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實驗室設(shè)計之P3實驗室規(guī)范要求

   2019-11-04 現(xiàn)代實驗室裝備網(wǎng)1204
核心提示:P3實驗室按功能要求劃分,分為潔凈區(qū)和非潔凈區(qū),潔凈區(qū)包括潔凈準備區(qū),一更,淋浴室,二更,氣閘室,P3實驗室,消毒室;非潔凈室有機房和走廊。
 

P3實驗室設(shè)計平面布置及設(shè)施

 

P3實驗室按功能要求劃分,分為潔凈區(qū)和非潔凈區(qū),潔凈區(qū)包括潔凈準備區(qū),一更,淋浴室,二更,氣閘室,P3實驗室,消毒室;非潔凈室有機房和走廊。

對P3實驗室的布局,應(yīng)考慮以下原則:

1)P3實驗室設(shè)計平面布置

對有生物危險性的P3實驗室,要做成負壓,以防止微生物污染的外逸。因此它不僅要求除菌、更要進行隔離處理。隔離方式一般采用一次隔離和二次隔離。一次隔離就是病原體和實驗者之間的隔離,是以防止實驗人員被感染為目的的。主要用生物安全柜和罩式防護衣方式。


為了防止病原體從實驗室漏到外部環(huán)境中,而把實驗室和外界隔斷,即是二次隔離。二次隔離就是實驗室和外界之間的隔離,是以防止實驗室外的人被感染為目的的。


污染傳播的主要途徑是氣溶膠的擴散和對病原體的直接接觸。特別是前者,僅僅靠改善操作方式是不能解決的,一般采取在隔離區(qū)和維持區(qū)之間建立氣壓差和對排風進行滅菌處理兩種方法。


隔離區(qū)(P3實驗室)應(yīng)維持壓差(負壓)一般為-20~-50Pa,使維持區(qū)到隔離區(qū)造成定向氣流。


在氣壓不同區(qū)域之間設(shè)有氣閘室,它的兩邊設(shè)有聯(lián)鎖的門,一邊開時,另一邊關(guān)閉,以維持壓差。


整個P3實驗室區(qū)域的室內(nèi)壓差等級從低到高依次是:P-Ⅱ生物安全柜<P3實驗室<氣閘室<更衣室<潔凈準備室<走廊

2)人流、物流合理,做到不交*污染

應(yīng)有實驗室門禁管理制度,僅限于預先被告知危險性、并經(jīng)過特殊培訓的工作人員及支援人員能夠進出。并貼有警告標志及生物性危險標志。

由于該P3實驗室小,又不經(jīng)常使用。主要做到人流與物流的分開,污染物品與潔凈物品的分離。即:


人流方向: 

入:走廊—更鞋、一次更衣—二次更衣--氣閘室— P3實驗室
出:P3實驗室—氣閘室—淋浴---更衣、更鞋—走廊;


物流方向:
潔凈物品或不能進行滅菌物品從雙面互鎖結(jié)構(gòu)傳遞窗入P3實驗室;

 

需滅菌物品從雙門傳遞滅菌器,或密封后經(jīng)傳遞窗入,再經(jīng)高壓滅菌器滅菌后進入P3實驗室;在傳遞窗下方設(shè)消毒渡槽,對某些不能高壓滅菌物品可通過盛有消毒液的藥液傳遞窗傳遞,使容器外側(cè)受到滅菌處理。


污染物品、實驗后器械應(yīng)置于耐用、防漏密閉的容器中,經(jīng)高壓滅菌后才可廢棄。實驗人員淋浴后一次性衣物,應(yīng)裝入密閉膠袋后,經(jīng)傳遞窗到滅菌器中處理后廢棄。

3)消毒、滅菌程序

為防止交*污染,進入P3實驗室的人員,必須進行更衣、手消毒后才可進入,實驗后必須經(jīng)過淋浴后方可退出P3實驗室,以防將病毒帶出實驗室。

P3實驗室內(nèi)應(yīng)配備高壓滅菌器,雙門傳遞型的或單蓋開啟型的。若配備的是蒸汽熏蒸消毒型的,建議設(shè)消毒室,該室是直流全排式,消毒時,關(guān)閉排風系統(tǒng),消毒結(jié)束后,開啟排風系統(tǒng),排除室內(nèi)蒸汽及消毒劑氣味。

4)污染區(qū)廢水處理

為防止活毒隨廢水逸出P3實驗室,因此活毒廢水應(yīng)單獨排放,并經(jīng)滅菌處理后方可同其他廢水合流排至城市管網(wǎng)。滅菌方式采用次氯酸鈉滅菌處理或高壓蒸汽滅菌處理。滅菌處理流程如下:
次氯酸鈉藥液或高壓蒸汽
污染區(qū)廢水→集水滅菌罐→污水管道

5)進入污染區(qū)的管道應(yīng)裝止回閥

進入污染區(qū)的管道,如蒸汽管、壓縮空氣管、給水管等,當系統(tǒng)放空后,形成空氣通路,此時活毒易通過管道逸出污染區(qū),因此應(yīng)在進入污染區(qū)的管道上安裝止回閥。止回閥材質(zhì)應(yīng)同管材一致。

6)污染區(qū)排風處理

為防止活毒通過排風管逸出室外,因此必須在排風管上裝高效或亞高效過濾器。細菌或病毒一般吸附在塵埃上,其等價粒經(jīng)一般為1~5μm,因此用高效過濾器可以把細菌或病毒擋在過濾器上。另外,排風管上裝過濾器能防止室外塵埃倒灌入室內(nèi),從而有效維持室內(nèi)潔凈度。

對不同級別實驗室安裝高效過濾器的數(shù)量和使用回風美國規(guī)范有一定要求。例如高度安全實驗室(BSL4)必須安裝2級串聯(lián)高效過濾器,其回風不能利用,對>0.5μm粒子凈化率>99.99%。安全實驗室(BSL3)安裝一級高效過濾器,凈化率>99.97%即可。

P3實驗室設(shè)計的排風機風量、風壓應(yīng)進行計算后確定。

另排風系統(tǒng)中高效過濾器應(yīng)設(shè)置在負壓段,這樣一方面使風機不易被有害氣溶膠污染,給維修人員帶來危害;另一方面,可避免未通過高效過濾器的有害生物氣溶膠處于正壓狀態(tài)后易擴散出來,污染環(huán)境。

7)生物安全柜的設(shè)置及安裝要點

P3實驗室的防護或圍堵的第一道防線是通過安全裝置完成的,稱為一級防護(Primary Barriers)。它包括生物安全柜和各種密閉容器和個人防護器材。


根據(jù)日本對P3級別的實驗室要求,實驗應(yīng)在Ⅱ級生物安全柜內(nèi)進行。


Ⅱ級生物安全柜,有前開口,入柜氣流(0.3~0.4m/s)不等流到試驗?zāi)康奈锉惚晃哌^濾,起到氣幕作用。柜內(nèi)由上到下的潔凈層流保護操作對象不受外來空氣污染。

 

Ⅱ級生物安全柜分A和B兩型。A型允許經(jīng)高效過濾的空氣排入實驗室內(nèi),循環(huán)使用,因此只能進行無揮發(fā)性毒物和無放射性微生物的操作。B型(見附圖5、6、7)應(yīng)有硬管道連接負壓排風系統(tǒng),為全排風式。

安裝生物安全柜時應(yīng)符合下列規(guī)定:

A、生物安全柜在安裝搬運過程中,嚴禁將其橫倒放置和拆卸,宜在搬入安裝現(xiàn)場后拆開包裝。

 

B、生物安全柜安裝位置未指明時應(yīng)避開人流頻繁處,并避免房間氣流對操作口空氣幕的干擾。

 

C、安全柜不能安裝在房間通風系統(tǒng)的進口,以免氣流直接吹到安全柜正面的操作口和排風過濾器上。

 

D、安全柜的周圍應(yīng)留出300mm的空間,以便于消除臟物。若受空間限制,至少應(yīng)在兩邊留出80mM,背面留出40mm。應(yīng)在安全柜的電源處留出足夠的空間,以便于在不移動安全柜的情況下,就可進行維修。對于底面和底邊緊貼地面的安全,所有沿地邊縫應(yīng)加以密封。

 

E、生物安全柜的排風管道的連接方式,必須以更換排風過濾器方便為原則。

 

生物安全柜安裝后,必須進行現(xiàn)場安裝,并符合下列規(guī)定:
1、壓力滲透試驗:應(yīng)確認所有接縫的氣密性及整個設(shè)備沒有漏氣。


2、高效過濾器的滲透試驗,應(yīng)確認高效過濾器本身極其安裝接縫處沒有滲漏;


3、操作區(qū)氣流速度試驗,應(yīng)確認整個操作區(qū)的氣流速度均滿足規(guī)定要求;


4、操作口負壓試驗,應(yīng)確認通過整個操作口的氣流流向均指向柜內(nèi);


5、洗滌盤漏水程度試驗,應(yīng)確認盛滿水的洗滌盆經(jīng)過1h后無漏水現(xiàn)象。


6、接地裝置的接地線路電阻試驗,應(yīng)確認接地的分支線路在接線及插座處的電阻不超過規(guī)定值。


7、生物安全柜在正常使用過程中,每年要檢驗一次。

P3實驗室設(shè)計凈化空調(diào)系統(tǒng)

 

一)氣象資料
夏季空調(diào)溫度:33℃
冬季通風溫度:14.1℃


二)夏季室外計算濕球溫度:27.9℃
相對濕度:83%
夏季通風相對濕度: 70%;
冬季空調(diào)計算濕球溫度: 5℃
冬季空調(diào)相對濕度:72%;


三)室內(nèi)設(shè)計參數(shù):
1)潔凈度:P3實驗室設(shè)計為10000級;其中生物安全柜內(nèi)為100級;

 

2)壓差梯度:潔凈走廊正壓(³15Pa)>實驗室6~8(正壓與室外靜壓差³10Pa)>緩沖氣閘間(壓差為-10Pa)> P3實驗室 (為負壓-25~-50Pa)。

 

3)溫度:20~26℃;

 

4)濕度:50~70% ;


5)氣流組織:a.上送,室內(nèi)柱位及下側(cè)排風,上接管道排風至排風柜;三級過濾系統(tǒng);
b.P3實驗室為全排風系統(tǒng)。
C.生物安全柜的排風設(shè)排風管道經(jīng)高效過濾器處理后排出。

 

6)新風量要保證潔凈室內(nèi)正壓要求及人員無不適感,保證室內(nèi)新風量
>40 M3/h.每人。

四)方案說明
1)潔凈區(qū)設(shè)計冷量13Kw。
擬選用1臺5HP柜式空調(diào)作為冷熱源,采用一臺臥式組合空氣處理機對空氣進行凈化處理,組合成一凈化空調(diào)系統(tǒng)。


2)凈化空調(diào)送風系統(tǒng),由組合空氣處理機組進行加壓、初、中效二級過濾段等處理過程,未端設(shè)高效過濾裝置(室內(nèi)天花上)。


3)按實驗室運作情況,設(shè)1個潔凈送風系統(tǒng)及2個排風系統(tǒng):
送風系統(tǒng)與排風系統(tǒng)進行聯(lián)鎖,只有當排風機啟動后送風系統(tǒng)才能啟動以保證實驗室的負壓。
 

4)凈化空調(diào)系統(tǒng)風管材料采用優(yōu)質(zhì)鍍鋅鋼板,當矩形風管長邊b(mm)為:
100<b<220時,δ=0.5; 220<b<560時,δ=0.75;560<b<1250時,δ=1.0
1250<b<2000時, δ=1.2;


5)除新風及排風管道外,風管均需保溫。保溫材料用鋁箔玻璃棉氈: 
24K/δ=25mm;


6)進入污染區(qū)的管道(包括送風和排風)均裝止回閥。防止倒流污染。


7)排風管及排水管為PVC材質(zhì),硬管道連接。
 

五)P3實驗室設(shè)計潔凈區(qū)內(nèi)裝修
1)天花:潔凈區(qū)內(nèi)用優(yōu)良保溫彩鋼板,無塵明亮, 顏色用灰白或象牙白,厚50mm;


2)間隔:潔凈區(qū)用雙面彩鋼保溫板圍護及間隔,圍護面彩鋼板到天花頂;與地面及天花交角做元弧及陰角接口,符合GMP規(guī)范及衛(wèi)生消毒要求。與非潔凈區(qū)隔斷處的玻璃固定窗做雙層玻璃。


3)密閉門:900x2000,上做玻璃觀察窗,裝球型通道鎖。(自動門)


4)地面:潔凈區(qū)原水泥地面需經(jīng)處理后做環(huán)氧樹脂EPOXY面層,厚2mm的環(huán)氧樹脂自流平;顏色為蘋果綠或由甲方選定。無塵清潔明亮,易清洗搞衛(wèi)生,不積塵菌。


5)柱子:潔凈區(qū)柱子用彩鋼板全包邊,并做回風技術(shù)夾層。


6)傳遞窗:實驗室間的傳遞窗做成雙層門互鎖結(jié)構(gòu)。
內(nèi)空尺寸:500x500x400。


7)P3實驗室的內(nèi)裝修材料
目前國外及國內(nèi)對生物安全實驗室建筑材料的要求,墻壁、天花、地面和操作平臺應(yīng)平整光滑,不積塵、易清潔,氣密性好,不滲透。地面不應(yīng)太滑。要能夠耐受常規(guī)化學試劑和消毒劑的清洗。國內(nèi)常用的材料為彩鋼板組合形式及鋼板制成箱型結(jié)構(gòu)。對若不常使用的P3實驗室來說,由于使用次數(shù)少,消毒頻率、強度低,彩鋼板結(jié)構(gòu)不失為一種經(jīng)濟、合理的材料,只要在施工中做到氣密性好就能符合要求。

另一種方案為,P3實驗室天花、墻身骨架采用木結(jié)構(gòu)或鋁合金骨架,雙面做12mm夾板或硅鈣板,接口密閉后,在表面做防腐蝕進口PVC墻面板無縫焊接。與地面PVC地板連成一整體,可達到嚴密、耐化學腐蝕又美觀效果。另也可用合成石材把墻面及天花做成一整體,但費用較高。

另在實驗室地面或墻面材料上,可采取與其他無污染實驗室有區(qū)別的顏色,加以區(qū)分“熱”區(qū)及“冷”區(qū),作為一種警示。

 

六)照明、配電:

用帶罩明裝凈室燈盤40WX2,工作區(qū)照度>250Lux,走道照度>100Lux; 

凈化間設(shè)紫外線殺菌燈,與照明燈具分路設(shè)計。用線管暗敷。符合防火及用電規(guī)范。空調(diào)及照明系統(tǒng)動力約需60KW/380V。


七)為確保工作人員的健康和環(huán)境,在實驗室建設(shè)同時,應(yīng)建立規(guī)范的生物安全操作規(guī)范;包括個人操作及衛(wèi)生習慣,用具管理和實驗室維護等。

自動控制與報警

 

為保證實驗室正常運行,應(yīng)建立完善的應(yīng)急處理措施,和自動控制、報警系統(tǒng),在自控設(shè)計中要保證完善的負壓控制系統(tǒng),送排風機必須考慮啟動和停車的連鎖,內(nèi)部通話器及監(jiān)控設(shè)施,排風過濾器堵塞報警裝置、實驗室負壓報警裝置等。


1.負壓控制
由于P3實驗室所做實驗產(chǎn)生的物質(zhì)是有危害性的,因此必須保證實驗室對外界保持負壓,以防止危險性物質(zhì)擴散,為達到此目標,需要時刻對實驗室進行壓力控制,通過設(shè)置在房間內(nèi)的壓差傳感器將壓差值傳送至自動控制系統(tǒng)中的控制器,由控制器給出信號給送風機的變頻器,通過變頻器改變送風機風機的頻率,增加或減少送風機送入實驗室的風量,以達到對實驗室負壓的控制。


2.報警裝置

通過設(shè)置在控制箱內(nèi)多功能控制器報警功能,實現(xiàn)對實驗室氣壓變化的實時監(jiān)控報警,如果P3實驗室內(nèi)的負壓值低于所要求的安全的負壓值,報警裝置開始工作,它能提供聲光報警。

 
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