黄冈千级 生物学检测无菌实验室 无菌GMP车间设计安装

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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。

检测实验室规划与设计要求
（一）、检测实验室选址要求
1. 食品检测实验室应选择在清洁安静的场所，远离生活区，锅炉房与交通要道；
2.检测实验室应选择在光线充足，通风良好的场所，要与生产加工车间有一定距离；
3.检测实验室应选择在方便抨样与检验，距离车间较近的工作场所。
（二）、检测实验室结构和布局根据生产实际需要，一般应设置与理化检验兼有的综合检测实验室，主要包括以下部分：微生物检测实验室、理化检测实验室、试剂储存室、样品处理室、工作人员行政办公区域。理化分析室（兼作感观检验室）、仪器室（兼放室显微镜等少量仪器）。
食品检测实验室：检验操作室、无菌室、培养基制作室、洗涤消毒室。
（三）、检测实验室整体布局要求
1.办公室：办公室是化验人员进行原始记录等各项工作的场所，是与非化验室人员交往较多的场所，因此，应设在整体综合化验室的外层，只需有桌、椅、档案柜、电脑等简单设施即可。
2.微生物检验操作室（常规操作）是培养与检验主要操作室，主要设施是实验台。
对实验台的要求：
a.实验台面积一般不小于2.4*1.3m；
b.实验台位置应在检测实验室中心位置，要有充足光线；也可以做边台。
c.实验台两侧安装小盆与水龙头；
d.实验台中间设置试剂架，架上装有日光灯与插座；
e.实验台材料要以耐热、耐酸碱为宜。
3.无菌室：无菌室通过空气的净化和空间的消毒为微生物实验室提供一个相对无菌的工作环境，无菌室是处理样品和接种培养的主要工作间，应与检验操作室紧密相连。
为满足无菌室无菌要求，无菌间应满足以下布局：a.避开走廊，设丰检验操作室内；b.与操作室用两道缓冲间隔开；c.无菌室与缓冲间均装有紫外灯，要求每3平方米安装30W紫外灯一盏；d.无菌室内高有实验台（实验台与边台皆可｜），紫外灯距实验台面要小于1.5m；e.无菌室与操作室之间没有双层窗构成小通道。
4.培养基制作室：培养基室是制作、配制微生物培养所需培养基及检验用试剂的场所，其主要设备应为边台与药品柜。a.边台上要放置电炉，以满足熔化煮沸培养基时用；b.边台材料要耐高热、耐酸碱；c.药品柜分门别类存放一些一般药品及试剂；d.危险、易腐易燃有毒有害药品单设保险柜存放；e.边台上要放天平，以称取药品用。
5.洗涤消毒室：洗涤消毒室用以消毒洗涤待用与已用之玻璃器皿，培养基及污物，其面积应大于10m2为满足洗涤消毒的功能，洗涤消毒室应设有：a.1-2个洗涤池，洗涤池上下水网要畅通；b.器皿柜或实验台，以放置洗涤好器皿；c.高压灭菌锅，其所用电源应满足用电负荷；d.室内安有通风装置（通风柜）或换气扇；e.有条件的单位还可在该室内，设供日常检验用水蒸馆水器装置。
6.理化分析室：（如果没有条件，这个可以和微生物常规检测实验室合并）理化分析室是物理化学分析的主要操作室。a.实验台与操作室要求相同；b.设置通风柜以满足加热、消化、干燥、烧灼和化学处理等工作需要；c.洗涤池。
7.仪器室：如果没有重要条件，这个可以和微生物常规食品检测实验室合并，用以放置显微镜、电子天平及理化分析用小型仪器；要求清洁干燥、防潮防虫、避光；b.仪器台要稳固、牢靠。对于小的企业仪器检测实验室，如果没有多的房间进行区分，应该可以通过规划房间分区，以保证食品检测实验室不同工作区（洁净区和一般操作区）之间有一定区分，因此，少应保证4个房间或者4个分区。1）洗刷消毒区域，这个区域要求相对立，以房间间隔，因为这个区域处理废物，有一定的污染和湿度。2）培养基配制区域，用于培养基的配制，经常有水等，需要相对立一些。一般操作区域，这个是主要操作区域，微生物的试验结果的观察，显微镜操作，一般的简单理化操作，仪器设备等，都可以合并在这个房间或者区域进行，无菌操作区域，无菌间，这个要求立。

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；缺点是因换灯管是在房间内，所以注意灯具的防尘问题，以避免由于换灯管所带来的尘源。

生物实验室污水消毒设备之序批式系统
2.1系统组成
目前国内已建、大动物生物实验室活毒废水处理系统，每套设备的主要配置为3个(或2个)容量相同、功能相同的压力容器罐; 3个罐体分别为一收集罐、一灭活罐、一备用，均可交替使用，互为备用。同时，系统对每个罐体外部均作保温处理，做到节能。系统可以根据不同实验菌种，调整不同的灭菌时间、温度等运行参数，具有固体成分处理、废水储存、高温高压灭菌功能，确保处理效果和运行。活毒废水处理系统(含设备)所采用的材料在高温下均具有耐酸碱、抗腐蚀等性能。一个处理周期为4~5h,其中加热时间(从常温上升至规定的灭菌温度所需时间)≤30min; 灭菌时间30~ 120min可调(根据菌种的不同做相应调整);冷却时间根据现场情况确定;排水时间约10min。
2.2工作原理
活毒废水处理系统主要由互为储存、互为灭活、互为备用、可定期轮换使用的多个等容量罐体组成，包括废水储存、灭菌、固液分离装置，以及泵与阀门组合单元、化学加药系统、冷却循环系统、自动控制操作系统及各单元相关附件。序批式系统多采用两个或三个罐体并联使用。
1.两个罐体
(1)废水进入收集罐，压力由排气管释放至HEPA过滤器。
(2)当收集罐液面达到向灭活罐排放的液位时(收集罐共有四档液位:空、向灭活罐排放、满、溢流)，废水流人灭活罐。
(3)当收集罐彻底排空之后，清水喷头喷出清水冲洗罐体，防止沉积。
(4)当废水从收集罐流人灭活罐时，灭活罐前的管道上设有两道水平阀门，依次为废物阀和隔离阀(关键阀门)，可防止堵塞，保护灭活罐隔离阀的密封圈。废液流人灭活罐后，先关闭废物阀，然后喷入清水对管道进行冲洗，同时冲洗隔离阀，保证隔离阀的密封圈冲洗干净后再将其关闭，打开废物阀。这保证了灭活过程中没有废液回流至收集罐，甚至回流至上方管路。
(5)当灭活罐被注满后，气体被置换入收集罐(一个排空时另一-个被注满)，这样几乎没有或只有很少的气体会进人排气口过滤器，过滤器只在收集罐被注满时起作用。
(6)灭活罐关闭后(包括进液口、排气口过滤器关闭)，蒸汽进人盘管，加热到预设
温度(100~150℃)，系统开始灭活。灭活罐内的温度保持一致并持续一 段时间， 罐内不存在任何温度梯度。
(7)当灭活完成后，排水阀门打开(为保证，设有两个排水阀)，容器开始通过一个喷淋冷却器控制排水，以保证排水温度低于预设温度(一般为50℃)，水通过罐内压力排到排水管道或的位置。
(8)排水完毕后，用冷水漂洗灭活罐-一次，重新排空，用于下一个处理循环。
(9)EDS系统任何组成部分或者整个系统，都有配套的燕汽消毒或化学消毒系统。
(10)注意的是，在收集罐和灭活罐喷淋过程中，一-定要保证在系统关闭之前，罐内的排水阀和旁管的喷淋阀门打开或关闭时都没有任何碎片残留。
(11)在下一批废水流入收集罐前，调整罐上的真空开关球阀，使罐内压力至正常。
2.三个罐体
(1)废水进入*-一个灭活罐，压力经HEPA过滤器释放。
(2)当个灭活罐液面达到灭活的液位时，与其相连的管道上的阀门关闭，同时*二个灭活罐管道阀门打开，进行废水收集。
(3)灭活罐的工作原理同2个罐体时的工作原理。
2.3特点
序批式处理工艺被广泛应用于高等级生物实验室的活毒废水处理中，其特点主要有以下几点:
1.优点
(1)性高:采用夹套式冷却方式，与罐内的废水完全隔离，限度地保证了工艺出水的性。另外，每个处理单体内都配有可360°旋转的清洗球。在对设备进行清洗消毒时，可以不留任何死角，达到完全消毒。保证在检修维护时的。
(2)适应性强:可依废水的实际情况，调整灭活温度及保温灭菌时间。处理水量可通过工作周期进行调节，达到节能运行的目的。灭活设备不易堵塞。
(3) 能自动防垢:系统在废水储罐之前装有定量投加软化剂装置，自动防止系统
结垢。
(4)备有故障应急措施:当生物灭活系统发生故障时，可以通过替代系统实现化学消毒，从而保证该批次排水的性和可靠性。
(5)初投资小。
(6)灭活罐互为备用，便于维修。
2.缺点
(1)占地面积较大。
(2)热量有待于回收重复利用。
(3)废水等待处理时间较长。
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