生物安全实验室负压环境控制研究及应用

张绮丽，陈述文，吴祉其，周雁英

（中山市第二人民医院，广东中山 528400）

1 生物安全实验室负压环境控制难点分析

实践证明，生物安全实验室负压环境控制难，主要是处于运行状态下，负压梯度的保证及负压运行环境的长时间维持。尤其是发生比较强扰动的情况下，通常需对系统的气流组织实行重新分配，也就是系统从一种工作模式转换至另一种工作模式，系统需保证可以在技术要求的条件下进行调整，确保系统维持稳定的状态当中。总结起来，生物安全实验室负压环境控制难点包括：（1）系统整体要求负压环境运行，区域多，并且各区域之间的静压存在差异，压差梯度偏低，且存在差异，即：区域静压与区域之间的压差梯度均存在差异；在运行过程中，需确保其静压及压差符合相关技术要求标准。（2）区域间耦合作用强，如果某一区域有波动发生，会导致别的相关联的区域参数产生改变。所以，基于波动发生的情况下，系统需具备自动调整气流组织的功能，使其恢复至稳定状态。（3）受到外部因素的干扰，会导致实验室区域的静压与区域间压差梯度产生影响，比如大气压力及气候环境在发生改变的情况下，即系统在无恢复能力的情况下，大气压力发生改变；又比如，系统在长时间运行的情况下，如果系统无恢复能力，则会导致管道阻力提升，并使系统设备的劳损程度加剧[2]。（4）由于系统处于负压运行状态，在受到污染源扩散影响下，需对系统倒灌加以防止，而工艺设计较为困难，缺乏有效的控制手段，进一步导致生物安全实验室负压环境出现控制难的问题。

2 生物安全实验室负压环境控制方案措施探究

在上述分析研究过程中，认识到生物安全实验室负压环境控制难点较多，为了使生物安全实验室负压环境得到有效控制，便需根据实际应用情况，采取有效的控制方案。下面以P3实验室，即生物安全防护三级实验室为例，对其负压环境控制方案措施进行分析，具体内容如下：（1）思路分析：考虑到P3实验室的每一个房间的负压及压力梯度得到有效保证，特别是具备全排风的II级生物安全柜的实验室房间，更需确保其负压及压力梯度得到有效控制。需采取有效的控制方案，实践证实，“房间送、排风均为变风量”方案在自动控制实现上偏难，且投资成本很高，因此不宜采纳。（2）方案改进：针对上述问题，选对方案进行改进，即改进为“房间的送风、排风均为定风量”。在这个方案当中，一般生物安全柜的排风管直接在此房间的排风支管接上，安全柜的排风与房间排风共同接受一个排风定风量风阀的控制，让生物安全柜基于启用或暂停的情况下，经排风定风量风阀使房间总排风量控制，确保不发生改变。所以，基于生物安全柜启用或者暂停的情况下，实验室房间的负压及压力梯度均不会受到影响，系统表现稳定，且控制简单，投资成本节约。从目前应用来看，这种方案应用广泛。（3）反思：上述方案改进后虽然获得了较为理想的效果，但是在设计过程中也需注意到，基于全排风的II级生物安全柜的实验室房间的风量需确保有充分的余量，以此使生物安全柜在启用的情况出现“倒灌”得到有效避免[3]。总结起来，这种方案简单且可靠，但在节能性能上不足。如果使用二维定风量阀与双风机的变风量系统，难免自动控制则显得简单，且容易实现，能够体现出安全可靠的优势，在节能效果上也能够得到有效改善。

3 结语

综上所述，生物安全实验室负压环境控制存在多方面的难点，需结合生物安全实验室的实际情况，选择合理科学的负压控制方案。比如上述提到的P3实验室，便可以采取改进后的“房间的送风、排风均为定风量”方案，并在风机设置方面采取二送二排双风机并联运行工作的变风量系统，确保P3实验室体现出简单节能、安全可靠的优势，进一步使生物安全实验室负压环境控制效果得到全面增强。