生物安全三级实验室气流控制

作者：中国建筑科学研究院空气调节研究所  牛维乐  刘华
作者简介：牛维乐，男，1973年生，硕士研究生，工程师
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    1  引言
    人类自从发现微生物以来，被微生物感染的例子屡见不鲜，因此而丧生的也大有人在，就是知名的细菌学家也难例外。由生物学上的原因而造成的灾害就是生物学危险，克服了这种危险就实现了生物学安全。生物安全实验室就是为此目的而产生的。美国911事件之后，特别是SARS疫情在我国爆发后，生物安全三级实验室的建设在我国得到了快速发展：在生物病毒研究、生物技术开发、遗传基因工程、生物武器反恐等诸多领域，生物安全三级实验室相继建立和投入使用。
   

    2  实验室气流控制目的

    2.1  操作人员安全及保护环境
    在病原体研究方面，由于种种原因，实验室获得性感染事件时有发生，根据有关资料报道，截至1976年全球共发生获得性感染事件3000多例。在病原体研究实验中，工作人员发病率比普通人群高5-7倍。

    2．2  房间压力
    由于在三级生物安全实验室里进行的实验主要是能通过呼吸途径使人传染上的严重的甚至是致死的致病微生物及其毒素的实验，因此三级实 验室气流控制的另一个目的是保持实验室内的净负压状态，并保持实验室的各房间之间的压力梯度稳定(由外到内压力依次降低)，保持正确的气流方向；

    2．3  通风及舒适
    三级生物安全实验室作为实验人员的工作场所，虽然是一个密闭空间，但也必须为实验人员提供舒适的工作环境，以利于实验人员的身心健康，提高实验人员的工作效率：因此三级实验室气流控制的另一个目的就是通过提供适当的换气次数、合理布置送排风口位置，为工作人员提供适宜的温度、相对湿度和安静的环境。

   
    3  如何实现对实验室气流的控制

    3．1  保证操作人员安全及保护环境
    由于生物安全实验室的操作具有危险性，要保证操作人员的安全，除了操作人员应采取相应的防护措施外，三级生物安全实验室必须单独设置直流式的通风空调系统，不得采用部分回风系统，进风应经初、中、高效三级过滤；三级生物安全实验室必须设置Ⅱ级或Ⅲ级安全柜和连续流离心风机，可能产生气溶胶的设备应置于物理抑制设备之中，该装置应能将其可能产生的气溶胶经高效过滤器过滤后排出，其位置的布置应有利于形成气流由“清洁”区域流向“污染”区域的气流流型。

    3.2  保证房间压力
    通过调整房间的排风量和送风量的差值来保证房间的净负压，即使房间的送风量和余风量(排风量和送风量的差值)之和与房间排风量相匹配。

    3．3  保证通风及舒适
    为了给实验人员提供舒适的工作环境，即适宜的温度、相对温度和必须保证实验室适当的换气次数。实验室总的空气流量要考虑以下三个因素：
    (1)生物安全柜的排风总量；
    (2)最低通风率；
    (3)满足热负荷所需风量。

    4  实验室气流控制简介

    传统的实验室的气流控制通常为定风量控制方式，这种控制方式出现在四十年代，实验室的送风量和排风量都是固定不变的，通过调节排风量和送风量之间的差值(余风量)来保证实验室的负压状态。