通風與空氣調節--醫學實驗室的（de）核心

一、通風要求
1、醫（yī）學實驗室通風要求
醫學實驗操作經常會產生各種有毒的 、有腐蝕性的 、有刺激性的物質或具（jù）有生物危害的氣溶膠 。如不及時排至室外，不（bú）僅會造成室內空氣汙染（rǎn） ,  危及實驗人員的健康和安全 ,  還可能影響設備的正常運（yùn）行和檢測結果的準確性（xìng）。因此 ,  應在風險評估的基礎上 , 進行實驗室通風的設計 ,  為工作人員提供安全（quán） 、舒（shū）適（shì）的工作環境 ,  減少人員暴露在危險空氣下的可能。實驗室通（tōng）風方式有兩種 :  局部通風和（hé）全室通風。
（1）局部通風（fēng）
局部通風是在（zài）有害物質產生後（hòu）立即（jí）就近排出 ,  這種（zhǒng）方式能（néng）以較少的風（fēng）量排走大量的有（yǒu）害物質 ,  是改善現有實驗室（shì）條件可行（háng）和經濟的方法 ,  被實驗室廣泛采用 。對於有些（xiē）實驗不能采（cǎi）用局部通風 ,  或局（jú）部通風不能滿足要求時 ,  則可采用全室通風。
（2）全室通風
全室通風有自然通風和（hé）機械通風兩種方式 ,  常用於（yú）室內不設通風櫃（guì）又需排出有害物 質（zhì）的房間 ,  或者局部通（tōng）風無法（fǎ）滿足（zú）要求時。
a）自然通風
自然（rán）通風是指利用建築物內外空氣的密度差引起的熱（rè）壓或室外大氣（qì）運動引起（qǐ）的風壓來引進（jìn）室外新鮮空氣達到通風（fēng）換氣作用的一種（zhǒng）通風方式。它不消耗機械動力 ,  是一種經濟的通風方式 ,  在一般的居住建（jiàn）築（zhù）、普通辦公建築 、工業廠房  (尤其是高溫車間)  中有廣泛的應用 。
b）機械通風
自然通風滿足不了室內換氣要求時，應采用機械通風。機械通風依（yī）靠通風（fēng）機造成的壓力差，通過通風管道來輸送空氣。機械通風係統一般由通風機（jī）、通（tōng）風管、送風口、排風口和淨化設備等組成 。
GB51039— 2014《綜合醫院建築設（shè）計規範》中第 7.7.1條規定：檢驗科 、病理科實（shí）驗室應有單獨排風係統。T/CAME15— 2020《醫學實驗室建築（zhù）技術規範》 第（dì） 6.2.1條規定（dìng）：實驗室可以利用自然通（tōng）風，當采用機械通風係（xì）統時應避免交叉汙染。
T/CAME15-2020《醫學實 驗 室 建 築 技 術 規 範》第 6.2.2條 規定：凡設計有毒、有害、爆炸（zhà）性 、易揮發性溶媒、化學致癌劑氣體產生時（shí），應采用全新風排（pái）風係統。排風機應設置在排風管（guǎn）路末端 ,  排風應經無害化處理後排至室（shì）外，實驗（yàn）室排（pái）風應滿足GB16297— 1996《大氣汙染物綜合排放標準（zhǔn）》 的（de）要求並進行高空排放 。
2、生物安全櫃通風要求
T/CAME15— 2020《醫學實驗室建築技術規範》 第 6.2.3條規（guī）定 :  實驗室內設置生物安全（quán）櫃時 ,  生物安（ān）全櫃與排風係統的連接方式（shì）應滿足下（xià）表的要求。
生物安全櫃與排風係統（tǒng）的連接方式

上表給出了生物安全櫃選用基本要求 ,  各使用單位可根據自己的實際使用情況選用適用的生物安（ān）全櫃。對於放射（shè）性的物質，由於可能有（yǒu）累積，即使少量也建議采用全排（pái）型生物安（ān）全櫃。當生（shēng）物安全櫃排風在室內循環時，為滿足新風量衛（wèi）生標準要求（qiú），室內（nèi）應設置機械通風係（xì）統。當生物安全櫃排風（fēng）管道連接排出時 ,  應通（tōng）過獨立於建（jiàn）築物其（qí）他公共通風（fēng）係統的管道排出。
3、新風處理要求
醫學（xué）實驗室新風應直接取自室外 , 並采取必要的防雨、防雜物、防昆蟲及其他動物 進入的措施。新風口設置初效（xiào） 、中效過濾器（qì）能保證進入室內的（de）空氣品質。隨著空氣過濾 器的使用時（shí）間的累積 ,  空氣過濾器的（de）阻力會越來越大，進入（rù）室內的風量會變小，設置壓 差報警器監測空氣過濾器的阻（zǔ）力值 ,  提示清洗（xǐ）或更換過濾（lǜ）器 ,  保證進入室內的新風（fēng）量（liàng） 。T/CAME15-2020《醫學實驗室（shì）建築技術規範》第 6.2.6條規定：新風應直接取 自室（shì）外，新（xīn）風口應設有（yǒu）初效、中效二級過濾器，並應設置壓差報警裝置 ,  提示清洗（xǐ）或更換過濾器。
室外新風口應遠離汙染（rǎn）源  (包括排風口（kǒu）) 。為了防止排風  (特別（bié）是散發有害物質的 排風)  對進風的汙染 ,  室外新風口、排風口相對位置的設置 ,  應（yīng）遵循避免短路的原則 ; 室外新（xīn）風口宜低於（yú）排風口 3m 以（yǐ）上 ,  當室外新風口 、排風口在同 一 高度時 ,  宜在不同方 向設置 ,  且水平距離一般不（bú）小於 10m。通（tōng）風櫃（guì）和生物安全櫃的排風應根據實際情況將排 風進行無害化處理後排放至屋麵。
二、空氣調節
空氣調節，需要通過冷（lěng）熱源設備和新風係統（tǒng）、空調係統來實現。正如我們的人（rén）體需要呼入氧氣，呼出二氧化碳氣體，得依賴於由肺器官和氣管組成的呼吸係統來完成（chéng）。兩者工作原理極為相似，目的也如出一轍。
1、冷熱源
醫學實驗室空調係統冷熱源有兩種方（fāng）案，一是接入醫院集（jí）中室中央（yāng）空調係統，另（lìng）外是單獨設置一（yī）套冷熱（rè）源。醫學實驗室（shì）通常處於建（jiàn）築內區 ,  常年需要供冷 ;  醫學實（shí）驗室大量地排風需要（yào）補風 ,  為控製（zhì）室內溫濕度 , 補風（fēng）往往需要進行冷熱（rè）處理 。利用醫院集中式冷熱（rè）源係統往往很難達到要求 ,  所以醫學實驗室空調係統冷熱源建（jiàn）議單獨設置（zhì） 。
T/CAME15— 2020《醫學實驗室建築技術規範》 第6.3.1條規定：實驗室空調冷熱源的設置應確（què）保實（shí）驗（yàn）室全年正常運行 ,  可采用集中或分散式空調冷熱源 ,  宜獨立設置空調冷（lěng）熱（rè）源 ,  當（dāng）采用集中冷熱源時 ,  為使冷熱源具備較好的調（diào）節能力 , 建議設置備用冷熱（rè）源。為實現醫學實（shí）驗室的綠色低碳發展 ,  T/CAME15— 2020《醫學實驗室建築技術規範》第 6.3.2條建議：實驗室空調係統的夏季除濕再熱熱源 ,  條（tiáo）件（jiàn）允許時優先采用（yòng）四管（guǎn）製多功能熱泵機組的冷凝（níng）廢熱 。四管製多功能風冷熱泵機組是近年來在市場上出現的一種新（xīn）型風冷熱泵空調機組 ,  顧名思義 ,  在（zài）四管製空調係統中（zhōng） ,  冷凍水係統和熱水係統共四路接管 ,  蒸發器和冷凝（níng）器可實現冷熱聯供。四管製多功能熱泵機組能夠在蒸發器獲得冷水的同時 ,  從熱回收器獲得的冷凝廢熱作為夏季除濕再（zài）熱熱源 可（kě）以顯著降低能耗，減少排放 。

與傳統（tǒng）的風冷熱泵相比（bǐ） ,  四管製多功（gōng）能風冷熱（rè）泵機組輸（shū）入一份電量 ,  可同時得到冷量和熱（rè）量 ,  單台機組（zǔ）在全年工況下運行時 ,  冷熱負荷（hé）均可在額定負荷的25% ~ 100% 範圍內任意自動（dòng）調節組合 ,  可靈活實現單製冷、單製熱 、同時製冷（lěng）製熱（rè）三種工況 ,  翅片 換（huàn）熱器作為中間換熱器 ,  用於平衡冷熱兩端的能量平衡 ,  冷熱兩側均能實現獨立調節。四（sì）管製多（duō）功能風冷熱泵供冷季利用冷凝熱回收技術作為再熱熱源 ,  與傳統係統相比 ,  空（kōng）氣處（chù）理（lǐ）過程是一樣的 ,  可謂的不同（tóng）之處是大幅（fú）度地節省了再熱能耗。
2、空調係統劃分
空調係統的劃分要考慮多方麵的因素 ,  如實驗對象的危害程（chéng）度（dù）、自動控製係統的可靠性（xìng）、係統的節能運行（háng）、防止各個房間交（jiāo）叉汙染、實驗室密閉消毒等。T/CAME15—2020《醫學實驗室建築技術規範》 第 6.3.3條規定（dìng）：實驗室空調（diào）係統的劃分應根據操作對（duì）象的危害程度（dù） 、平麵布置等情況經技術經濟（jì）比較後確定 ,  應（yīng）有利於實驗室消毒滅菌 、 自動控製（zhì）係（xì）統（tǒng）的設置和節能運行 ，並應采取有（yǒu）效措施避（bì）免交叉汙染。
開放（fàng）式實驗室  (包括但不限於開展常規檢驗、生化與免疫檢（jiǎn）驗、全血細胞分析等輕微汙染（rǎn）項（xiàng）目檢驗的實（shí）驗室)  使用的專業（yè）儀器較多 ,  主要有全自動生化免疫分析儀 、全自動（dòng）生化電泳分析儀、質譜（pǔ）儀（yí） 、色譜儀等（děng） ,  儀器設備（bèi）散熱量較（jiào）多 ,  空調冷（lěng）負荷（hé）較大 ,  實驗室宜采用 帶 循 環 風 的 空 調 係 統 。T/CAME15— 2020《醫 學 實 驗 室 建 築 技 術 規 範》 第醫學實（shí）驗（yàn）室設計與建設指南6.3.6條建議：開放式實驗室宜（yí）采用帶循環風的空調係統。對於有bing原微生物汙染風險（xiǎn）的醫學實驗室 ,  T/CAME15— 2020《醫學實驗室建築技術規範》第6.3.7條建議：臨床（chuáng）基因擴增實驗室  (PCR實驗室) 、生物安全二級實驗室宜采用全新（xīn）風係（xì）統 ,  並采取變（biàn）新風量或熱回收等有效節能運行措施。當采用帶（dài）循（xún）環風的空調係（xì）統時應避免汙染和交叉汙染。當醫學實驗室設（shè）置集中空調係（xì）統不合理時 ,  可以采取分散空調方式 ;  有溫濕（shī）度精度要求的實驗室應設置（zhì）恒溫恒濕空調係統（tǒng） ;  有潔淨度要求的實驗室應設（shè）置潔淨空調係統 。
三、氣流組織
醫學實驗室（shì）核心工作間內的高風險區域，主要在生物安全櫃、通風櫃等實驗操作位置 ,  而相對的低風險區域主要在核心工作間入口一側 ,  一般把（bǎ）房間排風口布置在生物安全櫃及（jí）其他排風設備的同一側（cè） 。T/CAME15— 2020《醫學實驗室建築技術規 範》 第（dì） 6.4.1條規定 ：實驗室內各種設備的位置應有（yǒu）利於氣流由被汙染風險低的空間向被汙染風險高的空間流動 ,  最大限度減少室內（nèi）回（huí）流與渦流（liú）。
理論及實驗研究結果均表明  “上送下排 " 的氣流組織（zhī）形式對汙染物的控（kòng）製效果要優於“上送上排 " 的氣流組織形式 ,  因此在核心工作間氣流組織設計時建議優先采用 “上 送下（xià）排 " 的氣流（liú）組織形式 ,  當不具備條件時（shí）可采取“上送上排（pái） "。在進（jìn）行通風空調係統 設計時 ,  對室（shì）內送風口和排風口的位（wèi）置要精心布置 ,  使室內氣流組織合理 ,  有利於（yú）室內可能被汙染空氣的排出（chū） 。T/CAME15— 2020《醫學實（shí）驗室建築技術規範》 第 6.4.3條 規定：設置生物（wù）安全櫃的實驗室氣流組織宜采用上（shàng）送下排方式 ,  送風（fēng）口和排風口布置應有（yǒu）利於室內可能被汙染空氣的排出。
T/CAME15— 2020《醫學（xué）實驗室建築技術規範（fàn）》 第 6.4.4條規定 ：在生物安全櫃操作麵或其他有氣溶膠操作地點的上（shàng）方附近不應設送風口，這是因為送（sòng）風口有一定的送風速度 ,  如果直接吹向生物安全櫃或其他可能產生氣溶（róng）膠的操作地點上方 ,  有可能破壞生物安全櫃工作（zuò）麵（miàn）的進（jìn）風氣流，或把（bǎ）帶有致病因子的氣溶膠（jiāo）吹散到其（qí）他地方而造成汙染 。送風口的布置應避開這些地點 。
T/CAME15— 2020《醫學實驗室建築技術規範》 第 6.4.5條規定：氣流組織上送下排時（shí） ,  排（pái）風口下沿離地麵不宜低於 0.1m ,  上沿高度不宜超過（guò）地麵之上0.6m。排風口 麵風速不宜大於 1m/s。室內排風口高度低於工作麵 ,  這是一般潔淨室（shì）的通用要求。考慮到實驗室（shì）排風量大（dà），而且工作麵（miàn）也僅（jǐn）在排風（fēng）口一側（cè） ,  所以（yǐ）排風口上（shàng）邊的高度放（fàng）寬到距地 0.6m。
四、部（bù）件與材料
T/CAME15— 2020《醫學實驗室建築技術規範》 第 6.5.1條規定空調機組應滿足 下列要求：
(1)  內部結構及配置的零（líng）部（bù）件應（yīng）便於消毒、清洗及並能順利排出清洗廢水，不易（yì）積塵、積水和滋生細菌。
(2)  表（biǎo）麵冷卻器的冷凝水排出口 ,  宜設（shè）在正壓段 ,  否則應（yīng）設能防倒吸並在負壓時（shí）能順利排出冷凝水的裝置 ,  當設置水封時 ,  水封高度應大於凝水盤處壓（yā）力。
(3)  新風機組和空調機組內（nèi）各級空氣（qì）過濾器前（qián）後應設（shè）置壓差計。
(4)  當采用表麵冷卻器時 ,  截麵的氣流速度不宜大於2.5m/s。
(5)  當采用淨化空氣機組時，機組箱體的密封應可靠。當機組內試（shì）驗（yàn）壓力保持1500Pa的靜壓值時，箱體（tǐ）的漏風率不應大於2%。
(6)  送風係統正壓段過（guò）濾器應選用（yòng）對大於等於0.5μm微粒計（jì）數（shù）效率不低於40%的中效過濾器 。
(7)  空調機組的基礎對地（dì）麵的高度不（bú）宜低於200mm。空調機組安裝時應調平，並做減振處理。
(8)  各檢查門應平整 ,  密封條應嚴密。
(9)  空調機組正壓段的檢修門（mén）宜向內開 ,  負壓段的檢修門宜向外開。
通風空調係統風管材料和製（zhì）作應符合現行國家標準 GB50243《通風與空調工程施工質（zhì）量驗收規範》、GB50591《潔淨室施工及（jí）驗收規範》 的有關規定。應在新（xīn）風、送風的總管和支（zhī）管上方便操作的位置，按照現行國家標準（zhǔn）GB50243《通風與空調工程施工質量驗收規範》、GB50591《潔淨（jìng）室施工及（jí）驗（yàn）收規範（fàn）》的要求開風量檢測（cè）孔。空（kōng）調及通風設備宜有較寬敞的設置場所，不宜露天設置（zhì），設置於屋麵（miàn）的管道及閥門應進行有效的防護措施。
五、廢氣處理
醫學實驗（yàn）室在實驗過程中會產生各類有害氣（qì）體 ,  不經任何處（chù）理的廢氣直接排入大氣會汙染環境（jìng） ,  因此廢氣在排放前，需（xū）要進行淨（jìng）化處理。有害氣體的處理方法一般可分為高空稀釋與淨（jìng）化處理兩大類。高空稀釋主要是通過高煙囪排放，用氣體進（jìn）行擴散稀釋，排放口的有害氣（qì）體濃度及排放速（sù）率必須滿足國家相關標準；淨化處理包括物理方法、化學方法、生物方（fāng）法以及幾種方（fāng）法（fǎ）的綜合 。
(一)  生物類實驗室廢氣處理
醫療衛（wèi）生機構生物類實驗室廢氣（qì）包括（kuò）但不限於PCR實驗室和HIV實驗室（shì）中生物安全櫃排出的實驗廢氣。GB50881— 2013《疾病預防控製中心建築（zhù）技術規範》第7.3.2條規定：當排風汙染（rǎn）物（wù）濃度高於環保部門的排放標準要求時 ,  應按照生（shēng）物汙染或化學汙（wū）染分類采取（qǔ）淨化處理措施。排除生物安全危險 、腐（fǔ）蝕性氣體的管道（dào）材質應滿足耐腐蝕、易清洗的要求，排風（fēng）口至少（shǎo）應高出屋麵2m，排風口宜向上並有防（fáng）雨措施（shī） 。GB50346-2011《生物安全實驗室建築技術規（guī）範》第5.3.2條以強製性條文的形式明確規定：三級和四級生物安（ān）全實驗室防護（hù）區的排風必須經過（guò）高效（xiào）過濾器過濾後排放。工程實踐中部分生物安全二級實驗室的排風也采（cǎi）用了高效過濾器過濾排放。排風（fēng）除通過高效過濾器過濾處理以外 ,  通常還進行高空排放 ,  以進一步降低其對周（zhōu）圍環境的影響。
(二)  化學類實驗室廢氣處理
醫（yī）學實驗室內的實驗操作會使用大量的（de）化學藥品 ,  特別是病（bìng）理科會用到大量（liàng）的化學溶劑。醫學實（shí）驗室（shì）氣態汙染物的（de）處理方法一般有物理吸附法、化學吸附（fù）法、氧化法、水（shuǐ）洗法 、吸收（shōu）法等，需要根據廢氣特點來組合選（xuǎn）擇高效率、低成本的處理方法及設備。
醫學實驗室化學類廢氣常用吸附法進行處理 ,  吸附法是指采（cǎi）用適當的吸附劑對廢（fèi）氣進行物理吸附或（huò）者化學吸附 。

吸附現象中具有較大吸附能力的固體物（wù）質（zhì）叫作吸附劑 ,  一定量的吸附劑所吸附的氣體量是有一定限度的 ,  經過一段時間吸附（fù）達到飽和狀態時 ,  要更換吸（xī）附劑 。活（huó）性炭因其具有（yǒu）大比表麵積和微（wēi）孔結（jié）構而廣泛應用於吸附（fù）回（huí）收低濃度氣（qì）態汙染物 ,  是（shì）一種典型的物理吸附劑 。醫（yī）學實（shí）驗室通常采（cǎi）用活性炭吸附法（fǎ）處理實驗室排放的有機（jī）廢（fèi）氣及（jí）含（hán）有惡臭的廢氣（qì）。化學吸附往往選擇（zé）堿性或酸性的比表麵積（jī）較大的固體物  (如浸漬（zì）氫氧化鉀或磷酸的活性炭)  作為吸附劑 ,  該類吸附劑無腐蝕（shí）性 、無毒 、對環境條（tiáo）件無具體要求 ,  當被淨化（huà）氣體中的酸性或堿性氣體擴散運動到達吸附（fù）劑表麵吸附力場時 ,  便被（bèi）固定在其表麵， 然（rán）後與其中活性成分發生（shēng）化學反（fǎn）應，生成一（yī）種新的中性鹽物質而存儲在吸附劑結構中 ,  適用於（yú）無機廢氣的（de）處理，可祛除氯化氫 、* 、氨氣等。
相比於噴淋塔，化學  (或物理)  吸附廢氣處理裝置不需要額外的電（diàn）力輔助 ,  適用於排（pái）放濃度不高的場所。有些吸附劑中還會加入氧（yǎng）化還原劑如高錳酸鉀和活性氧化鋁等（děng）。對（duì）於分子結構親和力較差的氣體可以迅速分解為（wéi）無機鹽和水，祛除的（de）氣體包括硫化氫 、硫氧化物 、氮氧化物 、甲醛、乙醛、乙炔 、氯氧化物、乙（yǐ）烯等 。