洁净医学实验室的设计建设

一、洁净医学实验室的工艺设计

洁净医学实验室的设计应该从工艺设计开始，充分了解实验各个工艺环节、先后顺序、技术要求、废物排放，通过合理的工艺设计为洁净医学实验室的建设打下坚实的基础。

1.要详细了解洁净实验室的操作对象的特性、对实验人员和环境有无危害。

2.要充分了解实验流程的各个环节及其对环境的要求。

3.无菌实验室常用的实验仪器有：恒温培养箱、二氧化碳培养箱、普通冰箱（冰柜）、低温冰箱（冰柜）、超低温冰箱（冰柜）、摇床、离心机、超净工作台、层流罩等。

4.PCR实验室（基因扩增实验室）常用的实验仪器有：普通冰箱（冰柜）、低温冰箱（冰柜）、超低温冰箱（冰柜）、离心机、电泳槽、PCR仪、超净工作台、通风橱、生物安全柜、等。

5. PET中心（正电子发射计算机断层显像中心）常用的实验仪器有：热室分装箱。

6.生物安全实验室常用的实验仪器有：恒温培养箱、二氧化碳培养箱、普通冰箱（冰柜）、低温冰箱（冰柜）、超低温冰箱（冰柜）、摇床、离心机、洗板机、酶标仪、电泳槽、程序降温系统、超净工作台、生物安全柜、层流罩、可移动式消毒锅、单扉消毒锅、双扉消毒锅等

7.要详细了解各实验单元之间的压力状况，详见洁净医学实验室的技术指标部分。

8.要详细了解实验仪器的配电要求、配气要求、排风要求、送风要求、上下水要求。

9.生物安全实验室设计要充分了解生物因子的危险等级，根据不同的危险等级选择不同的防护装备、设计相应的防护设施、选择适宜的建筑、结构、空调、上下水、配电及自动控制设施。

10.洁净医学实验室要设计好三类流线：人员流线、洁物流线、污物流线。尽可能做到人员流线和货物流线分开，尤其是洁物入口、污物出口和人员进出口需要分开设置。

二、建筑、装修、结构

洁净医学实验室通常为整体建筑的的一部分，通常布置在医疗机构的各医疗科室的最内侧，这类实验室的围护结构通常采用轻质复合结构墙体，要求这类墙体整体性好、拼缝少、有利于建成后的卫生保持，。地面也采用整体性好的地面。由于是洁净区，通常不设计可开启的外窗，窗可以采用金属框架或者合金框架的双层固定窗。门通常采用金属壁板门。

1.无菌实验室通常包括换鞋、男女一更、男女二更、缓冲、走廊、无菌实验室、洁物入口、污物出口。二更可以兼作缓冲间，换鞋可以和一更合并。在建筑面积有限的场所物流出入口可采用传递窗代替。

2.PCR实验室主要由四个独立的功能单元构成：样品和试剂准备区、核酸提取室（标本制备区）、扩增区、产物分析区。每个区之间设置传递窗；每个区需要有自己的缓冲间，当不设置统一的人流出入口时，各缓冲间都要兼做各区的更衣室。设计比较好的PCR实验室可以设计统一的人员出入口、洁物入口和污物出口。

3.PET中心包括一更、缓冲、二更、气闸、物流入口、分装准备室、分装热室、热室后室。比较完善的PET中心还要设计配套的无菌检测室和阳性对照室。

4.生物安全一级实验室的可以是一间安装了生物安全柜的独立的房间，实验室的门应有可视窗锁闭，门锁及门的开启方向不应妨碍室内人员的逃生。详细要求可以参照《实验室 生物安全通用要求》GB19489-2008。

5.生物安全二级实验室宜设置更衣室和主实验室，主实验室内设置生物安全柜，主实验室要求维持微负压。详细要求可以参照《实验室 生物安全通用要求》GB19489-2008。

6.生物安全三级a类实验室防护区应包括主实验室、缓冲间等，缓冲间可兼做防护服更换间；辅助工作区应包括清洁衣物更换间、监控室、洗消间、淋浴间等；生物安全三级b1类实验室防护区应包括主实验室、缓冲间、防护服更换间等。辅助工作区应包括清洁衣物更换间、监控室、洗消间、淋浴间等。主实验室不宜直接与其它公共区域相邻。详细要求可以参照《生物安全实验室建筑技术规范》GB50346-2011。

7.生物安全四级实验室防护区应包括主实验室、缓冲间、外防护服更换间等，辅助工作区应包括监控室、清洁衣物更换间；设有生命支持系统四级生物安全实验室的防护区应包括主实验室、化学淋浴间、外防护服更换间等，化学淋浴间可见做缓冲间。详细要求可以参照《生物安全实验室建筑技术规范》GB50346-2011。生物安全四级实验室一般为国家重点工程项目，由于设计工程的特殊性质，本章不详细叙述及讨论不提供平面设计实例。

8.改造的洁净医学实验室的室内净高不宜低于2.5米，新建的洁净医学实验室的室内净高不宜低于2.6米.

9.三级和四级生物安全实验室宜设置设备层，设备层警告不宜低于2.6米。

10.二级生物安全实验室应在实验室或者实验室所在建筑内配备高压灭菌器或者其他消毒灭菌设备。

11.三级生物安全实验室应在防护区内设置生物安全型双扉高压灭菌器，灭菌器主体一侧拥有维护空间。

12.四级生物安全实验室主实验室应设置生物安全型双扉高压灭菌器，灭菌器主体所在的房间应为负压。

13.洁净医学实验室的墙面、顶棚的材料应易于清洁消毒、耐腐蚀、不起尘、不开裂、光滑防水、表面涂层已具有抗静电性能。通常的材料有各类满足防滑要求的复合彩钢板、电解钢板、铝板或者不锈钢板。

14.洁净医学实验室的地面应采用无缝防滑耐磨、耐腐蚀地面，踢脚与墙面齐平。地面与墙面的相交位置及其围护结构的相交位置宜做半径不小于30mm的圆弧处理。通常的地面材料有：彩色自流平地面、PVC卷材焊接地面、橡胶卷材地面等等。

15.洁净医学实验室的门应能自动关闭、并设置观察窗，并设置门锁。实验室的门宜开向压力较高的区域。缓冲间的两个门之间要能够互锁。需要打压测试的区域的门要采用密闭门，密闭门可以是机械压紧式或者充气式，当设置充气式密闭门时，要设置压缩空气系统。

16.无菌实验室的设计应充分考虑超净工作台等大型设备的安装空间和运输通道。

17.PCR实验室的设计考虑超净工作台、通风橱、生物安全柜等大型设备的安装空间和运输通道。

18.PET中心的设计考虑热室分装机的安装空间和运输通道。

19.生物安全实验室的设计考虑生物安全柜、双扉高压锅、污水处理设备等大型设备的安装空间和运输通道。

20.洁净医学实验室的结构设计要充分考虑超净工作台、通风橱、生物安全柜、离心机、热室分装机、生物安全柜、双扉高压锅、污水处理设备的荷载情况。

21.生物安全实验室的结构要求要满足《生物安全实验室建筑技术规范》GB50346-2011的要求。

三、空调、通风和净化

1.洁净医学实验室的室内环境均为人工受控环境，通过为洁净医学实验室设置空调系统来维持洁净医学实验室的内环境，保持一定的空气温度和相对湿度、换气次数、压力状况、空气的洁净度，为实验人员提供舒适的工作环境。

2.洁净医学实验室的空调系统的投资占实验设施建设投资的很大比重，洁净医学实验室空调系统运行正常与否关系到洁净医学实验室能否正常运转。

3.洁净医学实验室的空调系统基本上均为全空气空调系统，空调系统的能耗是整个设施能耗的很大的组成部分。如何减少空调的能耗室洁净医学实验室节能的关键环节

4.医学洁净实验室的空调净化系统的划分应依据操作对象的危害程度、平面布置等情况经过经济技术比较后确定，并应采取有效措施避免污染和交叉污染。

5.空调净化系统的划分应有利于实验室的消毒、灭菌、自动控制系统的设置和节能运行。

6.医学洁净实验室的空调净化系统应能承担实验室内各类实验设备、实验人员的热湿负荷。

7.医学洁净实验室的空调机房不应距离实验室过远，净化空调系统的风机应选用风压变化较大时风量变化较小的离心风机。

8.洁净区内不应设置分体空调、风机盘管等分散的室内空调。

9.无菌实验室可以采用全空气一次回风、二次回风空调系统，新风量大的空调器系统可以采用全空气一次回风空调系统，新风量小的空调器系统可以采用全空气二次回风空调系统，空调系统的运行模式可以采用湿度控制优先的策略。

10.PCR实验室和PET中心的空调均要采用全新风直流式空调系统，全送全排。空调送风系统和排风系统之间可设置非接触式的热回收系统，如乙二醇热管热回收系统，乙二醇溶液的浓度依据冬季的室外最低级气温确定。

11.洁净的生物安全实验室空调均要采用全新风直流式空调系统，全送全排。空调送风系统和排风系统之间可设置非接触式的热回收系统，如乙二醇热管热回收系统，乙二醇溶液的浓度依据冬季的室外最低级气温确定。

12.洁净医学实验室空调系统的设计应根据洁净医学实验室的使用功能、实验种类、设施的平面系统划分进行划分和设置，对于有生物安全要求的洁净医学实验室，需符合《生物安全实验室建筑技术规范》GB50346的规定。空调系统的划分和空调方式选择应经济合理，并有利于洁净医学实验室的消毒、自动控制、系统设置、节能运行，同时避免互相影响。

13.洁净医学实验室空调系统的负荷计算应充分考虑建筑围护结构、人员、实验设备的冷、热、湿负荷。空调系统均要预留足够的夏季再热量，夏季再热优先采用热水、蒸汽，在夏季没有热水、蒸汽的场合可以采用电再热。

14.洁净医学实验室实验人员日常呼吸所需要的氧气是由洁净医学实验室的送风提供的；实验室的环境温湿度、洁净度也由由洁净医学实验室的送风来保证的。通常洁净医学实验室的空调系统为全空气空调系统，空调机组从设施之外抽取新鲜的空气，通过各级过滤器的过滤去除尘埃和微生物；通过表冷器、加热器、加湿器进行热湿处理，对空气进行升温或者降温；满足要求的空气由送风机通过送风管送入室内，满足实验人员的需要。

15.洁净医学实验室的送风系统应设置粗、中、高效三级空气过滤器。为防止经过中效空气过滤器的送风再被污染，中效空气过滤器宜设在空调机组的正压段，对于全新风系统，可在表面冷却器前设置一道保护用中效过滤器。

16.对于全新风系统，新风量比较大，新风经过粗效过滤后，其含尘量还是比较大的，容易造成表面冷却器的表面积尘、阻塞空气通道，影响换热效率。

17.空调机组的安装位置应考虑日常检查、维修及过滤器更换等因素。对于寒冷地区和严寒地区，应考虑水冷式换热设备的冬季防冻问题。对于水冷式换热设备的防冻问题着重考虑新风的防冻问题，可以采用设新风电动阀并与新风机连锁、设防冻开关，同时设置辅助电加热器等方式。

18.送风系统新风口的设置应符合下列要求：①新风口应采取有效的防雨措施。②新风口处应安装防鼠、防昆虫、阻挡绒毛等的保护网，且易于拆装。③新风口应高于室外地面2.5m以上，同时应尽可能远离排风口和其他污染源。

19.有正压要求的洁净医学实验室，排风系统的风机应与送风连锁，送风先于排风开启，后于排风关闭。

20.有负压要求洁净医学实验室的排风应与送风连锁，排风先于送风开启，后于送风关闭。

四、给水排水与气体供应

由于大多数医学洁净实验室都是医疗大楼的一部分，因此的医学洁净实验室的给水、排水和气体供应的来源均为所在大楼的给水、排水和气体供应供应系统。医学洁净实验室的给水、排水和气体供应应该和大楼的给水、排水和气体供应供应系统可靠连接，并设置流量测装置，进出实验室的各类管道应该不渗漏、耐压、耐温、耐腐蚀。实验室内应有足够的清洁、维修和维护明装管路的空间。实验室所使用的高压气体或者可燃气体应有满足规范要求的安全设施。实验区内尽量减少各类和实验室给水、排水和气体供应无关的管道穿越。

11.活毒废水处理

（1）洁净医学实验室的排水含有具有一定危险的活病毒时，需要对排水进行灭活处理，灭活处理的方式有加药灭活和高温灭活两种，加药灭活可以参照医院污水处理的处理方法（氯片消毒法），高温灭活适用于传染性强的并且采用加药灭活杀不死的活毒废水消毒。高温灭活的温度根据病毒的种类确定，高温灭火的热源可以采用电或者蒸汽。

（2）高温灭活工艺流程图

高温灭活工艺流程图

（3）实验室废水经收集管网后进入预处理设施。除掉余留的部分悬浮物，出水一级泵提进入储罐，储罐内的废水由泵定量输送至温控灭活罐。设置的电加热设施将废水加热至135℃，在一定温度、压力下，停留一定时间后，废水中的病毒等微生物被杀死，然后，向温控灭活罐的夹层内通入冷却水，这样被消毒处理后的废水被冷却至40°C后排入病毒所综合污水处理站。为保证处理系统正常运转，需安装化学加药设施，用于消泡，清洗以及配置杀菌消毒液对系统进行消毒时使用。储罐总储存能力为1天产生的废水量的120%。

（4）该系统的工作方式为序批式，每套系统每天工作两个周期，每个周期的工作时间为2.5-3小时，即：每天工作5-6小时即可处理完全部废水。如果投入使用后，废水量超出所提供的设计水量，该系统还可调整至每天工作3－8个周期，以满足增加的处理水量要求。

12.废水综合处理系统

（1）              洁净医学实验室的排水在进入市政排水管网之前需要达到一定的排放标准，出水水质达到《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）Ⅱ级标准。

（2）由于洁净医学实验室的排水一般都不能满足上述的排放标准，因此洁净医学实验室需要建立废水综合处理系统。废水综合处理系统需要4个相对独立的处理阶段，分别为：预处理系统、生化处理系统、深度处理系统和辅助处理系统。

（3）预处理系统：废水的预处理系统包括废水的接收与储存，也是废水进入后续系统前的准备阶段。此系统可保证后续处理阶段稳定运行，并起到均匀配水，恒定水量的作用，可以有效地降低因实验室废水排放不连续，对系统造成的冲击。各建筑物排出的综合废水（含各实验室经消毒处理后的废水以及冲洗废水等）收集到格栅井，内设的机械细格栅，可以截留大部分粒径等于或大于5mm的悬浮物。当格栅由最高位向下运行时，截留的悬浮物自动落入位于下方的储渣罐。废水经格栅后进入调节池，调节池容积为6 h的废水排放量。调节池内设两台潜物水泵，一备一用，水泵通过设在池中的液位开关控制其启停。当由于某种原因，泵不能工作时，废水可通过调节池内的溢流口溢流如事故池，事故池的容积可确保整个中心的污水在事故情况下不超越外排。

（4）生化处理系统：生化处理系统是污水处理的核心，目的是进一步去除污水中的胶体物质和可溶性有机物，提高处理出水水质。拟采用接触氧化法处理工艺。生物接触氧化处理技术是一种介于活性污泥法与生物滤池两者之间的一种生物处理技术，兼具二者的优点，广泛应用于处理生活污水、城市污水和食品加工等工业废水。生物接触氧化池内加装填料，可为微生物的生长繁殖提供栖息场所，并可增加反应池内的活性污泥含量，所形成的气、液、固三相共存体系，有利于氧的转移，溶解氧充沛，适于微生物存活增值；填料表面布满生物膜，形成了生物膜的主体结构能够有效地提高净化效果，抗冲击负荷显著增强。池底敷设微孔曝气系统，为微生物降解污水中的有机物，创造适宜的生存环境。在曝气的作用下，生物膜表面不断接受曝气吹托，这样有利于生物膜的不断更新，使该工艺具有更强的抗冲击负荷的能力，在提高处理效率的同时可减少构筑物的占地。生化处理系统的供气由两台罗茨鼓风机提供，其中一台风机为备用。鼓风机的启停由PLC控制，一台风机发生故障，备用风机可自动切换运行，并同时声光报警。

（5）深度处理系统：因排水中包括没有采取任何预处理措施的实验室排水，废水中难免会有病原性微生物存在，尽管经过生化处理会去除一部分，但出于安全的考虑，在系统排水前需对气浮出水做消毒处理。消毒系统包括集水池、加药系统和消毒池。气浮出水首先在集水池集中，池内设潜水泵两台，一备一用，通过液位开关控制水泵的启停，通过PLC控制两水泵的运行切换，确保一台水泵能够运行，并能对事故情况做出报警。采用的消毒剂为二氧化氯（CLO2），消毒能力与氯相等或更强。尤其是一种已被证实的有效的杀病毒剂，灭活病毒的有效性超过氯。其通过吸附在病毒蛋白质的外膜上，可造成病 毒的灭活。这可确保系统出水不会对环境造成任何不良影响。

（6）辅助处理系统（污泥处理系统）：生化过程既是微生物的新陈代谢过程，大量的失去活性的微生物以剩余活性污泥的形式排出系统，因这部分物质含水率很高（约为95～97％），所以需做脱水处理。污泥脱水系统包括储泥池、污泥浓缩罐以及污泥脱水系统。其中污泥脱水系统又包括板框压滤机、加药设备以及污泥输送设备（气动隔膜泵）。由气浮池排入的泥首先在污泥池集中，为防止污泥黏附于池底，污泥池底设气体搅拌装置。污泥通过污泥提升泵提升至污泥浓缩池罐，罐内设慢速机械搅拌，罐体上部设出水口，污泥浓缩后的上清液由污水提升泵提升至调节池。浓缩后的污泥通过气动隔膜泵进入板框压滤机脱水。脱水后泥饼，由专人清运出厂区。

（7）废水综合处理系统工艺流程图

废水综合处理系统工艺流程图

五电气

洁净医学实验室应保证可靠的用电供应，设置专用配电箱，配电箱设置在洁净区外。医学洁净实验室的管线用电负荷并没有规定太严，从我国现有的配电要求考虑，医学洁净实验室用电负荷不宜低于2级，宜设置备用电源。管线密封措施应满足实验室的密封性要求。

1.对于洁净医学实验室（不包括生物安全实验室）可根据实际情况选择用电负荷的等级。当后果比较严重、经济损失较大时，用电负荷不应低于2级。

2.洁净医学实验室设置专用配电柜主要考虑方便检修与电源切换。配电柜宜设置在辅助区是为了方便操作与检修。屏障环境设施内的配电设备，应选择不易积尘的暗装设备，以减少屏障环境设施内的积尘点，保证屏障环境设施的密闭性，有利于维持屏障环境设施内的洁净度与静压差。

3.洁净医学实验室的电气管线应暗敷，设施内电气管线的管口，应采取可靠的密封措施，以减少屏障环境设施内的积尘点，保证屏障环境设施的密闭性，有利于维持屏障环境设施内的洁净度与静压差。

4.洁净医学实验室的配电管线宜采用金属管，穿过墙和楼板的电线管应加套管，套管内应采用不收缩、不燃烧的材料密封。金属配管不容易损坏，也可采用其它不燃材料。配电管线穿过防火分区时的做法应满足防火要求。

5.洁净医学实验室的照明灯具，应采用密闭洁净灯；照明灯具宜吸顶安装；当嵌入暗装时，其安装缝隙应有可靠的密封措施。灯罩应采用不易破损、透光好的材料。用密闭洁净灯主要是为了减少洁净医学实验室内的积尘点和易于清洁；吸顶安装有利于保证施工质量；当选用嵌入暗装灯具时，施工过程中对建筑装修配合的要求较高，如密封不严，洁净医学实验室设施的压差、洁净度都不容易满足要求。

六消防

洁净医学实验室的消防要满足国家相关消防规范的规定。

1.洁净医学实验室的耐火等级不应低于二级，或设置在不低于二级耐火等级的建筑中。二级耐火等级基本适合屏障环境设施的耐火要求，故要求独立建设的该类设施其耐火等级不应低于二级，当该类设施设置在其它的建筑物中时，包容它的建筑物必须做到不低于二级耐火等级。

2.具有防火分隔作用且要求耐火极限值大于0.75h的隔墙，应砌至梁板底部，且不留缝隙。

3.洁净医学实验室吊顶空间较大的区域，其顶棚装修材料应为不燃材料且吊顶的耐火极限不应低于0.5h。由于功能需要。有些局部区域具有较大的吊顶空间，为了保证该空间的防火安全性，故要求吊顶的材料为不然且具有较高的耐火极限值。在此前提下，可不要求在吊顶内设消防设施。

4.洁净医学实验室应设置火灾事故照明。屏障环境设施的疏散走道和疏散门，均应设置灯光疏散指示标志。火灾事故照明和疏散指示标志可采用蓄电池作备用电源，但连续供电时间不应少于20min。

5.洁净医学实验室的安全出口的数目不应少于2个。安全出口处应设置疏散指示标识和应急照明灯具。

6.洁净医学实验室疏散通道门的开启方向，可根据区域功能特点确定。