導讀
由于一些實驗室設計與施工人員對標準規范的理解與掌握不夠深入，設計理念含混不清，致使工程缺陷較多，【現代資訊】期刊特請江蘇省疾病預防控制中心職防所書記/研究員、中華預防醫學會衛生工程分會副主任委員、CNAS主任評審員、《中國衛生工程學》雜志副總編、【現代資訊】實驗室技術專欄總顧問謝景欣先生為科學實驗室普遍存在的設計問題作以下簡要闡述與分析。
二級生物安全實驗室（以下稱BSL-2實驗室和ABSL-2 實驗室，分別表示“二級生物安全防護水平”和“動物二級生物安全防護水平”實驗室）是涉及致病性生物因子實驗活動的常用實驗室，在各級生物安全實驗室中適用面最廣、使用量最大。來源于工業技術的氣壓控制和空氣凈化技術與醫學（指病原微生物實驗領域）結合產生了新的特點，設計理念有了新的內涵。現就全國各地在負壓狀態BSL-2實驗室和ABSL-2 實驗室工程設計中集中存在的關鍵性問題進行分析評價，提出合理化的意見。
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功能區設置與平面布局
核心工作間（動物飼養室）是直接操作危險生物因子活動的區域，為提高室內氣流的均勻性，減少氣流死角和渦流，同時易于實驗設施的布置與實驗活動的進行，核心工作間（動物飼養室）的平面結構（幾何形狀）應盡量規整〔1〕。由于核心工作間有氣壓等環境參數的控制要求，為了減少指標的丟失，其出入口應設置緩沖間〔2〕。結合上述情況，負壓狀態BSL-2實驗室的最基本結構應由核心工作間和緩沖間構成，并且，緩沖間宜設于核心工作間外側，以保持核心工作間的完整性。對于負壓狀態ABSL-2實驗室，可以設置獨立的動物室，也可以根據需要將動物室與核心工作間合并〔2〕。
更衣是進行實驗活動的必要程序，設置專用更衣室有利于潔污分離，避免交叉污染。當實驗室設置于大實驗區域內，如設于某實驗樓層的一隅時，由于人員在進入大區域前已進行一次更衣，所以實驗室不應生搬硬套“一更、二更”模式，僅設一間更衣室即可。人員在更衣室穿戴防護用品后通過緩沖間進入核心工作間，形成合理的人流程序。
通常，為了建立合理的實驗工藝流程，還需要在清潔區域設置準備間（或稱前室），并與核心工作間之間設置雙扉傳遞窗，形成合理的物流程序。根據生物安全的基本理念，所有污染物在離開核心工作間前必須進行安全處理，因此無需設污物專用走廊。
目前，一些單位在建設負壓狀態BSL-2/ABSL-2實驗室時希望配置樣品庫和淋浴間。對于樣品庫和淋浴間，建設單位可以另外獨立設置，與每一個實驗室捆綁建設應該不是提倡的方向，否則會使實驗室建設復雜化，同時也會造成資源浪費，特別是樣品庫，分散設置會給病原微生物的管理增加難度。
對于地市級以下的單位，基于職能與能力定位，以及經濟條件等因素，通常是建設很少量的負壓狀態實驗室，在這種情況下，將整個單位的樣品庫與某個實驗室一體化建設也是可行的，但必須處理好人流與物流的關系，平面布局的設計應保證樣品庫處于公用并安全的狀態，不能受實驗室的自身狀態（如正在操作實驗活動、處于污染狀態等）所牽制〔2〕。至于淋浴間，建設單位也可根據具體情況適量設置，但需要合理處理人流與相應區域之間的關系。配置淋浴間的實驗室，平面布局的設計宜滿足下列要求：人員進入時可不經過淋浴間，按更衣室—緩沖間—核心工作間的途徑進入；離開時可實現先進淋浴間，后進更衣室，按核心工作間—緩沖間—淋浴間—更衣室的途徑離開。
由于在設置樣品庫和淋浴間的同時也增加了人流、物流的復雜程度，特別是在給定的、局限的建筑條件下，要兼顧各方面的邏輯關系，合理處理平面布局，往往會遇到較大的困難。樣品庫的設計還需考慮夏季通風降溫的措施。
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通風與氣流
既然選擇了負壓狀態的BSL-2/ABSL-2實驗室，其前提是實驗室空氣中有病原微生物污染的隱患，因此不應采用循環空氣，即應采用全新風系統〔3〕。
2.1 整體區域氣流組織 在實驗室整體區域內，為防止有害因子無序或逆向擴散，污染相對清潔的區域和外部環境，氣流方向應由清潔區流向污染區，形成定向的氣流組織，如：清潔區—緩沖間—核心工作間—排出至室外。
2.2 核心工作間氣流組織 核心工作間（包括動物飼養間）是污染風險最高的區域，為降低實驗操作人員遭受污染的幾率，氣流應從相對清潔處（生安柜、動物籠具對側）送入，流經工作人員后流向污染源，從污染源方向排出，保證工作人員處于上風向。
送、排風口的布置方式直接決定氣流組織的形式。氣流組織應遵循使室內氣流死角和渦流降至最小程度的原則。風口布置可采用對側上送下排或對側上送上排方式，無論采用哪種方式，送風口應盡量貼近相對清潔側頂棚邊緣處，排風口應設于對側下方墻體或上方頂棚邊緣處，形成相對均勻的定向氣流。局部排風裝置操作窗口的吸入氣流方向應與房間氣流方向一致，避免房間氣流對局部排風氣流造成橫向干擾。送風口不得設置于生物安全柜等局部排風裝置的上方以及頂棚中央，一是避免送風氣流對局部排風氣流造成縱向干擾；二是避免形成較大的死角和渦流〔4〕。
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室內環境指標
3.1 負壓狀態BSL-2實驗室氣壓 為保證相鄰相通區域之間的空氣由潔凈區流向污染區，形成比較可靠和穩定的定向氣流，區域之間應保持一定的壓力梯度（負壓），通常，可靠的壓力梯度應不小于10Pa〔5〕。由于室內氣壓的正常漂移值允許在±5Pa之間〔1〕，因此，實際調試值宜不小于-15Pa。
對于采取機械通風的緩沖間，空氣壓力（負壓）可按-10Pa設計；核心工作間的壓力應提高一級梯度，因此，空氣壓力可按（-10Pa）＋（-10Pa）=-20Pa設計。結合±5Pa的正常漂移值，實際調試壓強宜控制在-20Pa～-30Pa〔1〕。按照上述情況進行逆向推算驗證，從核心工作間至緩沖間再至清潔區（外部環境），各相鄰相通區域之間的壓力梯度可保證不小于-10Pa，符合生物安全的一般要求。
3.2 負壓狀態ABSL-2實驗室氣壓 《實驗室 生物安全通用要求》規定ABSL-2實驗室動物飼養間的室內氣壓應控制為負壓。
對于動物飼養間與核心工作間合并使用的，同上述3.1，緩沖間可按-10Pa設計，動物飼養間（核心工作間）的壓力可按-20Pa設計。
對于設置獨立動物飼養間的，若飼養間的緩沖間與核心工作間的緩沖間處于并列狀態，即出入口位于同一個壓力區域（如走廊），則動物飼養間及其緩沖間的壓力可等于或大于與核心工作間及其緩沖間的壓力。因此，動物飼養間和核心工作間的壓力可按-20Pa設計，其各自緩沖間的壓力可按-10Pa設計〔3〕a。
對于動物飼養間與核心工作間相鄰相通，人員經過核心工作間進入飼養間的，緩沖間的負壓應高于核心工作間一個梯度，飼養間的負壓高于緩沖間一個梯度。因此，核心工作間的負壓可按-20Pa設計，緩沖間的負壓可按-30Pa設計，飼養間的負壓可按-40Pa設計。
3.3 其他指標 BSL-3實驗室要求在正常情況下相對濕度宜控制在-30%～-70%范圍內，在消毒狀態下相對濕度應能滿足消毒滅菌的技術要求；實驗室的溫度宜控制在-18℃～-26℃范圍內；在安全柜開啟情況下，核心工作間的噪聲應＜60dB（A）；實驗室防護區的靜態潔凈度應不小于8級水平〔2〕。上述要求是針對病原微生物實驗活動以及職業衛生提出的通用要求，也是基本要求，于對完全密閉并采用人工氣候的負壓狀態BSL-2 /ABSL-2 實驗室應同樣適用〔6〕。需要特別說明的是潔凈度問題：
（1）現有相關標準和規范對于BSL-2 /ABSL-2實驗室沒有潔凈度要求，同時，實行空氣凈化需要增加投資和運行費用；
（2）8級潔凈度即日常所稱的10萬級（舊標準中的分級名稱）潔凈度，是較低的潔凈水平，較容易實現；
（3）潔凈環境有利于延長生物安全柜的使用壽命，也有利于保護樣品和保證實驗質量；
（4）緩沖間的作用是減少相鄰相通區域之間環境參數的丟失，若采取凈化措施將有利于其功能的發揮，但會增加相應費用。是否采取凈化措施，建設單位可根據自身情況進行選擇。
負壓狀態BSL-2/ABSL-2實驗室的環境設計參數可參照表1進行。
表1 負壓狀態BSL-2/ABSL-2實驗室環境指標
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小 結
BSL-2 /ABSL-2實驗室可以呈常壓狀態，也可以呈負壓狀態，但不得呈正壓狀態。是否建設負壓狀態的實驗室，建設單位可根據實驗內容、經濟條件等因素作出選擇。
《實驗室 生物安全通用要求》對常壓狀態BSL-2 /ABSL-2（動物飼養間為負壓）實驗室的建設要求作出了比較明確的規定，并且易于理解，實施難度較小，但對負壓狀態BSL-2 /ABSL-2實驗室沒有作出規定。從各地實驗室建設情況看，常壓狀態實驗室基本符合標準要求，負壓狀態實驗室存在的問題比較多。實驗室建設在沒有單一標準或規范支持的情況下，可以運用多領域的標準與規范，以及相關學科的知識進行工程分析與設計。相對于常壓狀態，負壓狀態實驗室的基本要求更為復雜，其功能分區、氣流組織、人流物流、環境參數等，不僅應符合生物安全理念和實驗工藝要求，而且應符合暖通工程、建筑工程等基本原理與要求。
參考文獻
〔1〕 謝景欣 全國CDC實驗室設計中普遍存在的主要問題及應對措施〔J〕. 中國衛生工程學，2007，6（2）：65-69.
〔2〕 中華人名共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，GB19489-2008，實驗室 生物安全通用要求〔S〕. 北京：中國標準出版社，2008.
〔3〕謝景欣 負壓二級生物安全實驗室設計關鍵控制點分析〔J〕. 暖通空調，2013，43（5）：期P38-42.
〔4〕茅清希.工業通風〔M〕.上海：同濟大學出版社，1998：17-18.
〔5〕中華人民共和國建設部，國家質量監督檢驗檢疫總局.GB50346-2004，生物安實驗室建筑技術規范〔S〕.北京：中國建筑工業出版社，2006.
〔6〕王隴德. 實驗室建設與管理〔M〕.北京：人民衛生出版社，2005：135-136.
