水平 
　　該級別適用于臨床、診斷、教學(xué)、科研、或生產(chǎn)藥物設(shè)施，這類實(shí)驗(yàn)室專門處理本地或外來的病原體且這些病原體可能會(huì)借由吸入而導(dǎo)致嚴(yán)重的或潛在的致命疾病。這些病原體包括各種細(xì)菌，寄生蟲和病毒可能導(dǎo)致人類嚴(yán)重的致命性疾病，但目前已經(jīng)有治療法包含 炭疽桿菌、 結(jié)核桿菌、 利什曼原蟲、 鸚鵡熱衣原體， 西尼羅河病毒， 委內(nèi)瑞拉馬腦炎病毒， 東部馬腦炎病毒， SARS冠狀病毒、 傷寒桿菌、 貝納氏立克次體、 裂谷熱病毒、 立克次氏體 與 黃熱病毒. 
　　最高防護(hù)實(shí)驗(yàn)室―― 四級生物安全研究水平 
　　當(dāng)一個(gè)病原體被懷疑或可能有抗藥性時(shí)都必須在BSL-4實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理，直到有足夠的數(shù)據(jù)得到確認(rèn)必須在此規(guī)格實(shí)驗(yàn)室持續(xù)工作，或移交至一個(gè)較低水平的實(shí)驗(yàn)室。 實(shí)驗(yàn)室工作人員必須對于他們在處理極其危險(xiǎn)的傳染性有具體和深入的培訓(xùn)并且理解的標(biāo)準(zhǔn)和特殊的措施、抑制配備與設(shè)計(jì)特色。他們將會(huì)受到受過訓(xùn)練與實(shí)地處理這些病原體的合格科學(xué)家的監(jiān)督且實(shí)驗(yàn)室的出入受到實(shí)驗(yàn)室主管的嚴(yán)格控制。該工廠是在一個(gè)單獨(dú)的建筑物或在控制區(qū)域內(nèi)的建筑物，且與該區(qū)域內(nèi)其他建筑物完全隔離。 
　　按照北方某地新風(fēng)工況計(jì)算：夏季28.4℃/25℃；冬季：-14℃/58%；蒸汽壓力0.2MPa，水溫7/12℃，冬季加熱水溫60/50℃ 
　　1、風(fēng)量的確定 
　　生物安全實(shí)驗(yàn)室送、排風(fēng)系統(tǒng)最大風(fēng)量的確定，應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)陌踩L(fēng)柜同時(shí)運(yùn)行系數(shù)。生物安全實(shí)驗(yàn)室送排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量既要滿足實(shí)驗(yàn)室最大運(yùn)行風(fēng)量要求，也不要盲目擴(kuò)大風(fēng)量，甚至去通風(fēng)柜同時(shí)運(yùn)行系數(shù)為1，造成空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)及相關(guān)冷熱源設(shè)備選型過大，增加初投資；國外資料顯示，實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜每天有人員操作時(shí)間平均少于1小時(shí)，本設(shè)計(jì)房間面積：200m2，層高按照4m考慮，總體積800m3；換氣次數(shù)按照15次/小時(shí)計(jì)算設(shè)計(jì)送風(fēng)風(fēng)量為：12000m3/h，對于室內(nèi)潔凈度要求比較高的生物安全實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)機(jī)也可采用電機(jī)外置的結(jié)構(gòu)，減少皮帶傳動(dòng)帶來的二次污染。實(shí)驗(yàn)室送排風(fēng)系統(tǒng)建議采用變頻調(diào)節(jié)控制，保持排風(fēng)系統(tǒng)干管最遠(yuǎn)點(diǎn)靜壓恒定。使排風(fēng)機(jī)風(fēng)量與系統(tǒng)排風(fēng)量相一致。減少排風(fēng)機(jī)耗電量，維持排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管壓力恒定，提高排風(fēng)管風(fēng)量控制閥精度。同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)室與由室內(nèi)向外方向上相鄰相通房間的壓差為-10（Pa）采用壓差式電動(dòng)風(fēng)門調(diào)節(jié)閥可靠的控制室內(nèi)的壓差，實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)系統(tǒng)空調(diào)機(jī)組送風(fēng)機(jī)也應(yīng)與實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)系統(tǒng)互相連鎖，這種控制方法靈敏度高、可靠性強(qiáng)，主要用于控制回風(fēng)閥和排風(fēng)閥。 
　　2、冷量、再熱量的確定 
　　夏季新風(fēng)條件28.4℃/25℃，經(jīng)過表冷盤管降溫除濕以后設(shè)計(jì)出口工況為14℃/90%，計(jì)算制冷量為：160KW。夏季室內(nèi)工況25℃/60%考慮5度送風(fēng)溫差，再熱量24KW。 
　　3、加熱量的確定 
　　冬季新風(fēng)條件-14℃/58%室內(nèi)工況18℃/30%，按照30度送風(fēng)計(jì)算加熱能力178KW 
　　4、加濕量的確定 
　　冬季室外新風(fēng)-14℃/58%，絕對含濕量0.65g，室內(nèi)工況18℃/30%，絕對含濕量3.9g 
　　加濕量=1.2*（3.9-0.65）*12000/1000 =46.8kg/h 
　　5、過濾級別的確定 
　　國際上通用的標(biāo)準(zhǔn)是美國衛(wèi)生基金會(huì)（NSF）制訂的，WS233規(guī)定P3實(shí)驗(yàn)室凈化級別為7-8級，送排風(fēng)都必須經(jīng)過HEPA過濾器處理，且HEPA必須安裝在實(shí)驗(yàn)室的維護(hù)結(jié)構(gòu)上，一面污染風(fēng)管，在美國HIH/CDC的標(biāo)準(zhǔn)中，P3實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)只要遠(yuǎn)離有人區(qū)，而進(jìn)風(fēng)口可以不需要高效過濾或其他處理，除非有特殊病原操作，或所處場所等較為特殊，實(shí)驗(yàn)室也沒有潔凈度的要求，因此除非實(shí)驗(yàn)對象很容易受到外來污染的影響，此時(shí)送風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)HEPA，否則亞高效過濾器就可以滿足使用要求。空氣凈化系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置初效、中效、高效三級空氣過濾，第一級別是初效過濾器，對于帶回風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)，初效過濾器宜設(shè)置在新風(fēng)口或緊靠新風(fēng)口處。全新風(fēng)系統(tǒng)的初效過濾器可設(shè)置在空調(diào)箱內(nèi)，第二級是中效過濾器，宜設(shè)置在空氣處理機(jī)的正壓段。第三級是高效過濾器，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)。對于全新風(fēng)系統(tǒng)，宜在表冷器前設(shè)置一道保護(hù)用的中效過濾器。 
　　考慮房間溫度、濕度、潔凈度均有要求功能組合設(shè)計(jì)如下： 
　　1-排風(fēng)段，2-高效過濾段，3-排風(fēng)機(jī)段，4-排風(fēng)段，5-新風(fēng)段，6-初效過濾段，7-效過濾段，8-表冷、加熱共用盤管段，9-蒸汽再熱盤管段，10-干蒸汽加濕段，11-擋水板段，12-送風(fēng)機(jī)段，13-均流段，14-消音段，15-亞高效過濾段，16-送風(fēng)段 
　　此方案未考慮生物安全柜通風(fēng)系統(tǒng)，建議安全柜送風(fēng)口加裝高效過濾 
　　結(jié)論：生物安全實(shí)驗(yàn)室的空調(diào)系統(tǒng)肩負(fù)著保障室內(nèi)外環(huán)境不受污染的重任，因此必須對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行周密設(shè)計(jì)，才能保證試驗(yàn)和生產(chǎn)的順利進(jìn)行。