不锈钢围护结构在高级别生物安全实验室的应用

中国电子系统工程第二建设有限公司 杨九祥武汉科贝科技股份有限公司 刘传斌中国疾病预防控制中心 蒋晋生

0 引言

根据实验室所处理对象的生物危害程度和采取的防护措施，生物安全实验室分为4级。高级别生物安全实验室通常指生物安全四级实验室和生物安全三级实验室，包括可开展动物实验的生物安全四级和三级实验室。

常见的高级别生物安全实验室的围护结构有：彩钢板围护结构、不锈钢板拼缝焊接围护结构和混凝土结构+环氧处理的围护结构。实施过程中，应根据不同级别实验室气密要求和实际需求选择。

本文介绍的不锈钢板拼缝焊接围护结构是当前形势下高级别生物安全实验室改建工程首选方案，该方案可以在已有实验楼内增设的高级别生物安全实验室中使用，对原有建筑不需要进行较大范围的结构改造，造价低、工期短。

1 高级别生物安全实验室围护结构气密性要求

根据GB 50346—2011《生物安全实验室建筑技术规范》，高级别生物安全实验室依据所操作的致病性生物因子的传播途径和能否利用安全隔离装置操作的要求不同，对围护结构的气密性要求不一[1]。其中，生物安全四级实验室和不能有效利用安全隔离装置进行操作的常规量经空气传播致病性生物因子的生物安全三级实验室，其气密性应符合表1要求。

彩钢板围护结构在生物安全实验室中最为常见，适用于非经空气传播生物因子的实验室和可利用安全隔离装置操作的实验室。由于彩钢板围护结构本身承压有限，这类围护结构气密性检测只能采用烟雾测试等目视测试法，检测缝隙有无可见泄漏；房间的相对负压值不宜超过-100 Pa。当上述高级别生物安全实验室的气密性需要通过恒压法和压力衰减法测试时，建议采用不锈钢板拼缝焊接围护结构和混凝土结构+环氧处理的围护结构。前者适合于新建、改建、扩建项目或者建筑结构已完成的项目，后者适合于新建项目。

表1 各类高级别生物安全实验室气密性要求和围护结构形式

2 不锈钢围护结构气密性实施要点

下面从不锈钢围护结构主体施工工艺、气密门安装、管线穿越围护结构密封安装三部分进行分析归纳，保证高级别生物安全实验室气密性要求。

2.1 不锈钢围护结构主体施工工艺

为保证不锈钢围护结构的气密性，结构件选用304不锈钢材质，采用焊接成型，经时效处理、数控龙门铣加工、喷砂及喷漆；不锈钢板采用激光切割下料、数控折弯、模压成型。

确定高级别生物安全实验室工艺平面后，根据围护结构顶板、墙板、门窗、传递窗、高压灭菌器等设备布置进行排版，在满足工艺布置和气密性的同时考虑整体美观。

具体施工流程如图1所示。

图1 不锈钢围护结构施工流程

为保证实验室主体结构的气密性，要保证围护结构墙板与地面和顶棚连接的可靠性，以及顶板和墙板拼缝连接的严密性。各节点详图见图2。

2.2 气密门安装

为保证生物安全实验室的气密性要求，通常采用机械压紧式门和充气式气密门，使实验室的防护区与非防护区之间安全隔离。其中，机械压紧式门主要由门框、门板、密封圈、机械压紧式机构和门禁控制装置等组成。其工作原理为：门关闭时，通过压紧机构使门板与门框之间通过密封圈压紧，确保门板和门框之间无泄漏；气密门安装后，采用超声波穿透法进行泄漏检测。机械压紧式门经久耐用，与充气式气密门相比，不需要对密封圈充气，同时不会因密封圈老化而定期更换，减少维护成本。

2.3 管线穿越围护结构密闭安装

生物安全实验室强弱电、给排水管道、各类气体管道等穿越围护结构时，可采用专业穿墙密封器，以确保实验室围护结构的完整性、防火性和气密性。同时，还需适当预留穿墙密闭管线，确保将来增加管线需求。

2.4 其他注意事项

实验室地面混凝土垫层施工应根据实验室整体进度分区实施，不需要进行气密性测试的房间可以先实施，需要采用恒压测试法的区域和气密门安装位置待围护结构龙骨安装完成后实施。实验室送、排风管应尽量在风口处安装气密阀门，尽量减小风口与气密阀门之间的风管长度。同时要预留恒压测试法打压测试口。采用恒压测试法测试的房间，围护结构尽量不设置观察窗。

3 结语

高级别生物安全实验室的气密性是实验室的重要指标之一，除了实验室围护结构本身气密性之外，还要确保进出实验室的各类管道、电缆等与结构之间的密闭性。本文介绍了不锈钢围护结构顶板、壁板、门窗实施的具体节点做法，以及水管、气管、电管组合或电缆同时集中穿越实验室的密闭做法，可供同行参考。

不锈钢围护结构方案可用于高级别生物安全实验室的改造工程，不需要对原有建筑结构进行较大范围调整，造价低、工期短。