某生物安全實驗室節能控製方案的探討（附案例）

1、病毒（dú）所科研樓概況
中國疾病預防控（kòng）製中心新址病毒所科（kē）研樓（lóu）位於北京市昌平區，是中國疾病預防控製中心一期工程建設的重要（yào）單體（tǐ）。該樓建築麵積15 932．66m2，共7層，地上6層，地下1層，是集辦公和實驗於一體的科研樓。該樓1層為普通辦公用房，2～6層為實驗區域，實驗區（qū）每層均分（fèn）為西側和東側實驗單元（yuán），其中6層（céng）西側為生物安全三級實驗室區（qū）域，其餘均為生（shēng）物安全二級及以下實驗室單元（生物安全二級實（shí）驗室，簡稱為BSL-2，俗稱P2實驗室（shì））。
2、病毒所科研樓6層東側實驗單元送、排風係統
2.1生物安全（quán）實驗室特點
生物安全實驗（yàn）搴要保證氣流組織合理，即正常工作時氣流（liú）應（yīng）由清潔空間向汙（wū）染空間流動，形成合理的定向流。這種定向流是靠自動控製係統（tǒng）調節各房間的總送、排風量（liàng）來實現的（de），通過調節（jiē）房間送風量和排風量差來保證房間的負壓值LI-3]。該實驗單元控（kòng）製係統不僅能保證各實驗室內氣（qì）流（liú）組織合（hé）理，而且能實現生物安全實驗室zui大（dà）程度的節能，還解決了實驗室內常（cháng）見的（de）生物安全（quán）櫃排風倒灌（guàn）問題。
2.2六層東（dōng）側（cè）實驗單元組（zǔ）成
整個科（kē）研樓（lóu）實驗室眾多，為節省設（shè）備機房空間，各層空調機組放於實驗室和屋頂（dǐng）樓（lóu）板之間的夾層內，而排風機則放置在屋頂層機房內；同時為減（jiǎn）少設備投（tóu）資，某一空調機組町能同時為某實驗單（dān）元內幾個（gè）實驗室送風，同樣實驗單元內幾個實驗室的排風也可能共用1台變頻排（pái）風機。這樣各層實驗室到屋頂機房的排風管道也不會占用很大的（de）建築空間。該實驗單元內共有5個實驗室，分別為細胞（bāo）學實（shí）驗（yàn）室、血清學實（shí）驗室、病原汙染實驗室l、病（bìng）原汙染實驗室2、PCR（polymerase chain reaction，聚合酶鏈（liàn）式反應）實驗室，各實（shí）驗室均（jun1）由緩衝間（jiān）和主實驗室組成。為了（le）更好地形成定向流，要求緩衝問壓力為+10Pa，主實驗室壓力為-10Pa。
2.3該實驗單元排風係（xì）統
病原（yuán）汙染實驗室l、病（bìng）原汙染實驗室2和PCR實驗室中各有1台B2型生物安全櫃（即全（quán）排風型生物安全櫃，為防止循環風造成（chéng）實驗標本的交叉汙染，沒有使用內循環型生物安全（quán）櫃），3台B2型生物安全櫃排風（fēng）口末端（duān）各連接有1台排風機（jī）。為防止B2型（xíng）牛物安全（quán）櫃在不使用時房間排風引起安全櫃內部倒灌現象，3台生物（wù）安全櫃排風（fēng）管（guǎn）道上均（jun1）設置了防倒灌閥，並且配置的生物安（ān）全櫃排風機為雙速風機，即在生物安全櫃不使用時其排風機低（dī）速運行。同樣每個生（shēng）物安全櫃排風管道E均設（shè）置電動（dòng）密閉（bì）閥(ED)，該閥和對應排風機啟停聯鎖。該實驗單元各房間排風（fēng）係統共用1台變（biàn）頻排風機，排風主管道上設置電動密閉閥（和變頻排風機（jī）聯鎖），各房間排風支管上均設置電動密（mì）閉閥（fá）和變風量調節閥。任一房（fáng）間使用時，該變頻排風機均啟動，同樣變頻排風機和排（pái）風幹管上的電（diàn）動密閉閥聯鎖。
2.4該（gāi）實驗單元送（sòng）風係（xì）統
該實（shí）驗（yàn）單元的5個實驗室送風係統可（kě）分為3類：
（1）病原汙染實驗室（shì）l和2。該類（lèi）實驗室送風係（xì）統為全新風空調係統，房間內不允許有回風，新風機（jī）組和（hé）新風口主風管上（shàng）的電動密閉閥聯鎖；緩衝間和（hé）主實驗室送風支管設置手動調節（jiē）閥。
（2）PCR實驗室。該實驗室（shì）送風係統為全新風（fēng）空調係統，新風機組和主風管上的（de）電動（dòng）密閉閥聯鎖。該實驗室包含緩衝問和3個主（zhǔ）實驗室，其中含有B2型生物安全櫃的（de）主實驗室（shì）送（sòng）風支管上設有雙穩態文丘裏閥，與B2型生物安（ān）全櫃聯鎖；其餘房間（jiān）送風（fēng）支管（guǎn）均設（shè）有定風量閥。
（3）細（xì）胞學實驗室和血清學實驗室。該類實驗室內含有A2型（xíng）內循環風生物安傘櫃，由空調機組送風，主實驗室內（nèi）有回風口。新風管和回風管上均設有可調節風量閥，和空調機組聯（lián）鎖；緩衝間和主（zhǔ）實（shí）驗室送風支管設置手動調節閥。
3、使（shǐ）用傳統（tǒng）樓宇控製方法的弊端
傳統樓（lóu）宇控製方法可以設（shè）定整個病毒所科研樓內（nèi）各實驗單元係統在特定日期、特定時（shí）間段內啟停運（yùn）行，但當某（mǒu）一（yī）實驗單元內部分實驗（yàn）室不工作時，則必須及時通知樓宇自控工作人員（yuán）才（cái）能關掉與該實驗室相關的，不必要的送、排風係統，否則會造成能源浪費。比（bǐ）如，6層東側實（shí）驗單元內的病原汙染實驗室1，房間內含1台B2型生物安全櫃，由於該（gāi）實驗室送風係統為獨立全新風係（xì）統，且生物安全櫃排風機也為獨立雙速排風（fēng）機（jī）。該房間不（bú）使用時，在樓宇自控工作人員不及時操作情（qíng）況下，送風機組、生物安全櫃排風機（jī）均處於不必要（yào）的運轉狀態下。而當實驗人員準備在非工作日或工作日非正（zhèng）常工作時間加班時，同樣需要及（jí）時通知樓宇自（zì）控工作人員開啟對應實驗室的（de）送、排風係統才能保證實驗正常進行。對於整棟科研樓的眾多實驗（yàn）室來說，樓宇自控工作人員工作量很大，時間久了會形成早上不到工作時間（jiān）樓宇自控工作（zuò）人員就開啟了整（zhěng）棟樓各（gè）實驗單元的送、排風係統，晚上（shàng）下班後（hòu）樓宇自控工作人員不知道何（hé）時關閉係統的現象（因為部分實驗室加班，某些實驗室內設備瞬問（wèn）斷電會引起病原（yuán）微生（shēng）物（wù）因子氣流亂流），且正常工（gōng）作時間樓內部分實驗室很可能不需要作實驗，這樣就（jiù）會造成整棟樓、甚至整個園區科研樓運行能耗的大量浪費。
4、新節能控（kòng）製方案（àn）——就地控製
就地控製方案是針對傳（chuán）統樓宇控製方法的弊端和生物安傘實驗室的特點提出來的，是指在實驗室現場就可以控製與該房間相關的送、排（pái）風係統及必（bì）要的電（diàn）動密閉閥和變風量調節閥等。此方法不需專業樓宇自（zì）控工作人員手持手操器在控製模塊上操作，而隻需非專業（yè）人員開關一個控製麵板即可。在每個實驗室進入緩衝間門口處設置一個簡單的控製麵板，實驗（yàn）人員根據需要開（kāi）啟或關（guān）閉該麵板後，樓宇控製係統根據設（shè）定的程序，結合該實驗室送、排風係統現在所處的工況，開啟或（huò）關閉與之對應的房間送、排風係（xì）統等，並且調（diào）節房間壓差直到滿足正常實驗需要。
5、進行就地控製後的實驗單元節能控製方（fāng）案
以（yǐ）六層（céng）東側實（shí）驗（yàn）單元中（zhōng）情況（kuàng）zui複雜的（de）病原汙染實驗室為例，介紹該（gāi）實驗室的各種工作狀態。
5.1實驗室進入預備狀態的程序：
各實驗室（shì）有（yǒu）遠程和就地兩種（zhǒng）控製方式，在實驗室（shì）內（nèi）位置設“啟動／停止”置位開關進行就地控（kòng）製（zhì），由樓宇自控係統在中央監控計算機上設置“就地控製／強製啟動／強製停止”三種狀態進行遠程控製。當中央監（jiān）控計算機上設置為“就地控製”狀態時，係統根據就（jiù）地控製置位開關的實際狀態完成實驗係統的控製（zhì）；當中（zhōng）央監控（kòng）計算機上設置為（wéi）“強製（zhì）啟動／強製停止”狀態時，就地控（kòng）製置位開關將不起作用。在中央監控計算機上設置“檢修／運行”狀（zhuàng）態（tài）顯示(即強電（diàn）配電盤的“手動／自動”轉換開關)。當某一實（shí）驗室的空調係統檢修時，將強電配電盤的“手動／自動”轉換開（kāi）關轉換到“手動”狀態，中央監控計算機上顯示“檢修”狀態。
5.2實驗室進入使用狀（zhuàng）態的（de）程序：
在遠程或就地（dì）開啟該實（shí）驗單元內任一實（shí）驗室房間的空（kōng）調係統一該（gāi）實驗單元的共用變頻排風機和排風總管（guǎn）道上的（de）電動密閉閥開（kāi）啟一該實驗室的生物安全櫃排風機(低速)和生物安全櫃排（pái）風管道上的電動密閉閥開啟一該房間排風管道上的電（diàn）動密閉閥和變風量調節閥開啟一該房間送（sòng）風機（jī）（低速（sù））開啟，此時該實驗（yàn）室已可進入使用。
5.3使用生物安全櫃時係統（tǒng）開啟（qǐ）程序：
打開生物安全櫃的（de）開關一生（shēng）物安全櫃的雙速排風機由低速（sù）轉高速運行一生物安全櫃啟動一雙（shuāng）速送（sòng）風機由低速轉高（gāo）速運行，生物安（ān）全櫃可使用。B2型生物安全櫃開（kāi）啟（qǐ）後遠程及（jí）就地控製的任何操作（zuò）均不能關閉送、排風係統。室（shì）內溫濕度調節由（yóu）遠程控製（zhì），房間壓差不滿足設定要求時遠程（chéng）報警。
5.4關（guān）閉生物安全櫃時的（de）程序：
按下生物安全櫃的關閉鈕一雙速送風機由高速轉低速運（yùn）行一生物安全櫃關閉一生物安（ān）全櫃雙速排風機由高速轉低速運行。
5.5實驗室進入（rù）停（tíng）止（zhǐ）狀態的（de）程序：
就地關閉（bì）實驗室房問的空調係統一送風機關閉一房間（jiān）排風管道上的電動密閉閥關（guān）閉（bì）一生物安全櫃對應管道（dào）上的電動密閉閥和生物安全櫃的排風機關閉。遠程關閉該實驗（yàn）室的（de）空調係統時，要（yào）提示管（guǎn）理人員確認實驗使用狀態後方可關閉。
5.6當該實驗單元內所有房間停（tíng）止（zhǐ）使（shǐ）用時，該單元的共用排風（fēng）機和總排風管道卜的電動密閉閥關閉（bì）。
5.7關於過濾（lǜ）器積塵引起風量變化（huà）的問題可通過傳統樓宇自控係統解決，當然引入就地（dì）控製後也可解決這個問題，且控製原理相同。
5.8該（gāi）單元內其他實驗（yàn）室應用就地控製方法可參照此實（shí）驗室進行。