王新杰

北京久杰凈化工程技術(shù)有限公司 北京 100000

高等級(jí)生物實(shí)驗(yàn)室，主要從事高致病原微生物試驗(yàn)和進(jìn)行科學(xué)研究試驗(yàn)[1]。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能產(chǎn)生危害生物氣溶膠懸浮顆粒，其粒徑較小，在空氣中留存時(shí)間長(zhǎng)。

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室安全可靠性方法主要有階梯負(fù)壓隔離法、防護(hù)密封隔離法。高效過(guò)濾單元凈化、室內(nèi)殺菌劑（甲醛、二氧化氯）霧化殺菌進(jìn)行輔助。前提是防護(hù)氣密性要達(dá)標(biāo)，不會(huì)漏氣造成污染物逃逸。

1 生物安全實(shí)驗(yàn)室氣密性國(guó)家要求

當(dāng)前國(guó)內(nèi)已建成多座P3/P4生物安全實(shí)驗(yàn)室，積累了同類(lèi)實(shí)驗(yàn)室的防護(hù)、檢測(cè)、安全評(píng)估等經(jīng)驗(yàn)。GB 19489-2008《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》明確了生物安全四級(jí)實(shí)驗(yàn)室的氣密性要求，實(shí)驗(yàn)室氣密性需達(dá)到在關(guān)閉所有通路、維持溫度在設(shè)計(jì)要求范圍上限條件下，室內(nèi)空氣相對(duì)壓力上升到＋500Pa后，20min內(nèi)衰減氣壓量不大于250Pa。

GB 50346-2011《生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范》明確生物安全主實(shí)驗(yàn)室二級(jí)屏障的主要技術(shù)指標(biāo)[3]，對(duì)于生物實(shí)驗(yàn)室BSL-3、ABSL-3，要求氣密性在關(guān)閉實(shí)驗(yàn)室所有通路和維持實(shí)驗(yàn)室溫度在設(shè)計(jì)要求范圍上限的條件下，室內(nèi)空氣相對(duì)負(fù)壓維持在－250Pa時(shí)，每小時(shí)泄漏空氣量不應(yīng)超過(guò)受測(cè)房間凈容積的10%。

2 二級(jí)防護(hù)氣密性檢測(cè)方法

結(jié)合上述，檢測(cè)方法有兩種：

恒壓法：在設(shè)計(jì)環(huán)境下受檢房間相對(duì)壓力維持在-250Pa，房間內(nèi)每小時(shí)泄漏空氣量不超過(guò)受測(cè)房間凈容量的10%，即檢測(cè)流量。

壓力衰減法：在設(shè)計(jì)環(huán)境下受檢房間空氣相對(duì)壓力上升至＋500Pa后，20分鐘內(nèi)衰減量不大于250Pa。即檢測(cè)每分鐘壓力相對(duì)值。

3 氣密性檢測(cè)設(shè)備設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)備原理

可將生物安全實(shí)驗(yàn)室比作一個(gè)密封環(huán)境，當(dāng)室內(nèi)為負(fù)壓時(shí)，從電纜穿墻處、墻板拼縫等處可能有空氣泄漏，為保持密封環(huán)境內(nèi)壓力恒定，實(shí)時(shí)抽出氣體流量與室內(nèi)的泄漏量相同，見(jiàn)下圖。

3.3 設(shè)備檢測(cè)過(guò)程

3.3.1 在壓力衰減法中應(yīng)用

關(guān)閉房間所有門(mén)窗、通風(fēng)口、室內(nèi)發(fā)熱設(shè)備等，調(diào)節(jié)受測(cè)房間溫度在設(shè)定溫度范圍內(nèi)，并保持室內(nèi)外相對(duì)壓力穩(wěn)定。

將設(shè)備放在受測(cè)房間內(nèi)（外），通過(guò)快插接頭與房間外（內(nèi)）相連。啟動(dòng)設(shè)備，動(dòng)力風(fēng)機(jī)向室內(nèi)輸送空氣，實(shí)時(shí)檢測(cè)房間相對(duì)壓差，到達(dá)檢測(cè)值時(shí)（例：＋500Pa），關(guān)閉動(dòng)力風(fēng)機(jī)、電磁閥將通向房間外管路截?cái)唷Ｓ涗浢糠昼娝p氣壓量，測(cè)試時(shí)間20min。檢測(cè)完畢后，打開(kāi)電磁閥使房間壓力平衡，并打印檢測(cè)數(shù)據(jù)[2]。

3.3.1 在恒壓法中應(yīng)用

準(zhǔn)備工作相同。將設(shè)備放在受測(cè)房間外（內(nèi)），通過(guò)快插接頭與房間內(nèi)（外）相連。啟動(dòng)設(shè)備，動(dòng)力風(fēng)機(jī)將房間空氣抽出，實(shí)時(shí)檢測(cè)房間相對(duì)壓差，當(dāng)?shù)竭_(dá)檢測(cè)值時(shí)（例：-250Pa），設(shè)備根據(jù)檢測(cè)相對(duì)壓力，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)功率維持室內(nèi)相對(duì)壓差恒定。記錄每分鐘管道內(nèi)空氣流量，此時(shí)管道流量既是房間泄漏量，如下圖所示。

生物實(shí)驗(yàn)室泄漏率公式如下：

Tf：受測(cè)房間泄漏率，%；

Q1：維持房間相對(duì)壓差時(shí)，排氣量，m3/h；

V：房間凈體積，m3；

4 微環(huán)境影響

4.1 壓力衰減法對(duì)環(huán)境溫度敏感性較大，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)氣體狀態(tài)方程式可以計(jì)算出，溫度變化0.1℃，受測(cè)房間內(nèi)壓力變化34.5Pa。因此，盡量選擇維持室內(nèi)外溫度恒定的時(shí)刻進(jìn)行檢測(cè)，并關(guān)閉實(shí)驗(yàn)室內(nèi)所有發(fā)熱設(shè)備，保證測(cè)試過(guò)程中受測(cè)房間內(nèi)溫度相對(duì)恒定[3]。

4.2 溫度對(duì)壓力衰減法計(jì)算

根據(jù)ISO10648-2，房間每小時(shí)空氣泄漏率為：

T：檢測(cè)時(shí)間，20min；

P1：首次房間絕對(duì)壓力，pa；

Pi：末次房間絕對(duì)壓力，pa；

Ti：末次房間內(nèi)溫度，K；

5 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)檢測(cè)是用真空泵抽離（輸入）實(shí)驗(yàn)室內(nèi)空氣，在室內(nèi)安裝壓差表，檢驗(yàn)人員駐留在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)記錄時(shí)間和壓力衰減值，核算實(shí)驗(yàn)室是否合格。檢測(cè)過(guò)程中，人員散熱量對(duì)檢測(cè)結(jié)果存在直接影響。

正壓、負(fù)壓檢驗(yàn)均可，各有優(yōu)缺點(diǎn)。負(fù)壓實(shí)驗(yàn)室宜用正壓檢驗(yàn)；正壓實(shí)驗(yàn)室宜用負(fù)壓檢驗(yàn)。在檢驗(yàn)過(guò)程中，均可能對(duì)二級(jí)防護(hù)造成不可逆破壞。如產(chǎn)生結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、密封膠脫落等，所以盡量減少檢驗(yàn)時(shí)間，在檢驗(yàn)前編制檢驗(yàn)方案與防范預(yù)案。

此檢測(cè)設(shè)備，設(shè)定好檢測(cè)相對(duì)壓差值后，通過(guò)遙控遠(yuǎn)程啟動(dòng)。檢測(cè)結(jié)束后，打印檢測(cè)數(shù)據(jù)。杜絕人體散熱對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成影響，并采用自動(dòng)化檢測(cè)方式，合理縮短檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)，減少檢測(cè)過(guò)程對(duì)二級(jí)防護(hù)結(jié)構(gòu)造成破壞。