摘要：近年來，由于我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的迅速發(fā)展，越來越多的生物清潔實驗室相繼建立并投入使用，本文介紹了Ⅱ級A2型與Ⅱ級B2型生物安全柜的比較，并依據(jù)生物潔凈實驗室的實際情況設(shè)計了多臺生物安全柜空調(diào)系統(tǒng)的安裝方案，以期進(jìn)一步提升生物潔凈實驗室中生物安全柜空調(diào)系統(tǒng)的質(zhì)量，希望能夠給讀者帶來啟發(fā)。

　　關(guān)鍵詞：生物潔凈實驗室;生物安全柜;空調(diào)系統(tǒng)

　　引言：現(xiàn)階段，生物安全柜作為生物潔凈實驗室中不可或缺的設(shè)備，可以在實驗人員在與含感染性因子的材料進(jìn)行接觸時，出現(xiàn)接觸性、暴露性感染，是保障生物安全的一級屏障。在生物潔凈實驗室中，生物安全柜的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置為控制實驗室的環(huán)境清潔起到了極為重要的作用。

　　1Ⅱ級A2型與Ⅱ級B2型生物安全柜的比較

　　1.1生物安全柜的作用

　　現(xiàn)階段，依據(jù)生物安全柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計、排風(fēng)等級等特性，其級別可分為Ⅰ級、Ⅱ級和Ⅲ級，其中Ⅱ級生物實驗安全柜又可以分成A1型、A2型、B1型以及B2型。同時，參照生物安全柜排風(fēng)系統(tǒng)的不同空氣來源，空調(diào)系統(tǒng)又可分為再循環(huán)式系統(tǒng)、全新風(fēng)系統(tǒng)以及回風(fēng)式系統(tǒng)。在我國的生物潔凈實驗室中，依據(jù)實驗室的操作要求以及生物安全級別，Ⅱ級A2型與Ⅱ級B2型生物安全柜在生物潔凈實驗中較為常見，空調(diào)系統(tǒng)較常采用全新風(fēng)系統(tǒng)或者是回風(fēng)式系統(tǒng)，并且兩種生物安全柜的通風(fēng)方式上存在一定的差異。

　　具體來說，通過過濾器過濾后，Ⅱ級A2型生物安全柜內(nèi)的全部氣體，約有70%在柜內(nèi)循環(huán)使用，約有30%排出安全柜，Ⅱ級B2型生物安全柜內(nèi)的氣體全部通過外排風(fēng)機(jī)強(qiáng)制排出安全柜。在對生物潔凈實驗室進(jìn)行生物安全柜空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)從實驗室中實驗材料的生物危害等級、實驗人員所從事的工作類型等方面進(jìn)行考量，盡可能保障安全柜的類型能夠符合生物清潔實驗室的工作需要。

　　1.2生物安全柜的氣流方式與能耗分析

　　某生物潔凈實驗室面積為20m2，高度達(dá)2.6m，假設(shè)實驗室夏季室內(nèi)溫度維持在24℃，濕度維持在55%，冬季室內(nèi)溫度維持在20℃，濕度維持在40%，本文以該實驗室為例，Ⅱ級A2型生物安全柜與Ⅱ級B2型生物安全柜的氣流方式與能耗進(jìn)行了簡要的分析。

　　若現(xiàn)階段將單臺雙人Ⅱ級A2型生物安全柜安置在該試驗室，同時從該安置柜的生產(chǎn)廠家方面得知，在實際應(yīng)用過程中，不同工況下，其風(fēng)量情況也有所不同，具體來說，首先在該生物安全柜排風(fēng)采用內(nèi)排式的過程中，生物清潔實驗室內(nèi)的送風(fēng)量與新風(fēng)量不變，能耗沒有增加;其次，若生物安全柜采用外排套管連接，系統(tǒng)為全新風(fēng)，生物潔凈實驗室的換氣次數(shù)為12h-1，實驗室的送風(fēng)量為624m3/h。

　　在考慮到實驗室排風(fēng)量為700m3/h的基礎(chǔ)上，依據(jù)壓力要求，要將安全柜的排風(fēng)量改為800m3/h，此時實驗室的送風(fēng)量應(yīng)當(dāng)在原有基礎(chǔ)上增加100m3/h。最后，若生物安全柜采用外排套管式連接，系統(tǒng)為回風(fēng)式，生物潔凈實驗室內(nèi)的送風(fēng)量為624m3/h。現(xiàn)在要將實驗室原有的回風(fēng)系統(tǒng)改為全新風(fēng)系統(tǒng)，若將新風(fēng)比設(shè)為10%。若現(xiàn)階段在該試驗室設(shè)置單臺雙人Ⅱ級B2型生物安全柜，其排風(fēng)量約為1600m3/h，那么，該試驗室的送風(fēng)量需要增加1000m3/h。

　　現(xiàn)在將生物清潔實驗室夏季室外狀態(tài)點為W處的空氣，處理至機(jī)器露點L，生物安全柜夏季冷負(fù)荷Q1為：若將生物清潔實驗室冬季室外狀態(tài)點為W處的空氣，等濕升溫至室溫A，G指的是新風(fēng)量，其單位為m3/h;為空氣密度，單位為kg/m3;hL、hA、hW均為對應(yīng)狀態(tài)點的比焓，其單位為kJ/kg;Q1、Q2指的是相應(yīng)季節(jié)的負(fù)荷，其單位均為kW。

　　依據(jù)上述公式對生物安全柜的能耗進(jìn)行計算，可以得出Ⅱ級A2型生物安全柜所需增加的新風(fēng)量為0時，安全柜的負(fù)荷增加量Q1=Q2=0;Ⅱ級A2型生物安全柜需要增加的新風(fēng)量為100m3/h時，安全柜的負(fù)荷增加量Q1=1.3kW、Q2=1.0kW;Ⅱ級A2型生物安全柜需要增加的新風(fēng)量為660m3/h時，安全柜負(fù)荷增加量Q1=8.6kW、Q2=6.6kW;Ⅱ級B2型生物安全柜需增加的新風(fēng)量為1000m3/h時，安全柜負(fù)荷增加量Q1=13.0kW、Q2=10.0kW[1]。

　　2生物清潔實驗室內(nèi)多臺生物安全柜排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計方案分析

　　現(xiàn)階段，某生物清潔實驗室共有6個房間，其中包含了3間實驗室及與實驗室對應(yīng)的緩沖間，并且在A實驗室安裝有一臺Ⅱ級A2型生物安全柜;B實驗室安裝有一臺Ⅱ級A2型生物安全柜以及一臺Ⅱ級B2型生物安全柜;C實驗室安裝有一臺Ⅱ級B2型生物安全柜，在該生物清潔實驗室內(nèi)，生物安全柜的空氣循環(huán)系統(tǒng)主要為負(fù)壓全新風(fēng)凈化系統(tǒng)，氣流控制方式為定送變排模式，同時為進(jìn)一步提升實驗人員對室內(nèi)環(huán)境的掌控力度，相關(guān)工作人員以實驗室為單元，在送風(fēng)管與排風(fēng)管上分別安裝定風(fēng)量閥和變風(fēng)量閥，并且在實驗室內(nèi)安裝壓力傳感器。

　　當(dāng)生物安全柜空調(diào)系統(tǒng)正常運行時，通過保證送風(fēng)量恒定的方式，確保實驗室的換氣次數(shù)滿足設(shè)計要求，同時，相關(guān)工作人員可以通過實驗室內(nèi)壓力傳感器的示數(shù)調(diào)節(jié)變風(fēng)量閥，確保實驗室內(nèi)的壓力能夠達(dá)到實驗操作的需求。其設(shè)計方案如下。

　　2.1方案一

　　若設(shè)置Ⅱ級A2生物安全柜的排風(fēng)方式為內(nèi)排式，其氣流將會在實驗室內(nèi)產(chǎn)生自循環(huán)，利用一臺排風(fēng)機(jī)將Ⅱ級B2型生物安全柜的排風(fēng)系統(tǒng)與其它實驗室內(nèi)的排風(fēng)統(tǒng)一排放至室外，此時實驗室內(nèi)排風(fēng)口的排風(fēng)量與Ⅱ級B2型生物安全柜的排風(fēng)量相同。

　　應(yīng)用這種相對簡單的方案設(shè)計方式進(jìn)行實驗室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的安裝，能夠有效降低實驗室的整體能耗，并且在生物安全柜的開啟閉合的過程中，將不會對空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生過高的影響，同時，這種空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計方案并不會令實驗室內(nèi)的溫濕度產(chǎn)生過于明顯的變化，若實驗室的規(guī)模較小，這種設(shè)計方案也不會因生物安全柜較大的外排風(fēng)產(chǎn)生過大的送風(fēng)量。

　　具體來說，當(dāng)Ⅱ級B2型生物安全柜開啟，則該安全柜排風(fēng)管上的電動閥將會隨之開啟，與之相對的，實驗室排風(fēng)管上的電動閥將會閉合;而當(dāng)Ⅱ級B2型生物安全柜關(guān)閉時，那么該安全柜排風(fēng)管上的電動閥也會隨之關(guān)閉，與之相對的，實驗室排風(fēng)管上的電動閥將會開啟。

　　現(xiàn)階段，較為常見的雙人Ⅱ級B2型生物安全柜的排風(fēng)量在1600—1800m3/h之間，對于某些小型生物清潔實驗室來說，安全柜所提供的送風(fēng)量往往高于實驗室所需的送風(fēng)量，同時，由于Ⅱ級B2型生物安全柜的阻力值與其它類型安全柜的阻力值會更大，并且我國不同廠家生產(chǎn)的同型號生物安全柜在阻力值、排風(fēng)量等特性上也會存在一定的差別，因此，在實際空調(diào)系統(tǒng)安裝過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)在安全柜排風(fēng)總管上安裝定量風(fēng)閥，確保安全柜開啟與關(guān)閉均不影響實驗室內(nèi)的排風(fēng)總量。

　　2.2方案二

　　若Ⅱ級A2型生物安全柜的連接方式為外排套管式，并利用一臺排風(fēng)機(jī)將Ⅱ級B2型生物安全柜的排風(fēng)系統(tǒng)與其它實驗室的排風(fēng)系統(tǒng)連接到一起，將高效過濾后的氣體統(tǒng)一排放到室外。由于實驗室排風(fēng)量不變，使得實驗室在應(yīng)用方案二完成施工后，實驗人員開閉安全柜的過程，將不會對系統(tǒng)產(chǎn)生明顯的壓力波動影響，進(jìn)而做到對實驗人員、實驗樣本以及實驗環(huán)境的切實保護(hù)。

　　但對方案二與方案一的換氣次數(shù)與室內(nèi)負(fù)荷進(jìn)行計算對比可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)實驗室的面積比較小時，安全柜的排風(fēng)量將會比實驗室內(nèi)的送風(fēng)量更大，為保證實驗室內(nèi)部壓力的平衡以及空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定，在此過程中，實驗人員需要對補(bǔ)風(fēng)量進(jìn)行增加，這會在一定程度上提升實驗室的能耗和經(jīng)濟(jì)成本。此外，在對Ⅱ級A2型生物安全柜的排風(fēng)量進(jìn)行設(shè)計的過程中，需要留有一定的余量，并且由于沒有為安全柜設(shè)置排氣罩，將會導(dǎo)致房間的凈高增加，最終造成空調(diào)系統(tǒng)的施工難度加大[2]。

　　2.3方案三

　　在阻力方面，Ⅱ級A2型生物安全柜與Ⅱ級B2型生物安全柜的排風(fēng)方式存在較大的差別，并且將這兩種安全柜進(jìn)行對比可以發(fā)現(xiàn)，Ⅱ級B2型生物安全柜的開啟關(guān)閉過程，更容易影響實驗室內(nèi)壓力的平衡，因此，若將這兩種安全柜的排風(fēng)設(shè)備進(jìn)行分開設(shè)置，將會令實驗室內(nèi)的平衡性更為出色。具體來說，若使Ⅱ級A2型生物安全柜的連接方式為外排套管式，房間的排風(fēng)與Ⅱ級A2型生物安全柜的排風(fēng)共用一臺排風(fēng)機(jī)，同時在實驗室內(nèi)設(shè)置與Ⅱ級B2型生物安全柜相對應(yīng)的排風(fēng)口，為Ⅱ級B2型生物安全柜單獨設(shè)置一臺排風(fēng)機(jī)，則會令空調(diào)系統(tǒng)更容易調(diào)節(jié)。

　　2.4三種方案的對比說明

　　上述三種方案所采用的系統(tǒng)均為負(fù)壓全新風(fēng)，若將三種方案的系統(tǒng)改為回風(fēng)式，那么，經(jīng)計算可知方案二、三所消耗的能量將會明顯增加。同時上述三種方案Ⅱ級A2型生物安全柜的排風(fēng)需設(shè)置補(bǔ)風(fēng)量，以便更好的滿足實驗室內(nèi)的壓力需求，同時由于添加補(bǔ)風(fēng)的過程中會增加生物安全柜的能耗，在實際安裝過程中，相關(guān)工作人員需要將補(bǔ)風(fēng)所耗的能量添加到排風(fēng)系統(tǒng)的新風(fēng)能耗中。

　　此外，由于方案三中的Ⅱ級A2型生物安全柜與Ⅱ級B2型生物安全柜都需要安排與之對應(yīng)的排風(fēng)機(jī)，這就導(dǎo)致參照方案三進(jìn)行實驗室空調(diào)系統(tǒng)建設(shè)過程中，所消耗的初始投資與實際運營成本更高[3]。

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　　結(jié)論：現(xiàn)階段，藥品的安全性以及藥效的穩(wěn)定性，與人們的身體健康之間存在著極為密切的聯(lián)系，為進(jìn)一步提升藥品的質(zhì)量，實驗人員在藥品研發(fā)的過程中，不僅應(yīng)當(dāng)按照科學(xué)的手段進(jìn)行藥物配比，還應(yīng)當(dāng)確保藥物配比試驗的環(huán)境符合相關(guān)的法律規(guī)定。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[2]劉權(quán).藥廠潔凈室暖通空調(diào)關(guān)鍵性設(shè)計分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2020(09):61-63.

　　[3]王燕芹,梁磊,孟令坤,等.生物潔凈實驗室中的生物安全柜空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計[J].暖通空調(diào),2019,49(02):82-86.

　　作者簡介：肖川