洁净医学实验室的设计

一、工艺设计
1、要详细了解洁净实验室操作对象的特性、对实验人员和环境有无危害。
2、充分了解实验流程的各个环节及其对环境的要求。
3、无菌实验室常用的实验仪器有：恒温培养箱、二氧化碳培养箱、普通冰箱、低温冰箱、超低温冰箱、摇床、离心机、超净工作台、层流罩等。
4、PCR实验室（基因扩增实验室）常用的实验仪器有：普通冰箱、低温冰箱、超低温冰箱、离心机、电泳槽、PCR仪、超净工作台、通风橱、生物安全柜等。
5、PET中心（正电子发射计算机断层显象中心）常用的实验仪器有：热室分装箱。
6、生物安全实验室常用的实验仪器有：恒温培养箱、二氧化碳培养箱、普通冰箱、低温冰箱、超低温冰箱、摇床、离心机、洗板机、酶标仪、电泳槽、程序降温系统、超净工作台、生物安全柜、层流罩、可移动式消毒锅、单扉消毒锅、双扉消毒锅等。
7、详细了解各实验单元之间的压力状况，详见洁净医学实验室的技术指标部分。
8、详细了解实验仪器的配电要求、配气要求、排风要求、送风要求、给排水要求。
9、充分了解生物因子的危险等级，根据不同的危险等级选择不同的防护设备，设计相应的防护设施，选择适宜的建筑、结构、空调、给排水、配电及自动控制设施。
10、洁净医学实验室要设计好三类流线：人员流线、洁物流线、污物流线。尽可能做到人员流线和货物流线分开，尤其是洁物入口、污物出口和人员进出口需要分开设置。
11、在建筑面积有限的场所，物流出入口可采用传递窗代替。
12、三级和四级生物安全实验室的人流路线应符合空气洁净技术关于污染控制和物理隔离的原则。
13、无菌室、PCR实验室和PET中心所采用的传递窗可以设普通的传递窗，传递窗内设置紫外消毒灯。
14、生物安全实验室所采用的传递窗需要根据不同的实验室等级和传递窗的安装部位确定，实验区对外传递窗的密封性要好，并且可以自带洁净、消毒功能，实验区内部的传递窗可以采用普通传递窗。
二、建筑、装修、结构
1、无菌实验室通常包括换鞋、男女一更、男女二更、缓冲、走廊、无菌实验室、洁物入口、污物出口。二更可以兼作缓冲间，换鞋可以和一更合并。在建筑面积有限的场所物流出入口可用传递窗代替。
2、PCR实验室主要由四个独立的功能单元构成：样品和试剂准备区、核酸提取室、扩增区、产物分析区。每个区之间设置传递窗；每个区需要有自己的缓冲间，当不设置统一的人流出入口时，各缓冲间都要兼作各区的更衣室。比较好的PCR实验室可以设计统一的人员出入口、洁物入口和污物出口。
3、PET中心包括一更、缓冲、二更、气闸、物流入口、分装准备室、分装热室、热室后室。比较完善的PET中心还要设计配套的无菌检测室和阳性对照室。
4、生物安全一级实验室可以是一间安装了生物安全柜的独立的房间，实验室的门应有可视窗锁闭，门锁及门的开启方向不应妨碍室内人员的逃生。详细要求可以参照现行国家标准《实验室生物安全通用要求》GB 19489。
5、生物安全二级实验室宜设置更衣室和主实验室，主实验室内设置生物安全柜，主实验室要求维持微负压。详细要求可以参照现行国家标准《实验室生物安全通用要求》GB 19489。
6、生物安全三级a类实验室防护区应包括主实验室、缓冲间等，缓冲间可兼作防护服更换间；辅助工作区应包括清洁衣物更换间、监控室、洗消间、淋浴间等；生物安全三级b1类实验室防护区应包括主实验室、缓冲间、防护服更换间等。辅助工作区应包括清洁衣物更换间、监控室、洗消间、淋浴间等。主实验室不宜直接与其它公共区域相邻。详细要求可以参照现行国家标准《生物安全实验室建筑技术规范》GB 50346。
7、生物安全四级实验室防护区应包括主实验室、缓冲间、外防护服更换间等，辅助工作区应包括监控室、清洁衣物更换间；设有生命支持系统四级生物安全实验室的防护区应包括主实验室、化学淋浴间、外防护服更换间等，化学淋浴间可兼作缓冲间。详细要求可以参照现行国家标准《生物安全实验室建筑技术规范》GB 50346。
8、改造的洁净医学实验室的室内净高不宜低于2.5m，新建的洁净医学实验室的室内净高不宜低于2.6m。
9、三级和四级生物安全实验室宜设置设备层，设备层警告不宜低于2.6m。
10、二级生物安全实验室应在实验室或实验室所在建筑内配备高压灭菌器或其它消毒灭菌设备。
11、三级生物安全实验室应在防护区内设置生物安全型双扉高压灭菌器，灭菌器主体一侧应有维护空间。
12、四级生物安全实验室主实验室应设置生物安全型双扉高压灭菌器，灭菌器主体所在的房间应为负压。
13、洁净医学实验室的墙面、顶棚的材料应易于清洁消毒、耐腐蚀、不起尘、不开裂、光滑防水、表面涂层已具有抗静电性能。通常的材料有各类满足防滑要求的复合彩钢板、电解钢板、铝板或者不锈钢板。
14、洁净医学实验室的地面应采用无缝防滑耐磨、耐腐蚀地面，踢脚与墙面齐平。地面与墙面的相交位置及其围护结构的相交位置宜做半径不小于30mm的圆弧处理。通常的地面材料有：彩色自流平地面、PVC卷材焊接地面、橡胶卷材地面等。
15、洁净医学实验室的门应能自动关闭并设置观察窗，并设置门锁。实验室的门宜开向压力较高的区域。缓冲间的两个门之间要能够互锁。需要打压测试的区域的门要采用密闭门，密闭门可以是机械压紧式或者充气式，当设置充气式密闭门时，要设置压缩空气系统。
16、无菌实验室的设计应充分考虑超净工作台等大型设备的安装空间和运输通道。
17、PCR实验室的设计考虑超净工作台、通风橱、生物安全柜等大型设备的安装空间和运输通道。
18、PET中心的设计应考虑热室分装机的安装空间和运输通道。
19、生物安全实验室的设计应考虑生物安全柜、双扉高压锅、污水处理设备等大型设备的安装空间和运输通道。
20、洁净医学实验室的的结构设计要充分考虑超净工作台、通风橱、生物安全柜、离心机、热室分装机、双扉高压锅、污水处理设备的负荷情况。
21、生物安全实验室的结构要求要满足现行国家标准《生物安全实验室建筑技术规范》 GB 50346的要求。
三、空调、通风和净化
1、洁净医学实验室的室内环境均为人工受控环境，通过为洁净医学实验室设置空调系统来维持洁净医学实验室的内环境，保持一定的空气温度和相对湿度、换气次数、压力状况、空气的洁净度，为实验人员提供舒适的工作环境。
2、洁净医学实验室空调系统的投资占实验设施建设投资的比重很大，洁净医学实验室空调系统运行正常与否关系到洁净医学实验室能否正常运转。
3、洁净医学实验室的空调系统基本上均为全空气空调系统，空调系统的能耗是整个设施能耗的很大的组成部分，如何减少空调的能耗是洁净医学实验室节能的关键环节。
4、洁净医学实验室的空调净化系统的划分应依据操作对象的危害程度、平面布置等情况经过经济技术比较后确定，并应采取有效措施避免污染和交叉污染。
5、空调净化系统的划分应有利于实验室的消毒、灭菌以及自动控制系统的设置和节能运行。
6、洁净医学实验室的空调净化系统应能承担实验室内各类实验设备、实验人员的热湿负荷。
7、洁净医学实验室的空调机房不应距离实验室过远，净化空调系统的风机应选用风压变化较大时风量变化较小的离心风机。
8、洁净区内不应设置分体空调、风机盘管等分散的室内空调。
9、无菌实验室可采用全空气一次回风、二次回风空调系统，新风量大的空调系统可采用全空气一次回风系统，新风量小的空调系统可采用全空气二次回风系统，空调系统的运行模式可采用湿度控制优先的策略。
10、PCR实验室和PET中心的空调均要采用全新风直流式空调系统，全送全排。空调送风系统和排风系统之间可设置非接触式的热回收系统。
11、洁净医学实验室空调系统的设计应根据洁净医学实验室的使用功能、实验种类、设施的平面系统划分进行设置，对于有生物安全要求的洁净医学实验室，需符合现行国家标准《生物安全实验室建筑技术规范》GB 50346的规定。空调系统的划分和空调方式的选择应经济合理，并有利于洁净医学实验室的消毒、自动控制、系统设置、节能运行，同时避免互相影响。
12、洁净医学实验室空调系统的负荷计算应充分考虑建筑围护结构、人员、实验设备的冷、热、湿负荷。空调系统均要预留足够的夏季再热量，夏季再热优先采用热水、蒸汽，在夏季没有热水、蒸汽的场合可采用电再热。
13、洁净医学实验室实验人员日常呼吸所需要的氧气是由洁净医学实验室的送风提供的；实验室的环境温湿度、洁净度也是由洁净医学实验室的送风来保证的。通常洁净医学实验室的空调系统为全空气空调系统，空调机组从设施之外抽取新鲜的空气，通过各级过滤器的过滤去除尘埃和微生物；通过表冷器、加热器、加湿器进行热湿处理，对空气进行升温或降温；满足要求的空气由送风机通过送风管送入室内，满足实验人员的需要。
14、洁净医学实验室的送风系统应设置粗、中、高效三级空气过滤器。为防止经过中效空气过滤器的送风再被污染，中效空气过滤器宜设在空调机组的正压段，对于全新风系统，可在表面冷却器前设置一道保护用中效过滤器。
15、对于全新风系统，新风量比较大，新风经过粗效过滤后，其含尘量还是比较大的，容易造成表面冷却器的表面积尘、阻塞空气通道，影响换热效率。
16、空调机组的安装位置应考虑日常检查、维修及过滤器更换等因素。对于寒冷地区和严寒地区，应考虑水冷式换热设备的冬季防冻问题。对于水冷式换热设备的防冻问题应着重考虑新风的防冻问题，可以采用设新风电动阀并与新风机联锁、设防冻开关，同时设置辅助电加热器等方式。
17、送风系统新风口的设置应符合下列要求：①新风口应采取有效的防雨措施；②新风口处应安装防昆虫的防护网，且易于拆装；③新风口应高于室外地面2.5m以上，同时应尽可能远离排风口和其它污染源。
18、有正压要求的洁净医学实验室，排风系统的风机应与送风联锁，送风先于排风开启，后于排风关闭。
19、有负压要求的洁净医学实验室的排风应与送风联锁，排风先于送风开启，后于送风关闭。
20、房间之间不应共用一夹墙作为回（排）风道，使用同一夹墙作为回（排）风道容易造成交叉污染，同时压差也不易调节。
21、洁净医学实验室的排风不应影响周围环境的空气质量，如不能满足要求时，排风系统应考虑消除污染的措施，并宜设在排风机的负压段，洁净医学实验室的排风如果含有污染物，该污染物不能直接排入大气，需要经过活性炭过滤器吸附或采用其它有效的污染物处理方式。
22、洁净医学实验室的回（排）风口宜有过滤、调节风量的功能，以便调节各房间的压差。
23、蒸汽高压灭菌器宜采用局部排风措施带走其所散发的热量。
24、洁净医学实验室的气流组织宜采用上送下回（排）方式。采用上送下排的气流组织形式，对送风口和排风口的位置要精心布置，使室内气流合理，尽可能减少气流停滞区域，确保室内可能被污染的空气以最快速度流向排风口。
25、洁净医学实验室的回（排）风口下边沿离地面不宜低于0.1m，上边不宜高于0.5m；回（排）风口风速不宜大于2m/s。室内排风口高度必须低于工作面。这是一般洁净室的通用要求，回（排）风口下边太低容易将地面的灰尘卷起。
26、由于木制框架在高湿度的环境下容易滋生细菌，因此高效空气过滤器不应使用木制框架。
27、为了方便的测量系统的新风量、总风量，调节风量平衡，调整各房间之间的压力，洁净医学实验室的风管适当位置上应设置风量测量孔。
28、送排风系统中的粗、中效空气过滤器宜采用一次抛弃型，粗、中效空气过滤器对送风起与过滤的作用，其过滤效果直接关系到高效空气过滤器的使用寿命，避免频繁更换高效过滤器，因为高效空气过滤器的更换费用比粗、中效空气过滤器高得多。
29、由于淋水式空气处理有繁殖微生物的条件，因此洁净医学实验室的的空调净化设备不应采用淋水式空气处理机组，应尽可能采用表面冷却器进行降温除湿。采用表面冷却器时，通过盘管所在截面的气流速度不宜大于2m/s。
30、洁净医学实验室的各级空气过滤器前后应安装压差计，测量接管应通畅，安装严密。
31、洁净医学实验室宜选用干蒸汽加湿器、电极式加湿器、电热式加湿器，加湿设备与其后的过滤段之间应有足够的距离。为防止过滤器受潮而有细菌繁殖，并保证加湿效果，加湿设备应和过滤段保持足够距离，减少产尘、积尘的机会。
32、洁净医学实验室的空调机组需要进行漏风量检测，空调机组箱体内保持1000Pa的静压值时，箱体漏风率应不大于2%。
33、洁净医学实验室送风系统的消声器或消声部件的材料应能不产尘、不易附着灰尘，其填充材料不应使用玻璃纤维及其制品。
34、洁净医学实验室送、排风系统的设计应考虑所用实验设备、生物安全柜等设备的使用条件，产生污染气溶胶的设备不应向室内排风。
35、洁净医学实验室的房间或区域需单独消毒时，其送、回（排）风支管应安装气密阀门，其作用是防止在消毒时由于该房间或区域与其它房间共用空调净化系统而污染其它房间。
36、洁净医学实验室空调净化系统中的各级过滤器随着使用时间的增加，容尘量逐渐增加，系统阻力也逐渐增加，所需风机的风压也增大，因此尽可能选用风压变化较大时，风量变化较小的风机，从而使净化空调系统的风量变化较小，利于空调净化系统的风量稳定在一定范围内。
37、已建洁净医学实验室工程中全空气系统居多，其能耗比普通空调系统高得多，在空调设计时必须把“节能”作为一个重要条件来考虑，在满足使用功能的前提下，尽量降低运行费用。
四、给排水与气体供应
1、洁净医学实验室的给水应符合现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB 5749的要求。
2、负压的洁净医学实验室的给水管路上应设置倒流防止器或者其他防止回流污染的装置，这些防回流装置应安装在易于检修、更换的位置。
3、负压实验室的室内和紧急逃生出口处设置紧急淋浴装置。
4、室内明装的给水管路宜采用不锈钢管路、铜管、无毒塑料管，管道的连接方式应该可靠。
5、吊顶内安装的给水管道和管件应选用不生锈、耐腐蚀和连接方便可靠的管材和管件，以满足净化要求。管道外表面可能结露时，应采取有效的防结露措施，防止凝结水对装饰材料、电气设备等的破坏。
6、洁净医学实验室的排水宜与其它生活排水分开设置，根据不同区域排水的特点分别进行处理。
7、净化区内不宜穿越排水立管，如排水立管穿越屏障环境设施的净化区，则其排水立管应暗装，并且屏障环境设施所在的楼层不应设置检修口。
8、排水管道应采用不易生锈、耐腐蚀的管材，可采用建筑排水塑料管、柔性接口机制排水铸铁管等。
9、高压灭菌器排水管道最好单独排出室外，采用金属排水管、耐热塑料管等。
10、洁净医学实验室的地漏应采用密闭型，以防止不符合洁净要求的地漏污染室内环境。
11、活毒废水处理：洁净医学实验室的排水含有具有一定危险的活病毒时，需要对排水进行灭活处理。灭活处理的方式有加药灭活和高温灭活两种。加药灭活可以参照医院污水处理的方法，高温灭活适用于传染性强并且采用加药灭活杀不死的活毒废水消毒。高温灭活的温度根据病毒的种类确定，高温灭活的热源可以采用电或者蒸汽。
12、废水综合处理系统
（1）洁净医学实验室的排水在进入市政排水管网之前需要达到一定的排放标准，出水水质达到《污水综合排放标准》GB 8978-1996Ⅱ级标准。
（2）由于洁净医学实验室的排水一般都不能满足上述排放标准，因此需要建立废水综合处理系统。废水综合处理系统需要4个相对独立的处理阶段，分别为：预处理系统、生化处理系统、深度处理系统和辅助处理系统。
（3）预处理系统：废水的预处理系统包括废水的接收与储存，也是废水进入后续系统前的准备阶段。此系统可保证后续处理阶段稳定运行，并起到均匀配水、恒定水量的作用，可以有效降低因实验室废水排放不连续对系统造成的冲击。各建筑物排出的综合废水收集到格栅井，内设的机械细格可以截留大部分粒径等于或大于5mm的悬浮物。当格栅由最高位向下运行时，截留的悬浮物自动落入位于下方的储渣罐。废水经格栅后进入调节池，调节池容积为6h的废水排放量。调节池内设两台潜污水泵，一备一用，水泵通过设在池中的液位开关控制其启停。当由于某种原因泵不能工作时，废水可通过调节池内的溢流口溢流入事故池，事故池的容积可确保整个中心的污水在事故情况下不超越外排。
（4）生化处理系统：生化处理系统是污水处理的核心，目的是进一步去除污水中的胶体物质和可溶性有机物，提高处理出水水质。拟采用接触氧化法处理工艺。生物接触氧化处理技术是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的一种生物处理技术，兼备二者的优点，广泛应用于处理生活污水、城市污水和食品加工等工业废水。生物接触氧化池内加装填料，可为微生物的生长繁殖提供栖息场所，并可增加反应池内的活性污泥含量，所形成的气、液、固三相共存体系，有利于氧的转移，溶解氧充沛，适于微生物存活增值；填料表面布满生物膜，形成了生物膜的主体结构能够有效提高净化效果，抗冲击负荷显著增强。池底敷设微孔曝气系统，为微生物降解污水中的有机物创造适宜的生存环境。在曝气的作用下，生物膜表面不断接受曝气吹托，有利于生物膜的不断更新，使该工艺具有更强的抗冲击负荷的能力，在提高处理效率的同时可减少构筑物的占地。生化处理系统的供气由两台罗茨鼓风机提供，其中一台为备用。鼓风机的启停由PLC控制，一台风机发生故障时，备用风机应自动切换运行，并同时声光报警。
（5）深度处理系统：因排水中包括没有采取任何预处理措施的实验室排水，废水中难免会出现病原性微生物存在，尽管经过生化处理会去除一部分，但出于安全的考虑，在系统排水前需对气浮出水做消毒处理。消毒系统包括集水池、加药系统和消毒池。气浮出水首先在集水池集中，池内设潜水泵两台，一备一用，通过液位开关控制水泵的启停，通过PLC控制两水泵的运行切换，确保一台水泵能够运行，并能对事故情况作出报警。
（6）辅助处理系统：生化过程既是微生物的新陈代谢过程，大量失去活性的微生物以剩余活性污泥的形式排出系统，因这部分物质含水率很高，所以需做脱水处理。污泥脱水系统包括储泥池、污泥浓缩罐以及污泥脱水系统。其中污泥脱水系统又包括板框压滤机、加药设备以及污泥输送设备。由气浮池排入的泥首先在污泥池集中，为防止污泥粘附于池底，污泥池底设气体搅拌装置。污泥通过污泥提升泵提升至污泥浓缩池罐，罐内设慢速机械搅拌，罐体上部设出水口，污泥浓缩后的上清液由污水提升泵提升至调节池。浓缩后的污泥通过启动隔膜泵进入板框压滤机脱水。
五、电气
1、对于洁净医学实验室（不包括生物安全实验室）可根据实际情况选择用电负荷的等级。当后果比较严重、经济损失较大时，用电负荷不应低于2级。
2、洁净医学实验室设置专用配电柜主要考虑方便检修与电源切换。配电柜宜设置在辅助区是为了方便操作与检修。屏障环境设施内的配电设备，应选择不易积尘的暗装设备，以减少屏障环境设施内的积尘点，保证屏障环境设施的密闭性，有利于维持屏障环境设施内的洁净度与静压差。
3、洁净医学实验室的电气管线应暗敷，设施内电气管线的管口应采取可靠的密封措施，以减少屏障环境设施内的积尘点，保证屏障环境设施的密闭性，有利于维持屏障环境设施内的洁净度与静压差。
4、洁净医学实验室的配电管线宜采用金属管，穿过墙和楼板的电线管应加套管，套管内应采用不收缩、不燃烧的材料密封。金属配管不容易损坏，也可采用其它不燃材料。配电管线穿过防火分区时的做法应满足防火要求。
5、洁净医学实验室的照明灯具应采用密闭洁净灯；照明灯具宜吸顶安装；当嵌入暗装时，其安装缝隙应有可靠的密封措施。灯罩应采用不易破损、透光性好的材料。用密闭洁净灯主要是为了减少洁净医学实验室内的积尘点和易于清洁；吸顶安装有利于保证施工质量；当选用嵌入安装灯具时，施工过程中对建筑装修配合的要求较高，如密封不严，洁净医学实验室设施的压差、洁净度都不容易满足要求。
6、洁净医学实验室宜设置工作照明总开关。为了便于照明系统的集中管理，通常设置照明总开关。
7、洁净医学实验室的自控系统应遵循经济、安全、可靠、节能的原则，操作应简单明了。
8、为了方便工作人员管理，防止外来人员误入洁净医学实验室，宜设置门禁系统。
9、为防止工作人员误操作，因此缓冲间的门是不能同时开启的，宜设置互锁装置。当出现紧急情况时，所有设置互锁功能的门都应处于可开启状态，以利于疏散与救助。
10、洁净医学实验室应设送、排风机正常运转的指示，风机发生故障时应能报警，相应的备用风机应能自动或手动投入运行。
11、屏障环境设施净化空调系统的配电应设置自动和手动控制，自动控制主要是指备用风机的切换、温湿度的控制等，手动控制便于净化空调系统故障时的检修。
12、空气调节系统的电加热器应与送风机联锁，并应设无风断电、超温断电保护及报警装置，用以避免系统中因无风电加热器单独工作导致的火灾。为了进一步提高安全可靠性，还要求设无风断电、超温断电保护措施。
13、电加热器的金属风管应接地。电加热器前后各800mm范围内的风管和穿过设有货源等容易起火部位的管道，均必须采用不燃保温材料。屏障环境的压差超过设定范围时，宜有声光报警功能。对于负压环境设置声光报警以防污染大气环境，对于正压环境设置声光报警是为了防止正压过低而影响室内的洁净度与压力梯度。但声光报警只需在典型房间设置，而不需要每个房间都设。
14、自控系统应满足控制区域的温度、湿度要求。屏障环境设施内外应有可靠的通信方式。屏障环境设施的工作人员进出净化区需要更衣，为了方便屏障环境设施内工作人员之间及其与外部的联系。
六、消防
1、洁净医学实验室的耐火等级不应低于二级，或设置在不低于二级耐火等级的建筑中。二级耐火等级基本适合屏障环境设施的耐火要求，故要求独立建设的该类设施耐火等级不应低于二级。当该类设施设置在其它建筑物中，包容它的建筑物必须做到不低于二级耐火等级。
2、具有防火分隔作用且要求耐火极限值大于0.75h的隔墙，应砌至梁板底部，且不留缝隙。
3、洁净医学实验室吊顶空间较大的区域，其顶棚装修材料应为不燃材料且吊顶的耐火极限不应低于0.5h。由于功能需要有些局部区域具有较大的吊顶空间，为了保证该空间的防火安全性，故要求吊顶的材料为不燃且具有较高的耐火极限值。在此前提下，可不要求在吊顶内设消防设施。
4、洁净医学实验室应设置火灾事故照明。屏障环境设施的疏散走道和疏散门均应设置灯光疏散指示标志。火灾事故照明和疏散指示标志可采用蓄电池作备用电源，但连续供电时间不应少于20min。
5、洁净医学实验室安全出口的数目不应少于2个。安全出口处应设置疏散指示标识和应急照明灯具。
6、洁净医学实验室疏散通道门的开启方向，可根据区域功能特点确定。
7、洁净医学实验室可设自动喷淋装置，前提是一旦出现误喷不会造成严重的污染后果、设备损坏或者影响实验结果。
8、洁净医学实验室应设消火栓、灭火器等灭火器材，应设置消火栓系统且应保证两个水枪的充实水柱可同时到达任何部位。
9、洁净医学实验室的消火栓尽量布置在非洁净区，如布置在洁净区内，消火栓应满足净化要求，并应作密封处理，防止与室外直接相通，破坏屏障。