一 概述
上海某P3生物實驗室座落于上海某郊區(qū)實驗大樓內，大樓為單獨實驗樓。地上二層，地下一層，建筑層高4.5m，建筑面積802m2.。P3實驗室上層為管道設備層，下層為污水處理。根據使用要求，P3實驗室將進行高致性病毒原微生物的檢測以及未知毒性的原微生物實驗，如禽流感，口蹄疫，狂犬病等。 根據有關統(tǒng)計資料表明，P3實驗室事故感染率30％是由氣溶膠擴散引起的，而氣溶膠的易生性,易散性,而且不易被人察覺,因此在P3生物實驗室內必須采取嚴格的隔離予防措施。其中在二級防護中，建筑隔離和空調系統(tǒng)設計是建設P3生物安全實驗室的關鍵,而安全設計尤其重要，應引起我們足夠的重視。
二 建筑設計
1 平面布置
建筑平面的合理布置、工藝流程的科學劃分直接關系到P3生物安全實驗室安全使用。我們在建設P3生物安全實驗室時，從安全使用,科學管理二方面著手,對世界上一些發(fā)達國家P3生物安全實驗室布局,分區(qū)進行了分析和整理，結論是P3生物安全實驗室大致可分為“三區(qū)二通道”、“三區(qū)一通道”，“單區(qū)單通道 ”等形式。經研究我們認為P3生物安全實驗室建設是一套系統(tǒng)工程，平面布置是系統(tǒng)工程的一部分。應根據我國目前實際現狀，結合我國《生物安全實驗室建筑技術規(guī)范》要求,布置P3實驗室平面，最后我們采用“三區(qū)一通道”形式布置。
工藝流程為：
人流：一更〔換鞋〕→二更〔清潔〕→緩沖〔清潔〕→內準備（半污染）→緩沖〔污染〕→主實驗室〔污染〕
物流：外準備〔清潔〕→滅菌→內準備〔半污染〕→主實驗室〔污染〕按“三區(qū)一通道”形式布置，優(yōu)點是可以減少污染源擴散空間，缺點是人，物雙向進出，會造成交叉污染。因此應根據實驗對象的要求，科學布置平面。根據工藝流程我們將P3實驗室劃分為污染區(qū)、半污染區(qū)、清潔區(qū)。各區(qū)之間設置緩沖間給予隔離，確保各區(qū)安全，可靠。
2 壓力梯度
合理的壓力梯度是關系到P3實驗室的正常運轉和工況穩(wěn)定以及實驗人員的舒適性，負壓越大，對圍護結構氣密性要求越高，初投資和運行費用增加，反之負壓越小，對實驗室安全帶來隱患．因此整個P3實驗室壓力梯度需要綜合平衡，每級級差負壓值取－10～―15Pa為宜
三 空調設計 1 設計參數確定 1） 溫濕度
P3實驗室內工作人員身穿防護服，透氣性較差．要求室內溫度低一些，而相對濕度不能過高，過高容易產生“菌塵”。因此溫濕度設計參數我們定為溫度22～24℃,濕度50～60％
2）冷熱源
根據P3實驗室工作的特殊性，有時需要24小時工作，如冷熱源接大樓中央空調顯然不合理．因此我們采用單獨風冷熱泵機組．夏天進出水溫為7/12℃，冬天進出水溫為45/55℃。冷熱水通過水管接至潔凈空調箱進行制冷或制熱。由于P3實驗室為全新風潔凈空調系統(tǒng)，冷熱負荷比較大，設計要求雙壓縮機，雙風機，智能化化霜以及遠程控制和報警功能。
3）新風量
P3實驗室必須是全新風空調系統(tǒng),不允許回風。全新風空調系統(tǒng)投資大,能耗高。與我國現行節(jié)能標準有矛盾,但P3實驗室建筑面積較小,空調工作時間為間斷性,為確保使用的安全性,采用直流式空調系統(tǒng)是必要的。我們通過圍護結構的嚴密性來降低送風量，而對圍護結構進行保溫減少冷熱負荷損失，最大限度減少P3實驗室運行費用，使它能安全、經濟、合理地運行。
4）潔凈度和換氣次數
P3實驗室屬生物潔凈室范疇,它即要考慮塵埃數又要計算細菌數。生物實驗室對負壓要求嚴格,但對室內潔凈度要求不是很高,我們取定主實驗室和內準備為一萬級,其它區(qū)域為十萬級。
換氣次數按凈化級別計算。一萬級按15次換氣次數計算, 十萬級按12次換氣次數計算。但主實驗室相對體積較小,而且生物安全柜排風量較大,為保證P3主實驗室壓力穩(wěn)定,建議按35次換氣次數計算，增大送風量，當排風柜工作時，可減少對P3主實驗室空氣的擾動。
空調系統(tǒng)劃分應根據實驗對象危害程度，平面布置等情況進行劃分，應采取有效措施，避免交叉污染。在條件允許情況下，宜將污染區(qū)、半污染區(qū)、清潔區(qū)空調系統(tǒng)分開設置，有利于空調系統(tǒng)控制和節(jié)能運行。
1） 送風系統(tǒng)
P3生物安全實驗室潔凈空調系統(tǒng)采用全新風系統(tǒng)。室外新風經初,中效過濾器過濾后,經定風量閥送至實驗室及輔助房間。高效過濾器應設置在系統(tǒng)末端，空氣經高效過濾器過濾后送入房間。特別需要指出的是,P3實驗室是負壓實驗室,設計時氣流應從清潔處流向污染處,最大限度減小實驗室回流和渦流。
2）排風系統(tǒng)
P3生物安全實驗室是負壓實驗室,與我們普通正壓實驗室正好相反,排風系統(tǒng)比送風更重要,也是設計成敗的關鍵。P3實驗室是一個“污染”源, 怎樣將“污染”空氣排出，排風系統(tǒng)設計尤其重要。我們在設計中,實驗室及輔助房間均采用下排風,考慮到生物安全防護的需要，安裝高效過濾器的排風口應有對高效過濾器進行檢測和安全更換的空間。排風通過設置在技術層的“彈進彈出”過濾器過濾后高出所在建筑物2m以上排放，使排風可能對環(huán)境污染降到最低水平。同時為保證實驗室負壓,排風機采用雙風機配置,實行無縫切換
P3實驗室內生物安全柜排風經柜內高效過濾器過濾后排放,并與排風系統(tǒng)排風量平衡,保證維持P3生物安全實驗室設計負壓值
四 自動控制
自動控制是P3生物實驗室建成后是否能正常工作的關鍵。為了最大限度地保證系統(tǒng)安全運行,一套完整的,可靠的,快速反應的自控制裝置是必不可少的。
1 溫濕度控制
控制系統(tǒng)根據實驗室內設定的溫濕度和實測量控制潔凈空調機組制冷,加熱，加濕和除濕等環(huán)節(jié),保證實驗室溫濕度的控制和舒適的環(huán)境.
夏季溫濕度控制工況分正常工況和除濕工況,通過計算新風含濕量和設定含濕量比較是否需要除濕.不需要除濕時,通過調節(jié)冷水閥控制房間溫度,使房間溫度在控制范圍內,需要除濕時, 通過調節(jié)冷水閥進行露點除濕,控制房間濕度,并調節(jié)熱水閥控制房間溫度.
凍季通過調節(jié)熱水閥控制房間溫度.,并通過調節(jié)電加濕器熱濕控制房間濕度。 2 負壓控制及報警
根據空調系統(tǒng)要求對送,排風進行控制,使空調通風系通安全,穩(wěn)定地工作.保證潔凈環(huán)境要求和空氣流向正確.
為保證系統(tǒng)安全運行,在系統(tǒng)開,關機過程中,除通過計算機軟件程序保證送,排風系統(tǒng)啟停順序,還必須在送,排風機啟�；芈分性黾舆B鎖功能,確保排風機先于送風機開啟,后于送風機關閉.實驗室風量控制由設置在送,排風管道上的定風量閥完成,而主實驗室內風量控制由送,排風管上的文丘里閥控制,房間壓力通過文丘里閥來保證。
五 結束語
《生物安全實驗室建筑技術規(guī)范》（GB50346-2004）的頒布，對我國建設生物安全實驗室具有重要指導意義,我們應借鑒世界上發(fā)達國家的經驗,建設P3生物安全實驗室，不拘于什么形式，只要安全,可靠，滿足使用要求就行。
通風空調系統(tǒng)設計安全可靠，才能保證實驗人員人生安全，環(huán)境安全，和實驗數據準確可靠。只有科學設計壓力梯度、自動控制這二者關系,我們才能建設好P3生物安全實驗室這一系統(tǒng)工程。
P3生物安全實驗室設計,施工在我國屬剛啟步階段,我們一定要科學設計,嚴格審批,防止生物安全實驗室污染,確保P3生物安全實驗室安全,可靠,在受控狀態(tài)下工作。