小代君說
為防控新發突發傳染病疫情、防范生物恐怖襲擊、防御生物武器攻擊，保障社會安定、公眾健康，生物安全四級實驗室它必然存在。
一、SICOLAB生物安全四級實驗室的設計
生物安全四級實驗室的圍護結構主要分為2種：
一種為鋼筋混凝土澆筑結構，另一種為不銹鋼整體焊接結構。
實驗室圍護結構及建造工藝的選擇通常需要考慮：
1）從事的實驗活動；
2）結構承壓能力；
3）側壁與地面密封問題；
4）建造周期與檢修維護便利性等。
GB19489-2008《生物安全通用要求》和GB50346-2011《生物安全實驗室建筑技術規范》要求并有效運行的不銹鋼焊接的生物安全四級實驗室，整體不銹鋼焊接具有耐壓程度高、牢固度強、密封性好、造價低、工藝相對簡單等優點。
此次SICOLAB承接的生物安全四級實驗室主體采用鋼結構形式，共3層，總建筑面積560m2。
1層為實驗室輔助用房，包括成品室、配電室、教學室、更衣室、生命支持系統室和污水處理室；
2層為實驗室層，分為教學區和實驗室區，實驗區擁有一間完整的生物安全四級實驗室，包括防護走廊、內防護服更換間、淋浴間、外防護服更換間、化學淋浴間和核心工作間；
3層為袋進袋出高效過濾單元和化學淋浴間配液系統。教學區可通過核心工作間和化學淋浴間的可視窗和視頻進行實際操作觀摩示范教學。
為保證實驗室圍護結構的氣密性，采用機械臂自動焊接的不銹鋼板（304L）滿焊工藝建造實驗室氣密性圍護結構，并采用國產管線穿墻密封裝置、機械壓緊式氣密門、氣密傳遞窗等氣密防護設備，確保實驗室核心工作間圍護結構的氣密性達到GB19489-2008《實驗室生物安全通用要求》規定的壓力衰減指標要求。
實驗室核心工作間內壁采用3mm厚的不銹鋼整體焊接制作，可耐酸、堿溶液腐蝕。實驗室壁板內部安裝由不銹鋼方管制作的骨架，以滿足圍護結構抗壓強度和壁板的平整度。為了滿足實驗室內壁易清潔的要求，實驗室內部邊角均設計為圓弧角，為此不銹鋼壁板上下兩端作圓弧處理，同時可充分釋放不銹鋼壁板內應力，減小后續壁板加工的變形量。
實驗室使用的關鍵（bag-in/bag-outfilterhousing，BIBO）防護設備有袋進袋出高效空氣過濾單元、活毒廢水處理系統、生物安全型雙扉高壓滅菌器、充氣式氣密門、機械壓緊式氣密門、化學淋浴系統、生命支持系統、氣密性傳遞窗、全自動氣密性渡槽、穿墻密封設備。
二、袋進袋出高效空氣過濾單元
袋進袋出高效空氣過濾單元由氣溶膠發生段、混勻段、上游氣溶膠采樣段、高效空氣過濾器（HEPA）壓緊段、掃描檢測段等部分組成。
1）高效單元中的均流板的作用是檢測HEPA時使氣溶膠均勻分布在HEPA的迎風面上，保證HEPA每個上游采集點的氣溶膠數量不超過平均值的20%，而在檢測完畢之后，可將均流板放置成水平狀態，減小高效單元正常使用時的阻力而達到節能的目的。
2）高效單元選用的是圓形線性掃描機構，掃描檢漏系統采用線性掃描機理，掃描器從過濾器一端到另一端一次性檢測完成，大大縮短檢測時間，整個掃描過程采用觸摸屏程序控制，簡單、方便、快捷，是一種比較可靠的檢漏方式。
3）高效單元設有消毒驗證口，消毒驗證口的內端與裝置箱體內部相通，中部設置密閉隔離閥，外端設置密封蓋，將可驗證消毒效果的生物指示劑放置在箱體內。
性能指標：
1）箱體氣密性。下每分鐘泄漏率為0.006％，遠高于國家標準GB19489-2008中在1000Pa下每分鐘泄漏率不超過0.1%的氣密性要求。
2）箱體抗壓力≥2500Pa。
3）過濾效率≥99.97%（0.3μｍ過濾精度）。
4）過濾器檢漏方式。可進行原位自動掃描檢漏。
5）上游氣溶膠均勻性。9個均布測點測試氣溶膠濃度與平均值的偏差滿足標準GB50346-2011的不大于20%的要求。
6）處理風量為300-14400m3/h（根據不同型號確定）。
7）阻力監測方式。機械式壓差表或變送式壓差傳感器實時監測。
8）過濾器消毒方式。可進行原位循環消毒，并可進行消毒效果驗證。
9）過濾器更換方式。對箱體內部進行原位氣體熏蒸消毒后，采用簡便、安全的袋進袋出更換方式。
10）抗腐蝕性。采用優質304不銹鋼制作，耐消毒劑、清潔劑及酸、堿等化學試劑腐蝕。
三、活毒廢水處理系統
該系統具有優良的主體設計結構、密封結構，由先進的全自動化焊接加工工藝制造而成，能對實驗室運行過程中排出的高危廢液及廢水進行無害化處理。設備配備雙級高效過濾器，并具有高效過濾器濾芯堵塞、泄漏的檢測及報警功能，可完成在線滅
菌等專業的流程控制。
主要組成部件：滅菌罐、混水器、管道泵、呼吸器。
主要功能：生物廢水滅活功能、自動清洗功能、報警功能、記錄及打印功能。
工作原理和工作流程：廢水進入滅活罐加熱升溫進入滅活狀態→維持滅活溫度→卸除壓力→通過壓縮空氣控制出料→廢水滅活后經冷熱混水器降溫至≤50℃排放。
廢氣處理（罐內廢氣）方式：雙重高效呼吸器過濾排放。生物廢水為序批式處理，2個滅活罐交替使用。
四、生物安全型雙扉高壓滅菌器
生物安全型雙扉高壓滅菌器主體有一個集成的生物密封裝置，內室采用防腐蝕性能優良的316L不銹鋼板經等離子焊接專機焊接而成，內表面經過自動拋光機機械拋光處理，表面光潔，粗糙度≤0.8μｍ，經過電化學拋光處理，表面形成鈍化膜，光亮滑潔、抗腐蝕、經久耐用；夾套使用304不銹鋼板。滅菌器底部采用特殊結構，中部低于兩側，有利于冷凝水的收集處理、排放徹底、不易外溢，是針對生物安全實驗室特殊設計的主體結構。管路系統由控制閥門、冷凝器、蒸汽發生器、真空泵、高壓泵及衛生級管道等組成；控制閥門選用角座式氣動閥和先導電磁閥，氣動閥無故障動作可達400萬次。與內室直接接觸的管路采用316L不銹鋼。滅菌器完全實現滅菌過程中對滅菌物品的屏蔽，滅菌過程中產生的廢汽、廢水通過高溫蒸汽進行有效的滅活和滅菌，完全達到生物安全四級實驗室對危害程度不同區域產生的各種廢棄物品原地高壓蒸汽滅菌的要求，消除污染物品對人和環境的安全威脅。
適用范圍
適用于生物安全四級實驗室各種物品的滅菌，例如：工器具、玻璃制品、過濾器、開口或閉口液體容器、廢棄物（普通或生物危害）、醫用材料等。
工作流程
液體類程序：排空-升溫-滅菌-排汽。
預真空類程序：脈動真空-升溫-滅菌-排汽-干燥-回空。
技術參數
設計壓力為0.3MPa；
設計溫度為144℃；
最高工作溫度為139℃（可根據需要設置）；
控制電源為AC220V/50Hz/0.5KW；
動力電源為AC380v/50Hz/31．45Kw；
壓縮氣源壓力為0.5～0.7MPa（自備壓縮氣源）；
水源壓力為0.15～0.30MPa，符合鍋爐用水標準的水源（軟化水）；
安全閥：
壓力上限為0.28MPa，壓力下限為0.26MPa；設備容積為350Ｌ，自帶蒸汽發生器。
五、氣密性傳遞窗
氣密性傳遞窗的雙門均采用機械壓緊的方式保證圍護結構和物流通道的氣密性，即傳遞窗門板上安裝有高彈性密封圈，通過壓緊機構使門與門框之間形成密封帶，其結構與機械式密閉門相似。傳遞窗作為一種物品傳遞設備，主要用于不同區域之間的物品傳遞，其雙門采用互鎖裝置，以避免不同區域直接連通，可有效防止傳遞過程中破壞圍護結構的完整性。
性能指標：
1）機械裝置和橡膠元件溫度適應范圍為-40～50℃。
2）結構抗壓力≥2500Pa。
3）氣密性。在-500Pa的壓力下使傳遞窗內腔保持氣密，20min壓力衰減小于250Pa。
4）消毒方式。可對傳遞窗內部空間及內部物品進行氣體循環消毒，并可進行消毒效果驗證。
5）抗腐蝕性。采用304不銹鋼制作，耐消毒劑、清潔劑及酸、堿等化學試劑腐蝕。
六、化學淋浴系統
化學淋浴系統的硬件制造與安裝、控制系統的編程與調試完全實現了國產化。其主要流程為：噴藥、反應暴露、水沖洗、地漏開啟、吹干。化學淋浴系統由箱體和化學加藥系統兩部分組成，箱體內部有送排風箱系統、控制系統、空氣過濾系統、氣密門、報警系統、照明系統等部件。
化學淋浴箱體材質為316Ｌ不銹鋼。整套淋浴流程應遵循一個程序自動運行。根據運行情況有相應的報警及記錄。除自動運行外，還應實現手動控制，可手動控制運行流程并可單獨手動控制執行元件的動作。控制系統采用可編程邏輯控制器（programmablelogiccontroller，PLC）＋人機接（humanmachineinteraction，HMI）控制配置，可實現系統的全自動操作控制、監控。配藥系統：消毒劑選用液體，混合罐到達低液位時便從原液罐內抽取消毒劑，混合罐自動注水進行配液。選用固體消毒劑時，需把消毒劑直接倒入儲液罐體，注入水，可實現定量注水及混勻攪拌。
化學淋浴系統控制系統配置：
1）采用PLC控制系統，PLC預留網絡控制接口。
2）應能顯示壓力參數、報警參數、執行元件執行狀態等。
3）配備獨立操作的控制柜、PLC和液晶觸摸屏，電氣開關和電氣元件都集中在控制柜內。電源開關與電控柜門連鎖保護，防塵、防水、散熱快且易于安裝。
七、實驗室空調自控系統
實驗室空調自控系統分為三部分：
第一部分是實驗室自控系統，主要包括實驗室壓力溫濕度控制、袋進袋出高效空氣過濾單元生物密閉閥的開關控制、報警系統等；
第二部分是空調自控系統，主要包括風機及風閥啟停控制、電加熱及除濕控制、冷熱水系統調節等；
第三部分是監控及門禁系統。
實驗室自控系統采用PLC控制系統，PLC系統通過網關讀取系統內相關設備的運行狀態及運行參數，達到監測和控制的目的。實驗室自控系統與空調自控系統通過網關連接，通過PLC模塊程序實現送、排風機自動啟停及各種工況切換的控制，PLC通過傳感器采集各實驗室內的壓力信號調節電動調節閥和變頻器及電加熱和電加濕以實現各實驗室內的壓力要求和溫度要求；自控系統上位機采用WinCC設計界面。中控室內設置自控系統的管理工作站，實時監控實驗室各種設備的運行狀態和環境運行參數，實現集中管理分散控制。
滿足GB50346-2011《生物安全實驗室建筑技術規范》、GB1９48９-2008《實驗室生物安全通用要求》等規范中對自控系統的相關要求。
空調自控系統主要控制實驗室的負壓及氣流：
1）氣流組織。
內防護服更換間、淋浴間、外防護服更換間、化學淋浴間及核心工作間采用散流器上送風，散流器頂排風。
2）空氣凈化處理過程。
新風→粗效過濾器→中效過濾器→表冷器→中效過濾器→高效過濾單元（一級）→潔凈室。
潔凈室→高效過濾單元（兩級）→排風至室外。
3）空氣處理機組。
采用組合式空氣處理機組，機組內壁板采用鍍鋅鋼板，外板采用鋼板，中間為聚氨酯發泡材料（難燃B級）。
4）加濕。
冬季或過渡季節加濕采用干蒸汽加濕器，以避免微生物滋生。
監控和門禁系統集成控制。門禁系統與實驗室自控系統連鎖，可實現門禁互鎖機制。
控制系統穩定性應急防御性主要體現在系統工況轉換時，模式實驗室各房間能否保證有序的壓力梯度，以及恢復正常工況所需時間是否在要求范圍之內。
SICOLAB實驗室規劃設計、布置平面工藝、整體建設、整體裝修、整體改造、潔凈凈化空調系統、消殺系統、裝修裝飾工程、通風排風系統、特殊供水系統、集中分散供氣管道系統、強電弱電門禁監控系統、PLC自控系統、廢氣廢水處理系統。
