19PCR实验室暖通设计(第三版)

浅谈新冠病毒 PCR检测实验室暖通空调系统设计摘要：从2019年底，一场突如其来的由新型冠状病毒感染的肺炎在世界各国肆虐，至今仍未被消灭。

我国积极采取有效的防疫措施，对有疫情的地区进行全民核酸检测，动态清零的防疫措施。

早发现、早隔离、早治疗，防疫效果也是非常出色的。

同时也面临着核酸检测量巨大的挑战。

此前，国务院医政医管局发布《关于进一步做好疫情期间新冠病毒检测有关工作的通知》，要求三级综合医院均应当建立符合生物安全二级及以上标准的临床检验实验室，具备独立开展新型冠状病毒检测的能力。

实验室建设包含很多项目，如装饰装修工程、电气工程、空调系统、排风系统以及自控系统等，而对于实验室建设中，通风空调设计和压力控制是尤为重要的一部分。

因此，本文针对PCR实验室建设中的空调系统设计、实验室工艺布局和压力控制等问题着重进行探讨，提供参考。

关键词：PCR；空调系统；检测实验室；新型冠状病毒引言本文主要讨论新冠病毒PCR检测实验室的工艺平面布局图、压力控制、空调送风系统和排风系统的设计等，为PCR检测实验室的建设提供参考。

1.PCR实验室的概述1.1基因扩增实验室又被称为PCR实验室，其优点是灵敏度高、快速简便PCR反应的扩增方式是以指数方式增加的，能在极短的时间内得到大量的目的片段，不需要分离病毒或细菌及培养细胞，DNA 粗制品及RNA均可作为扩增模板。

可用于临床标本如血液、体腔液、洗嗽液、毛发、细胞、活组织等DNA扩增检测。

PCR是分子生物学科研与试验的日常方式，广泛应用于AIDS检测、乙型肝炎、禽类疾病等多种生物学领域。

肿瘤基因的测定与诊断、DNA指纹、个人鉴别、亲子鉴定和法医证据、动植物检疫、动物及其衍生物、动物饲料、化妆品、饮料卫生检测、性状转移作物和性状转移的细菌检测等。

1.新冠病毒PCR检测实验室工艺布局划分2.1新冠病毒PCR检测实验室按照检测流程（采集分泌物→进行留样→样本送检→核酸提取→荧光核酸检测→核酸检测报告）可划分为四个单独分区:试剂准备区（一区）、样本制备区（二区）、核酸扩增区（三区）和产物分析区（四区），并且每个区域配置对应的缓冲间，当缓冲间的门设置电子互锁时，应该在互锁门的附近墙壁上放置紧急接触解锁按钮开关，四个实验室常规情况下须相邻配置，以形成独立的PCR实验区域，另外在缓冲间外可以设置一个公用的PCR走道。

PCR实验室通风空调系统设计探讨摘要：本文结合PCR实验室医疗工艺需求，介绍了国家和地区相关规范文件对通风空调系统的要求，对三种常用通风空调系统方案进行对比分析，并以实际项目案例对PCR实验室通风空调系统设计进行了详细介绍。

关键词：生物安全实验室通风系统压力梯度生物安全柜1 引言PCR实验室为基因扩增实验室，简称核酸检测实验室，是专门用来检验艾滋病、乙型肝炎、新冠肺炎等病毒感染性疾病的实验室。

PCR实验室在近几年应对突发传染性疾病检测发挥了极其重要的作用，自新冠疫情爆发以来，全国各地新建或者改建了大量PCR实验室。

对于PCR实验室，通风空调系统除了须满足降温除湿、满足卫生新风量需求的舒适性需求之外，还需要满足有害气体排放、医疗工艺换气次数、气流方向及压力梯度等要求，P2+级PCR实验室还有洁净环境要求，通风空调系统的复杂性、重要性、复杂性远高于一般实验室。

为此，笔者对PCR实验室通风空调系统设计思路进行分析探讨，并以具体项目实例进行介绍，供大家参考。

2 PCR实验室工艺布局PCR实验室平面布局原则上分为4个独立的工作区域，内设一个专用走廊，各工作区域应设置缓冲间，缓冲间与工作间之间宜安装连锁装置（在使用全自动扩增检测仪时，可将扩增区与产物分析区合并为一个工作区间）。

各区间不能直通，所需试剂、样品均应通过双扉互锁传递窗传递。

气流也不得在各工作区间相互流通，空气压力梯度及压差在前区保持微区压，在后区应保持微负压，其内部流程应按规范要求进行分隔和气压调节，以免使气溶胶对实验过程中造成污染而产生假性结果与人员安全。

其洁净度要求可根据用户的实际使用情况和运营维护资金投入来考量。

3 空调通风系统的设计3.1设计参数确定《医学生物安全二级实验室建筑技术标准》T/CECS662-2020、《生物安全实验室建筑技术规范》GB50346-2011中均对普通型医学BSL-2实验室和加强型医学BSL-2实验室的温湿度等主要技术要求和指标有明确规定，如下表所示：表1 实验室主要技术要求和指标[1]表2 生物安全主实验室二级屏障的主要技术指标[2]广西壮族自治区卫健委发布文件《自治区卫生健康委关于加强全区新冠病毒核酸检测能力建设的通知》中对PCR实验室有如下要求：试剂准备区应为正压或常压，若为正压，与室外大气压的压差值可为10Pa ~ 15Pa；样本制备区应按照加强型生物安全二级实验室进行建设，该区域压力为负压，核心工作区相对于大气压宜为-20Pa ~ -30Pa，缓冲区相对于大气压宜为-10Pa；扩增分析区、产物分析区应为常压或负压，若为负压，核心工作区相对于大气压宜为-20Pa ~ -30Pa，缓冲区相对于大气压宜为-10Pa。

PCR病毒检测实验室的空调设计惠特环境科技有限公司 吴海涛*摘 要PCR病毒监测检测实验室是病毒检测可靠的筛查和确认手段，已经广泛用于医疗和其他领域，特别是在本次新冠肺炎病毒期间，是作为患者确诊检测的重要手段，国家也在加强这方面的基础设施建设，对于此类实验室的空调设计，提出了完整的空调设计方案。

关键词PCR；病毒检测实验室；空调Air Conditioning Design of PCR Virus Testing LaboratoryWu HaitaoAbstract The novel coronavirus pneumonia virus monitoring laboratory is a reliable screening and validation method for virus detection. It has been widely used in medical and other fields, especially during the new crown pneumonia virus. It is an important means for the diagnosis of patients. The state is also strengthening the infrastructure construction. For this kind of laboratory, the air conditioning design of PCR is put forward in the paper.Keywords PCR; Virus testing laboratory; Air conditioning0 引言PCR技术目前广泛用于各个领域，在病毒领域，核酸检测是目前可靠的筛查和确认手段，使用也很普遍，但核酸检测过程很容易受污染，整个操作需要在严格的实验环境中，才能保证数据结果的准确性，不漏检、错检疑似病例，当检测病毒时，对于PCR实验室来说，其同时也是生物安全实验室，此类PCR 实验室的建设不仅仅需要满足PCR实验室的设计要求，同时要满足生物安全实验室的设计要求。

医学洁净实验室暖通设计应满足哪些因素一、洁净实验室空调系统空调均要采用全新风直流式空调系统，全送全排。

空调送风系统和排风系统之间可设置非接触式的热回收系统，如乙二醇热管热回收系统，乙二醇溶液的浓度依据冬季的室外Z低级气温确定。

洁净医学实验室空调系统的设计应根据洁净医学实验室的使用功能、实验种类、设施的平面系统划分进行划分和设置，对于有生物安全要求的洁净医学实验室，需符合《生物安全实验室建筑技术规范》GB50346的规定。

空调系统的划分和空调方式选择应经济合理，并有利于洁净医学实验室的消毒、自动控制、系统设置、节能运行，同时避免互相影响。

洁净医学实验室空调系统的负荷计算应充分考虑建筑围护结构、人员、实验设备的冷、热、湿负荷。

空调系统均要预留足够的夏季再热量，夏季再热优先采用热水、蒸汽，在夏季没有热水、蒸汽的场合可以采用电再热。

洁净医学实验室实验人员日常呼吸所需要的氧气、实验室的环境温湿度、洁净度由洁净医学实验室的送风来保证。

通常洁净医学实验室的空调系统为全空气空调系统，空调机组从设施之外抽取新鲜的空气，通过各级过滤器的过滤去除尘埃和微生物；通过表冷器、加热器、加湿器进行热湿处理，对空气进行升温或者降温；满足要求的空气由送风机通过送风管送入室内，满足实验人员的需要。

洁净医学实验室的送风系统应设置粗、中、高效三级空气过滤器。

为防止经过中效空气过滤器的送风再被污染，中效空气过滤器宜设在空调机组的正压段，对于全新风系统，可在表面冷却器前设置一道保护用中效过滤器。

二、全新风系统新风量比较大，新风经过粗效过滤后，其含尘量还是比较大的,容易造成表面冷却器的表面积尘、阻塞空气通道，影响换热效率。

空调机组的安装位置应考虑日常检查、维修及过滤器更换等因素。

TIPS：对于寒冷地区和严寒地区，应考虑水冷式换热设备的冬季防冻问题。

对于水冷式换热设备的防冻问题着重考虑新风的防冻问题，可以采用设新风电动阀并与新风机连锁、设防冻开关，同时设置辅助电加热器等方式。

关于医学生物安全实验室暖通空调设计要点摘要：近几年在抗击新型病毒等疫情防治工作背景下，我国生物技术的快速发展，政府越来越注重生物安全实验技术和环境的改革创新，在许多城市各大生物医疗机构都建立P2及P2+实验室。

在获得科技成果的同时，需要保障医学研究和人员健康，保护样本完成性和环境，建立生物安全实验室和环境保护。

要想保证这类实验室安全稳定的运行，就需要对可能出现的故障进行分析，以此来优化设备结构，减少实验室内出现的空调、通风和净化出现的压差，温度、湿度等问题。

本文通过对生物实验室暖通空调的故障进行简要分析，结合相关的设计原则，希望能够促进实验室的安全使用。

关键词：生物安全；实验室；故障前言：生物实验室主要是进行生物科学实验的场所，这些场所的风险性较大，所以要严格控制生物实验室的建筑环境质量才能保证生物实验的有效性。

近几年来，我国生物科学快速发展，但生物实验室的的安全性也随之提高，由于其功能的特殊性，在工作中不可避免地会产生一定量的危害物质。

如果实验室的质量不过关，那么会造成不可估量的后果。

生物实验室的暖通空调系统，就是极为重要的设计环节，一旦暖通空调系统出现故障，轻则导致相关工作无法正常进行，重则造成内部污染、危及工作人员以及周边居民的生命财产安全，造成严重的安全事故。

因此，保证医学生物实验室的空调正常运转是极为重要的一项工作[1]。

一、医学生物安全实验室暖通空调系统生物安全实验室的暖通空调系统从宏观上来看包括空调送风系统和通风排风系统，由于生物安全实验室的特殊性，主要功能是为了避免环境和样本的交叉污染和二次污染，通常设计为全新全排系统。

送风空调采用组合式空调系统，具备初中效过滤，表冷，加热加湿，隔声等功能，经过机组初中效过滤后送入到净化风管内，经过高效过滤器送入到房间。

所以全新全排暖通系统对整个系统所耗费的能源是非常大的。

因此在空调设计环节里就要考虑到能源的节省，机组考虑必要的节能或能量回收装置。

一般型、加强型、PCR二级生物安全实验室的暖通系统设计作为生物安全实验室重要二级屏障的暖通空调系统，主要为实验室工作人员及周围提供保护，避免交叉感染。

为了达到这个目的，暖通空调系统需要提供新风、控制温湿度、减少异味。

另外，暖通系统的空调、通风和净化设计还需经运行管理人员、使用人员及生物安全负责人员的审查通过。

一、二级生物安全实验室1、空调负荷一般办公房间的空调负荷包括围护结构负荷、新风负荷、照明负荷、办公设备负荷、人员负荷以及其他负荷等。

生物安全实验室比一般办公房间的空调负荷要大得多，它需要额外考虑：实验设备的散热量与为维持房间风量平衡而补充的新风量。

实验室相比于一般办公房间，除办公设备散热量外还需额外考虑实验室工作所用设备如低温冰箱、高压灭菌器的高散热量，这些都会影响实验室的显热负荷；实验室因为存在局部排风设备如生物安全柜，为了维持实验室的风量平衡，除人员新风外还要补充新风，需要考虑额外的新风负荷。

2、空调及通风系统生物安全实验室的空调及通风系统设置应根据操作对象的危害程度、平面布置、风险评估等情况经技术经济比较后确定，普通型BSL-2级生物安全实验室一般可选择采用全空气系统、“空气—水”系统、变冷媒流量多联机（VRF）系统或者分体空调等多种形式。

在空调通风系统设计时应注意采取有效措施避免实验室之间以及与其他区域的交叉污染。

普通型BSL-2级生物安全实验室当配置有生物安全柜时应设置机械通风系统：设置内循环型生物安全柜的实验室应设置全室排风系统；而全排型生物安全柜需设置独立于建筑物其他公共通风系统的专用风机及管道将其排出。

需要注意的是，全排型生物安全柜的排风并未在有关规范中禁止与所在实验室的通风系统合并，国外的相关标准中还提供了合并排风的具体做法，美国BMBL标准以及NSF/ANSI-49给出了合并排风的实施方案。

对于TYPE A1/A2 CLASS II生物安全柜，可通过伞形罩或套管（canopy/thimble）将部分排风接至实验室排风系统，如图所示。

浅谈制药企业PCR实验室的工程设计要点[摘要]PCR实验室又叫基因扩增实验室。

PCR检测方法具有灵敏度高、特异性高、快捷、对样品要求低等优点，已广泛应用于临床医学、制药企业实验室当中。

文章通过研究当前国内有关PCR的指南、工作导则、相关法规，主要从PCR实验室布局、PCR实验室的暖通设计、PCR实验室的设计要点三个方面来阐述近几年来PCR实验室的工程设计要点。

[关键词]PCR检测方法；PCR实验室；实验室布局、暖通设计；设计要点PCR实验室又叫基因扩增实验室。

PCR是聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction)的简称。

随着PCR技术的发展，PCR检测方法操作简单，对样品要求不高，因此为医院临床疾病的诊断、治疗监测、预后评估、制药企业样本检测提供了一种较为便利且结果准确的实验室辅助检测手段[1]。

随着全球生物制剂的发展，PCR检测方法已广泛运用于制药企业的实验中当中，可检测生物样本的病原体含量等，尤其是荧光定量Q-PCR技术。

接下来本人将从PCR实验室布局、PCR实验室的暖通设计、PCR实验室设计过程中的注意事项三点来对总结目前国内的PCR实验室设计。

1 PCR实验室布局PCR实验室原则上包含以下功能间：试剂准备间，样本制备间，扩增间，扩增产物分析间。

在常规布局中，这四个功能间在物理空间、使用上必须是完全相互独立的，应当始终处于完全的分割状态，不能有空气的直接相通，见图1：图1常见PCR平面布局图进入各工作区域应当严格按照单一方向进行，按照试剂准备间→标本制备区→扩增区→扩增产物分析区的顺序传递样本。

不同的工作区域可以采用不同颜色的工作服来区分[2]。

各工作人员离开各工作区域时，在缓冲间换下使用过的工作服，并放入专用的桶或者柜子，后续进行高温灭菌锅或者灭菌柜灭活清洗。

在《CNAS-TRL-018-2022 医学实验室核酸检测质量和安全指南》中，有对PCR实验室的生物安全等级进行简单介绍：应符合生物安全二级（BSL-2）或加强型BSL-2的实验室的标准。

浅谈PCR实验室的空调通风系统设计余俊祥高克文摘要：本文介绍了PCR实验室的工艺平面布局、空调通风系统设计等内容，并结合实际案例对PCR实验室暖通空调设计过程中的压力控制问题进行探讨，为PCR实验室的设计提供参考。

关键词：PCR实验室;压力控制;缓冲室概述PCR实验室，又称基因扩增实验室，是专门用来检验艾滋病、乙型肝炎、禽疫病等病毒感染性疾病的专用特殊实验室。

2010年，卫生部办公厅制定并发布了《医疗机构临床基因扩增检验实验室管理办法》以及《医疗机构临床基因扩增检验实验室工作导则》（以下简称导则）。

导则规定了PCR实验室设计的基本原则，原则上PCR实验室需设置4个区域：试剂储存和准备区、标本制备区、扩增去、产物分析区。

根据使用仪器的功能，区域可适当合并，根据导则要求，PCR实验室各个区域无论在空间上还是使用中必须完全独立，不能有任何空气的直接相通。

空气流向可按照试剂储存和准备区—标本制备区—扩增区—产物分析区压力递减的方式进行，防止各区域空气的交叉污染。

空调通风系统设计及压力梯度控制GB50881-2013《疾病预防控制中心建筑技术规范》[1]（以下简称规范）对PCR实验室的各项设计参数进行了规范与要求，PCR实验室各区域并没有净化控制要求，但为了避免交叉感染，通常采用全送全排的直流空调系统，并且需要严格控制好送排风的比例，保证各实验区域的压力梯度。

导则与规范已经针对PCR实验室各区域间的相对压力关系提出了要求，在实际建设中，不同的平面布局模式将直接影响空调通风系统的压差控制，所以有必要针对不同的平面布局模式对其空调通风系统的压力梯度控制进行探讨。

第一种模式是设置专用走廊，如图A所示，此种模式下，试剂储存准备区按相对正压控制，标本制备区、扩增区及产物分析区按相对负压控制，四个区域分别独立设置但是共用专用走廊。

图1 PCR平面布局模式1此种模式的压力梯度控制符合导则基本要求，但其在实际使用过程中，特别容易发生交叉污染。

核酸检测实验室建设方案书一、平面布局（一）实验室功能分区普通核酸检测PCR实验室依据所使用的方法可分为试剂准备、标本制备、核酸扩增、产物分析等四个区域。

全自动定量PCR实验室通常设置三个工作区，即试剂准备区、标本制备区、核酸扩增和产物分析区，普通PCR实验室后两个区合并。

一体化自动化分析PCR实验室原则上设置两个工作区，即试剂准备区、自动检测区，普通PCR实验室后三个区合并。

各个区可组合布置，也可分散布置。

（二）实验室平面布局实验室应在建筑物中自成隔离区，应有出入控制。

试剂准备区、标本制备区和核酸扩增及产物分析区等四个区域在物理空间上必须是完全相互独立的。

可以分散布置。

为避免交叉污染，进入各个工作区域必须严格遵循单一方向进行，即只能从试剂准备区一标本制备区一扩增反应混合物配制和扩增区一扩增产物分析区。

不能将工作服带出。

每个工作区域必须有明确的标记，避免不同工作区域内设备、物品混用。

各实验区之间的试剂及样品传递应通过传递窗进行。

整体划分为：PCR区域、独立缓冲间，及辅助房间区域，缓冲间可兼做防护服更换间。

当缓冲间的门设置互锁时，应在互锁门的附近设置紧急手动解除互锁开关。

保持合理梯度，保证气流从辅助房间流向核心区。

可降低扩增区内的气压以避免气溶胶从本区漏出。

（三）人流、物流流向人流：工作人员f—更f二更f缓冲间f洁净走廊f缓冲一核心试验区域洁物：原料一入口一样品接收一传递窗一洁净走廊一缓冲一核心试验区域污物：污物一洁净走廊一传递窗一高压灭菌一传递窗一外部进入各个区域必须严格按照单一方向进行，不同的工作区域使用不同的工作服（例如不同的颜色）。

工作人员离开时，不得将工作服带出。

这种人员的单向流动可以降低因人员的流动带来的交叉污染风险。

所有的物品进入实验区必须经过双扉互锁传递窗，利用传递窗消毒后才可进入，实验室内所有物品也必须经过传递窗才可以传递到实验室以外的清洁公共区。

这种物品有组织的单向流动可以降低物品的差错和混淆的风险。