丽水千级 净化无菌室设计 分子生物学无菌实验室

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生物*实验室结构形式
一、现浇钢筋混凝 土抗震墙结构
国内外生物*实验室的结构形式大部分是现浇钢筋混凝土抗震墙结构，围护结构墙体采用现浇钢筋混凝土墙体；少数采用现浇钢筋混凝土框架结构，围护结构墙体采用预制混凝土砌块；另外，部分实验室采用了钢筋混凝土和钢组合结构。
现浇钢筋混凝土抗震墙结构的生物*实验室相对采用较为广泛，同时也是《生物*实验室建筑技术规范》GB 50346- -2011 推荐选用的结构形式。一 般都将层废弃物处理层做成地下室，层为核心实验室，**层为空气处理机房。实验室建筑平面布局较为规范，大都是规则的矩形平面，平面体型规则。设计中的难点或较有争议的部分是结构的竖向不规则问题，根据实验室的使用功能布置，底层废弃物处理用房为大空间空旷用房；层实验室部分为小开间多隔墙布置，而且墙体不到**，一般做到2. 7m标高处的硬吊顶部位，如果本层全部为实验用房，即形成一个完整的结构层；**层空气处理机房是大空间、大层高结构。结构层高沿竖向变化较大，层多墙体布置，与上、 下层的大空间相比较，结构侧向刚度沿竖向形成突变，层墙体大多数不落地，竖向抗侧力构件不连续，建筑物形体为特别不规则建筑。
对于生物*实验室这样的重点设防类建筑，先应当选取建筑形体规则、有利于抗震的结构形式，要想调整建筑物的竖向刚度分布，先要合理定义层实验室围护结构墙体对整个建筑物侧向刚度的影响。对层现浇钢筋混凝土墙体的作用及结构计算模型存在以下两种意见(陈丹，2014)：
1.层现浇钢筋混凝土墙体按抗震墙考虑
根据使用功能要求，地下设备间为大空间结构，上部混凝土墙体落地会严重影响其使用功能，即使将局部几道墙体延伸至地下，也做不到墙体全部落地，这样就形成了部分框支抗震墙结构。《建筑抗震设计规范》中关于框支剪力墙结构的规定如下：矩形平面的部分框支抗震墙结构，其框支层的楼层侧向刚度不应小于相邻非框支层楼层侧向刚度的50%；框支层落地抗震墙间距不宜大于24m，框支层的平面布置宜对称，且宜设抗震筒体；底层框架部分承担的地震倾覆力矩，不应大于结构总地震倾覆力矩的50%。根据已经完成设计的两个生物*实验室(3 个结构单元)，其计算结果不能满足上述规定。而且框支抗震墙结构本身就不是一种抗震有利的结构形式，规范规定：普通设防类建筑在8度区24m以上及9度区不允许采用部分框支抗震墙结构，针对生物*实验室这样的设防类建筑更需要从严控制，谨慎采用。
2.层现浇钢筋混凝土墙体按填充墙考虑
将墙体与主体结构之间采用柔性连接，即：墙体侧向与框架柱之间预留一定宽度的缝隙，用橡胶或其他柔性材料填充，主体结构按纯框架结构考虑，其受力体系明确、计算结果满足规范要求，但是理论上的柔性连接是否可以真正实现？墙体与框架柱之间的预留缝原宽度如何确定？同时，每道墙两边及墙与墙之间大量的预留缝隙与实验室围护结构墙体的密封性要求有很大的矛盾，大量缝隙的封堵必将带来建筑成本及使用过程中维护成本的大幅增加，同时空气泄漏的几率也随之加大。
二、钢筋混凝土和型钢组合结构
采用钢筋混凝土和型钢组合结构的生物*实验室具体结构形式为：层设备用房为钢筋混凝土抗震墙结构，二层实验室为钢筋混凝土加桁架梁的框架结构，三层为钢桁架结构，为保护屋面上的设备，又做了*四层，为轻型门式刚架结构，彩钢板屋面；核心实验区围护结构墙体采用双层不锈钢复合板(陈丹，2014)。 这样的结构形式同样也是结构侧向刚度变化较大，但从概念析，结构刚度是自下而上由刚到柔，逐渐递减。这是“盒中盒"的设计理念。
核心实验室的围护结构墙体采用钢板结构，可靠地解决了实验室对围护结构墙体的密封性要求，同时削弱了分布密集的围护结构墙体刚度对建筑物整体刚度的影响，然而作为一个整体的工程设计，位于核心区的由钢板组合而成的实验室用房尚应有一定量的工作需要进一步落实，例如，钢板组合结构与主体建筑物的连接节点做法；钢板与钢板之间的连接以及钢板自身的强度保证等。认为，此类问题不宜按照普通工程的设计思路，由建筑采用标准做法，而是应该根据具体工程通过计算或实验研究确定，应保证与主体结构的协同一致。

实验室总体布置应根据近远期建设计划，统一规划设计， 宜集中布置，节约用地，预留发展空间，宜满足可持续发展的要求。应符合实验室工作的要求，总体布局合理、功能分区明确、交通组织顺畅。
实验办公区、生产试验区、居住生活区、配套服务区、对外接待区等区域宜分开设置，并联系方便、互不干扰。当建在同一区域内时，应相互分隔，另设出，并应符合相关规范和规定。公共服务设施宜与工作区、生活区有便捷联系。科研展示空间及具有对外接待性质的配套建筑，宜沿街立布置，设立出，车流应避免干扰其他建筑。
总体设计应符合有关防火疏散、防护、环境保护的规定。使用有放射性、爆炸性、毒害性和污染性物质的空间宜与主体分开设置，立建设。有污染物排放的科研建筑及建筑物，宜远离宿舍、公寓、住宅等居住建筑布局，应布置在当地主导风向的下方，同时应满足环境影响评估报告的要求。实验室的主要噪声源宜相对集中，远离非噪声作业区、行政及生活区等要求安静的区域，并与场区边界保持适当距离。
总体设计应设置无障碍设施，并应符合GB 50763-- 2012 《无障碍设计规范》的有关规定。环境与绿化设计应符合、地方相关规定。绿化植物品种的选用应有利于净化空气、防止污染。
检测实验室设计原则：
检测实验室的设计应符合以下设计原则：
(1) 可靠：从实验室系统管理、功能布局、防控、灵活智能等角度综合考虑，确保实验室技术人员、样品、数据、仪器和环境的，保证实验数据、测试结果的真实可靠。
(2) 服务为先：在实验室设计建设的过程中充分考虑到客户的需求，力求设计人性化，以服务客户作为实验室设计建设的主要原则。
(3)节能环保：在充分展示实验室特色的基础上，应优化实验室系统工程设计，妥善处理三废，尽可能做到节能节水，低碳环保。
(4)智能：借鉴参照国际水平，与国际技术接轨，通过优化设计等手段提升实验室工作效率，实现实验室的集成与智能化。

生物*实验室的动物残体处理系统
1焚烧炉焚烧方式
焚烧炉焚烧方式处理固体废弃物是以往三、生物*实验室普遍采用的一种方式。其优点是可以彻底灭活所有病原微生物(包括朊病毒)，处理后残留体积小，降低了对灭菌后二次垃圾的处理量，但焚烧时产生的废气对环境可造成一定 程度的污染。澳大利亚动物卫生研究所采用了这种方式处理固体废弃物。澳大利亚动物卫生研究所的焚烧炉共两台，一备一用。焚烧炉的工作流程:-道气密门位于解剖室内，当道气密门打开时*二道和*三道气密门处于关闭状态，将动物残体等固体废弃物投入道和*二道气密门之间。关闭道气密门， 打开*二道气密门，固体废弃物掉入*二道和*三道气密门之间。关闭*二道气密门，打开*三道气密门，固体废弃物掉入一次燃烧室，在约600℃条件下燃烧，产生的烟气在二次燃烧室内850~ 1200℃燃烧，分解有害物质。
2 高温高压处理方式
加拿大人类和动物健康科学中心和美国农业部国家动物疫病中心ABSL-3实验室对动物残体等固体废弃物采用了125℃、 30min高温高压加搅拌的处理方式。据介绍，经高温高压处理后动物残体(包括骨头)很*搅碎。经处理后的动物残体等固体废弃物装入塑料袋填埋废弃矿坑或加工成肥料。
3高温高压处理+焚烧炉焚烧方式
有些研究单位在其BSL-3、4实验室建成之前已有固体废弃物焚烧设备，后建成的生物*实验室很难直接利用这些设备，建新的焚烧设备又导致一定程度的浪费，故采用了对动物残体等固体皮弃物高温高压处理方式。
对析
由于焚烧炉焚烧动物残体时会排放二恶英等有害气体，严重污染环境，国外新建的生物*实验室多已采用高温碱水解的方式替代焚烧方式处理动物残体，焚烧炉的使用在我国也受到严格限制。与焚烧炉相比，高温碱水解处理动物残体具有以下优点:
(1)组织处理器占地仅为焚烧炉的1/5,大大节省了用地面积。
(2)高温水解处理成本为3~15美分/磅，焚烧炉处理成本为48~77美分/磅。
(3)组织处理器既可垂直安装也可水平安装，进料口穿过楼板或墙体的部位采用生物密封，故组织处理器进料口可安装在污染区，在满足生物*的前提下，减少了其他灭菌设备。将灭菌路线缩至短。而焚烧炉进料口则无法实现生物密封，因此必须先对需焚烧物品进行高压灭菌后才能送人焚烧炉，灭菌过程复杂，且进行高压灭菌时为达到灭菌效果，必须将大型试验动物切成小块，工作繁重并会造成大面积的实验室污染，增加了实验室事后的消毒灭菌工作量。
(4)使用组织处理器处理动物残体，终的排出物为固体残渣(动物骨渣)及废液。
固体残渣可直接运走，废液的BOD虽然较高，但排入园区管网与整个园区的污水混合稀释后B0D值大大降低。使用焚烧炉需配相应的消烟除尘装置以满足环保需求。两者比较，组织处理器更易达到环保要求，且对环境的污染降至。
(5)在初次投资方面，若均采用进口设备，组织处理器的价格低于焚烧炉。

生物实验室照明设计与安装
1.生物实验室照明设计
为了满足工作的需要，生物实验室应具备适宜的照度。和生物实验室室内照明灯具宜采用吸顶式密闭洁净灯，并宜具有防水功能。吸顶式防水洁净照明灯表面光洁、不易积尘、耐，适于在生物实验室中使用。
为了满足应急之需，应设置应急照明系统，紧急情况发生时工作人员需要对未完成的实验进行处理，需要维持一定时间正常工作照明。当处理工作完成后，人员需要撤离，其出口、通道应设置疏散照明。《实验室  生物通用要求》 GB 19489- 2008 和《生物  实验室建筑技术规范》GB 50346- 2011 均要求“和生物实验室应设置不少于30min的应急照明及紧急发光疏散指示标志”。
进入实验室的和主实验室缓冲间的显示装置，可以采用文字显示或指示灯。
2.生物实验室照明的安装方式
一般洁净房间内的灯具安装有两种方式：
种为嵌入式安装，此种方式的优点是更换灯管在吊顶内十分方便(若吊顶内高度合适)，一般不会给洁净房间带来尘源；其缺点是安装灯具时需先在**板上开-一个大洞，由此会给密封带来一定的难度，同时负压也不容易保证。
*二种为吸顶式安装，此种方式的优点是*在**板上开大洞，所以密封*，不易产生泄漏；缺点是因更换灯管是在房间内，所以必须注意灯具的防尘问题，以避免由于更换灯管所带来的尘源。
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