生物安全实验室的电气设计研究

生物安全实验室的电气设计研究

周桂香

华蓝设计（集团）有限公司（广西 南宁 530000）

摘要：本文对生物安全实验室的特殊要求进行了简要阐述，将国家目前实施的相关规范、行业规定等作为依据，针对动物生物安全实验室，在负荷分级、供配电、照明系统、自动控制系统等方面进行了探讨。针对动物生物安全实验室，通过科学的电气设计工作，对其运行过程的安全性、可靠性予以充分保证。

关键词：生物安全；实验室；电气设计

引言

在当前阶段，我国医疗技术快速发展，以及国内医疗条件逐步完善过程中，在医疗研究机构中，逐渐对生物安全实验室进行了构建，尤其在2003年我国爆发非典疫情以后，人们更加深刻认识到了应用生物实验室的重要作用，并且不断扩大了生物实验室的应用范围，并逐渐开始建设并改造了众多生物实验室。但在生物实验室运行过程中，通常具有较高的风险，如果产生事故，会直接伤害到实验室的工作人员，并且可能对周边动物、植物甚至人群带来伤害。因此，针对生物实验室，在进行设计过程中需要将核心放在生物安全方面，针对各个试验对象，保证对环境要求予以满足，从而对实验人员、实验室周边环境安全等方面予以有效保证。

1、生物实验室建筑的特点

在生物实验室机构中，是借助防护屏障和管理措施来实现对生物安全要求予以满足，通常分为微生物实验室和动物实验室两个部分，内部主要包括主实验室、缓冲间、防护服更换件等，辅助工作区应包括更衣室、监控室、洗消间等。其中污染风险最高的区域要属主实验室，通常情况下，是指那些生物安全柜、动物隔离器等设施所在的区域，在生物实验室中，主要包括污染区、半污染区、清洁区等分区。

将实验室所处理对象的生物危害程度作为依据，以及所采取的防护措施，针对动物生物安全实验室，可以分为四级ABSL-1~4，一级最低四级最高，主要体验在生物安全隔离要求方面。

2、负荷分级

以《生物安全实验室建筑技术规范》作为依据，二级生物实验室ABSL-2的用电负荷不宜低于二级，三级生物实验室ABSL-3中的a类和b1类实验室应按一级负荷供电。项目组电气设计成员对生物实验室负荷分级进行了归纳。首先，在一级负荷中特别重要负荷方面，负荷所属用户为三级和四级生物安全实验室内部的主要设备，电力负荷为：生物安全柜、排风机、空调通风系统的风机、动物隔离器、自动报警检测系统等等；其次，在一级负荷方面，负荷所属用户为三级生物安全实验室和四级生物安全实验室，电力负荷为：核心实验室及为其服务的全部用电设备；再者，就是二级负荷，负荷所属用户以及生物安全实验室和二级生物安全实验室，电力负荷为：实验室设备用电。

3、电力供应系统

在供电方面，对于生物安全实验室运作而言具有十分重要的作用，需要对供电可靠性、稳定性、安全性予以充分保证。将《供配电系统设计规范》中的规定作为依据，在一级供电负荷中，要求配备两个独立供电电源，或者配备一个独立电源和备用发电设备。

在《生物安全实验室建筑技术规范》中给出了这样规定，针对三级和四级生物实验室，在供电电源方面，针对三级生物安全实验室，需要按照一级负荷供电，在实际供电过程中如果按照一级负荷进行供电具有一定难度，需要对不间断电源进行设置。针对四级生物安全实验室，必须按照一级负荷进行供电，并进行对不间断电源、自备发电设备等设备的设置。

在广西南宁市某个综合实验大楼（设有二、三级生物安全实验室）改造中，建筑地上楼层高为五层，具有11222平方米左右的建筑面积。针对这一项目，按规范要求，需要采用一级负荷供电，从园区变电所不同低压母线段引来供电电源。经过调查了解以后发现，在园区变电所方面，是由市政引来的两条独立10KV电源作为电源，满足一级负荷供电要求。为了对供电可靠性有充分保证，同时针对分散式UPS不间断电源进行了设置。

4、不间断电源的应用

在三级和四级生物安全实验室中应按一级负荷供电，有一级负荷中特别重要负荷时，为实现对实验室内部各项设施至少30分钟以上的供电，保证为实验室工作人员妥善处理中断的试验、灭菌、撤离等工作提供充足的时间需要设置应急电源，同时为了满足应急转换时间需要设置不间断电源。在不间断电源供电时间方面，需要结合相关规范和要求，对现阶段制定的最新标准予以严格遵循。将标准规定中给出的时间作为最低的要求，在具体对实验室工程进行设计期间，需要适当延长这一时间标准。在三级、四级生物实验室设置自备发电设备和不间断电源设施期间，在没有启动自备发电设备以前，借助不间断电源进行供电确保，以此实现主要设备的顺利运行。在BSL-4实验室中，针对生命支持系统需要保证可以自动启动不间断备用电源供电，在供电持续时间方面需要达到60分钟以上。

5、配电及线路敷设

在生物安全实验室之间、生物安全实验室与其它建筑之间，为了对相互间的干扰予以避免，需要为生物安全实验室配备独立的专用配电箱。针对三级、四级生物安全实验室，在清洁区（防护区外）设置独立专用配电箱，为实际运行检修、控制工作提供方便。针对生物安全实验室，所配备的配电管线，需要具备足够的强度、耐火性等等，需要采用金属管线敷设，对穿过墙、楼板的电线管，需要施加套管，在套管内部，采用不易燃和不收缩的材料进行密封处理。在实验室内部，进入其中的电线管穿线以后，需要选择使用无腐蚀、不起尘、不燃材料针对管口进行封闭处理。在将专用配电箱设置到生物实验室清洁区的电气间以后，配电管线可以经过吊顶向污染区进行引入。

6、照明系统

采用吸顶式密闭洁净灯，安装及维护检修时不会严重破坏到围护结构，不影响实验室的气密性，并且在防水性能方面符合要求，目前在生物安全实验室工程中，逐渐得到了广泛应用。在《实验室生物安全通用要求》中指出，针对三级生物安全实验室的核心工作区域，在照明方面，照度至少需要超过350lx, 针对其他区域，照度也至少需要高于200lx。在实际工程设计工作中，在《建筑照明设计标准》中，没有针对有关生物安全实验室的内容进行规定，因此，针对一级和二级生物实验室，参照上述设计要求作为依据进行设计，实验动物的的动物照度应可以调节。

对于实验室内部的工作状态，为了便于实验室外部人员进行了解，在三级和四级生物实验室的入口位置，设置显示实验室工作状态的文字、灯光讯号等。

7、生物安全实验室的消防设计

在生物实验室内部，应设置火灾自动报警装置、应急照明系统等。对疏散出口，都要设置消防疏散指示标志，同时配备完善的消防应急措施。在实验室产生火灾、断电、地震等意外情况以后，借助应急照明，实验室人员对中断的实验进行处理并安全撤离得到保证，同时在这一时间内，可以妥善完成消毒灭菌、更衣等操作，因此，在三级和四级生物安全实验室，按《生物安全实验室建筑技术规范》规定的30分钟照明要求，设置应急照明及疏散指示标志灯，在应急情况下，保证相关人员的应急操作及人员疏散。

结语

在当前阶段我国发展过程中，经济、科技等方面发展水平快速提升，在生物安全实验室发展过程中，随着我国疫情传播情况的出现，也逐渐得到了社会的广泛关注。而其中最为重要的一项工作就是实验室内部电气设计。

参考文献

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