导读
由于一些实验室设计与施工人员对标准规范的理解与掌握不够深入，设计理念含混不清，致使工程缺陷较多，【现代资讯】期刊特请江苏省疾病预防控制中心职防所书记/研究员、中华预防医学会卫生工程分会副主任委员、CNAS主任评审员、《中国卫生工程学》杂志副总编、【现代资讯】实验室技术专栏总顾问谢景欣先生为科学实验室普遍存在的设计问题作以下简要阐述与分析。
二级生物安全实验室（以下称BSL-2实验室和ABSL-2 实验室，分别表示“二级生物安全防护水平”和“动物二级生物安全防护水平”实验室）是涉及致病性生物因子实验活动的常用实验室，在各级生物安全实验室中适用面最广、使用量最大。来源于工业技术的气压控制和空气净化技术与医学（指病原微生物实验领域）结合产生了新的特点，设计理念有了新的内涵。现就全国各地在负压状态BSL-2实验室和ABSL-2 实验室工程设计中集中存在的关键性问题进行分析评价，提出合理化的意见。
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功能区设置与平面布局
核心工作间（动物饲养室）是直接操作危险生物因子活动的区域，为提高室内气流的均匀性，减少气流死角和涡流，同时易于实验设施的布置与实验活动的进行，核心工作间（动物饲养室）的平面结构（几何形状）应尽量规整〔1〕。由于核心工作间有气压等环境参数的控制要求，为了减少指标的丢失，其出入口应设置缓冲间〔2〕。结合上述情况，负压状态BSL-2实验室的最基本结构应由核心工作间和缓冲间构成，并且，缓冲间宜设于核心工作间外侧，以保持核心工作间的完整性。对于负压状态ABSL-2实验室，可以设置独立的动物室，也可以根据需要将动物室与核心工作间合并〔2〕。
更衣是进行实验活动的必要程序，设置专用更衣室有利于洁污分离，避免交叉污染。当实验室设置于大实验区域内，如设于某实验楼层的一隅时，由于人员在进入大区域前已进行一次更衣，所以实验室不应生搬硬套“一更、二更”模式，仅设一间更衣室即可。人员在更衣室穿戴防护用品后通过缓冲间进入核心工作间，形成合理的人流程序。
通常，为了建立合理的实验工艺流程，还需要在清洁区域设置准备间（或称前室），并与核心工作间之间设置双扉传递窗，形成合理的物流程序。根据生物安全的基本理念，所有污染物在离开核心工作间前必须进行安全处理，因此无需设污物专用走廊。
目前，一些单位在建设负压状态BSL-2/ABSL-2实验室时希望配置样品库和淋浴间。对于样品库和淋浴间，建设单位可以另外独立设置，与每一个实验室捆绑建设应该不是提倡的方向，否则会使实验室建设复杂化，同时也会造成资源浪费，特别是样品库，分散设置会给病原微生物的管理增加难度。
对于地市级以下的单位，基于职能与能力定位，以及经济条件等因素，通常是建设很少量的负压状态实验室，在这种情况下，将整个单位的样品库与某个实验室一体化建设也是可行的，但必须处理好人流与物流的关系，平面布局的设计应保证样品库处于公用并安全的状态，不能受实验室的自身状态（如正在操作实验活动、处于污染状态等）所牵制〔2〕。至于淋浴间，建设单位也可根据具体情况适量设置，但需要合理处理人流与相应区域之间的关系。配置淋浴间的实验室，平面布局的设计宜满足下列要求：人员进入时可不经过淋浴间，按更衣室—缓冲间—核心工作间的途径进入；离开时可实现先进淋浴间，后进更衣室，按核心工作间—缓冲间—淋浴间—更衣室的途径离开。
由于在设置样品库和淋浴间的同时也增加了人流、物流的复杂程度，特别是在给定的、局限的建筑条件下，要兼顾各方面的逻辑关系，合理处理平面布局，往往会遇到较大的困难。样品库的设计还需考虑夏季通风降温的措施。
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通风与气流
既然选择了负压状态的BSL-2/ABSL-2实验室，其前提是实验室空气中有病原微生物污染的隐患，因此不应采用循环空气，即应采用全新风系统〔3〕。
2.1 整体区域气流组织 在实验室整体区域内，为防止有害因子无序或逆向扩散，污染相对清洁的区域和外部环境，气流方向应由清洁区流向污染区，形成定向的气流组织，如：清洁区—缓冲间—核心工作间—排出至室外。
2.2 核心工作间气流组织 核心工作间（包括动物饲养间）是污染风险最高的区域，为降低实验操作人员遭受污染的几率，气流应从相对清洁处（生安柜、动物笼具对侧）送入，流经工作人员后流向污染源，从污染源方向排出，保证工作人员处于上风向。
送、排风口的布置方式直接决定气流组织的形式。气流组织应遵循使室内气流死角和涡流降至最小程度的原则。风口布置可采用对侧上送下排或对侧上送上排方式，无论采用哪种方式，送风口应尽量贴近相对清洁侧顶棚边缘处，排风口应设于对侧下方墙体或上方顶棚边缘处，形成相对均匀的定向气流。局部排风装置操作窗口的吸入气流方向应与房间气流方向一致，避免房间气流对局部排风气流造成横向干扰。送风口不得设置于生物安全柜等局部排风装置的上方以及顶棚中央，一是避免送风气流对局部排风气流造成纵向干扰；二是避免形成较大的死角和涡流〔4〕。
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室内环境指标
3.1 负压状态BSL-2实验室气压 为保证相邻相通区域之间的空气由洁净区流向污染区，形成比较可靠和稳定的定向气流，区域之间应保持一定的压力梯度（负压），通常，可靠的压力梯度应不小于10Pa〔5〕。由于室内气压的正常漂移值允许在±5Pa之间〔1〕，因此，实际调试值宜不小于-15Pa。
对于采取机械通风的缓冲间，空气压力（负压）可按-10Pa设计；核心工作间的压力应提高一级梯度，因此，空气压力可按（-10Pa）＋（-10Pa）=-20Pa设计。结合±5Pa的正常漂移值，实际调试压强宜控制在-20Pa～-30Pa〔1〕。按照上述情况进行逆向推算验证，从核心工作间至缓冲间再至清洁区（外部环境），各相邻相通区域之间的压力梯度可保证不小于-10Pa，符合生物安全的一般要求。
3.2 负压状态ABSL-2实验室气压 《实验室 生物安全通用要求》规定ABSL-2实验室动物饲养间的室内气压应控制为负压。
对于动物饲养间与核心工作间合并使用的，同上述3.1，缓冲间可按-10Pa设计，动物饲养间（核心工作间）的压力可按-20Pa设计。
对于设置独立动物饲养间的，若饲养间的缓冲间与核心工作间的缓冲间处于并列状态，即出入口位于同一个压力区域（如走廊），则动物饲养间及其缓冲间的压力可等于或大于与核心工作间及其缓冲间的压力。因此，动物饲养间和核心工作间的压力可按-20Pa设计，其各自缓冲间的压力可按-10Pa设计〔3〕a。
对于动物饲养间与核心工作间相邻相通，人员经过核心工作间进入饲养间的，缓冲间的负压应高于核心工作间一个梯度，饲养间的负压高于缓冲间一个梯度。因此，核心工作间的负压可按-20Pa设计，缓冲间的负压可按-30Pa设计，饲养间的负压可按-40Pa设计。
3.3 其他指标 BSL-3实验室要求在正常情况下相对湿度宜控制在-30%～-70%范围内，在消毒状态下相对湿度应能满足消毒灭菌的技术要求；实验室的温度宜控制在-18℃～-26℃范围内；在安全柜开启情况下，核心工作间的噪声应＜60dB（A）；实验室防护区的静态洁净度应不小于8级水平〔2〕。上述要求是针对病原微生物实验活动以及职业卫生提出的通用要求，也是基本要求，于对完全密闭并采用人工气候的负压状态BSL-2 /ABSL-2 实验室应同样适用〔6〕。需要特别说明的是洁净度问题：
（1）现有相关标准和规范对于BSL-2 /ABSL-2实验室没有洁净度要求，同时，实行空气净化需要增加投资和运行费用；
（2）8级洁净度即日常所称的10万级（旧标准中的分级名称）洁净度，是较低的洁净水平，较容易实现；
（3）洁净环境有利于延长生物安全柜的使用寿命，也有利于保护样品和保证实验质量；
（4）缓冲间的作用是减少相邻相通区域之间环境参数的丢失，若采取净化措施将有利于其功能的发挥，但会增加相应费用。是否采取净化措施，建设单位可根据自身情况进行选择。
负压状态BSL-2/ABSL-2实验室的环境设计参数可参照表1进行。
表1 负压状态BSL-2/ABSL-2实验室环境指标
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小 结
BSL-2 /ABSL-2实验室可以呈常压状态，也可以呈负压状态，但不得呈正压状态。是否建设负压状态的实验室，建设单位可根据实验内容、经济条件等因素作出选择。
《实验室 生物安全通用要求》对常压状态BSL-2 /ABSL-2（动物饲养间为负压）实验室的建设要求作出了比较明确的规定，并且易于理解，实施难度较小，但对负压状态BSL-2 /ABSL-2实验室没有作出规定。从各地实验室建设情况看，常压状态实验室基本符合标准要求，负压状态实验室存在的问题比较多。实验室建设在没有单一标准或规范支持的情况下，可以运用多领域的标准与规范，以及相关学科的知识进行工程分析与设计。相对于常压状态，负压状态实验室的基本要求更为复杂，其功能分区、气流组织、人流物流、环境参数等，不仅应符合生物安全理念和实验工艺要求，而且应符合暖通工程、建筑工程等基本原理与要求。
参考文献
〔1〕 谢景欣 全国CDC实验室设计中普遍存在的主要问题及应对措施〔J〕. 中国卫生工程学，2007，6（2）：65-69.
〔2〕 中华人名共和国国家质量监督检验检疫总局，GB19489-2008，实验室 生物安全通用要求〔S〕. 北京：中国标准出版社，2008.
〔3〕谢景欣 负压二级生物安全实验室设计关键控制点分析〔J〕. 暖通空调，2013，43（5）：期P38-42.
〔4〕茅清希.工业通风〔M〕.上海：同济大学出版社，1998：17-18.
〔5〕中华人民共和国建设部，国家质量监督检验检疫总局.GB50346-2004，生物安实验室建筑技术规范〔S〕.北京：中国建筑工业出版社，2006.
〔6〕王陇德. 实验室建设与管理〔M〕.北京：人民卫生出版社，2005：135-136.
