凈化生物實驗室的自動控制系統(tǒng)

1.凈化生物實驗室壓力梯度控制要求

自動控制系統(tǒng)根本的任務(wù)就是需要任何時刻均能自動調(diào)節(jié)以保證凈化生物安全實驗室關(guān)鍵參數(shù)的正確性，無論控制系統(tǒng)采用何種設(shè)備、何種控制方式，前提是要保證實驗環(huán)境不會影響到實驗人員，不會將病原微生物泄漏到外部環(huán)境中。自動控制系統(tǒng)應(yīng)能保證各房間之間定向流方向的正確及壓差的穩(wěn)定。

凈化生物實驗室排風(fēng)系統(tǒng)是維持室內(nèi)負壓的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其運行要可靠；空調(diào)凈化系統(tǒng)在啟動備用風(fēng)機的過程中，應(yīng)可保持凈化生物實驗室的壓力梯度有序，不影響定向氣流；當(dāng)送風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，如無避免凈化生物實驗室負壓值過大的措施，凈化生物實驗室的負壓值將顯著增大，甚至?xí)箛o結(jié)構(gòu)開裂，破壞圍護結(jié)構(gòu)的完整性，所以需控制凈化生物實驗室內(nèi)的負壓程度；凈化生物實驗室應(yīng)識別哪些設(shè)備或裝置的啟停、運行等會造成凈化生物實驗室壓力波動，設(shè)計時應(yīng)予以考慮。

凈化生物實驗室出現(xiàn)正壓和氣流反向是嚴重的故障，將可能導(dǎo)致實驗室內(nèi)特殊氣溶膠的外溢，影響人員健康及環(huán)境。生物安全實驗室應(yīng)建立有效的控制機制，合理安排送排風(fēng)機啟動和關(guān)閉時的順序和時差，同時考慮生物安全柜等安全隔離裝置及密閉閥的啟、關(guān)順序，有效避免實驗室和安全隔離裝置內(nèi)出現(xiàn)正壓和倒流的情況發(fā)生。為避免人員誤操作，應(yīng)建立自動連鎖控制機制，盡量避免完全采取手動方式操作。

2.凈化生物實驗室自動報警要求

方案的設(shè)計異常重要，原則是不漏報、不誤報、分輕重緩急、傳達到位。人員正常進出實驗室導(dǎo)致的壓力波動等不應(yīng)立即報，可將此響應(yīng)時間延遲(人員開、關(guān)門通過所需的時間)，延遲后壓力梯度持續(xù)喪失才應(yīng)判斷為故障。

無論出現(xiàn)何種異常時，中控系統(tǒng)應(yīng)有即時提醒，不同級別的信號要易區(qū)分，聲音信號不宜過響，以能提醒工作人員而又不驚擾工作人員為宜；監(jiān)控室和主凈化生物實驗室內(nèi)應(yīng)安裝聲光裝置，顯示應(yīng)始終處于監(jiān)控人員可見和易見的狀態(tài)；主實驗室內(nèi)應(yīng)設(shè)置緊急按鈕，以便需要時實驗人員可向監(jiān)控室發(fā)出緊急提醒。

由于三級和四級生物安全實驗室防護區(qū)要求送風(fēng)機和排風(fēng)機穩(wěn)定運行，以保障實驗室的壓力梯度要求，因此當(dāng)送、排風(fēng)機設(shè)置的保護裝置(如運行電流超出熱保護繼電器設(shè)定值時，熱保護繼電器會動作等)，常規(guī)做法是將此動作作為切斷風(fēng)機電源使之停轉(zhuǎn)，但如果有很嚴格的壓力要求時，風(fēng)機停轉(zhuǎn)會造成很嚴重的后果。熱保護繼電器、變頻器等信號接入自控系統(tǒng)后，發(fā)生故障后自控系統(tǒng)應(yīng)自動轉(zhuǎn)入相應(yīng)處理程序。轉(zhuǎn)入保護程序后應(yīng)立即發(fā)出聲光提醒，提示實驗人員安全撒離。

在空調(diào)機組的送風(fēng)段及排風(fēng)箱的排風(fēng)段設(shè)置壓差傳感器，設(shè)置壓差報警是為了實時監(jiān)測風(fēng)機是否正常運轉(zhuǎn)，有時風(fēng)機皮帶輪長期磨損造成風(fēng)機丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象，雖然風(fēng)機沒有停轉(zhuǎn)，但送、排風(fēng)量已不足，風(fēng)壓不穩(wěn)直接導(dǎo)致房間壓力梯度振蕩，監(jiān)視風(fēng)機壓差能有效防止故障的發(fā)生。

送排風(fēng)系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)標(biāo)志可以在送排風(fēng)機控制柜上設(shè)置指示燈及在中控室監(jiān)視計算機上設(shè)置顯示燈，當(dāng)其運行不正常時應(yīng)能發(fā)出聲光提醒，在中控室的設(shè)備管理人員應(yīng)能及時得到信息。

3.凈化生物實驗室數(shù)據(jù)監(jiān)測與顯示要求

應(yīng)在有負壓控制要求的房間入口的顯著位置安裝壓力顯示裝置，如液柱式壓差計等，既直觀又可靠，目的是使人員在進入房間前再次確認房間之間的壓差情況，做好思想準(zhǔn)備和執(zhí)行相應(yīng)的方案。中凈環(huán)球凈化可提供凈化車間、生物實驗室的咨詢、規(guī)劃、設(shè)計、施工、安裝改造等配套服務(wù)。

三級和四級生物安全實驗室的自控系統(tǒng)應(yīng)具有壓力梯度、溫濕度、連鎖控制等參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)存儲顯示功能，方便管理人員隨時查看實驗室參數(shù)歷史數(shù)據(jù)，自控系統(tǒng)控制箱應(yīng)設(shè)于防護區(qū)外。

高效過濾器是生物安全實驗室重要的二級防護設(shè)備，通過連續(xù)監(jiān)測送排風(fēng)系統(tǒng)高效過濾器的阻力，可實時觀察高效過濾器阻力的變化情況，便于及時更換高效過濾器。當(dāng)過濾器的阻力顯著下降時，應(yīng)考慮高效過濾器破損的可能，對于凈化生物實驗室設(shè)計者而言，重點需要考慮的是阻力監(jiān)測方案，因為每個實驗室高效過濾器的安裝方案不同。例如在主實驗室挑選一組送排風(fēng)高效過濾器安裝壓差傳感器，其信號接入自控系統(tǒng)，或采用安裝帶有指示的壓差儀表、人工巡視監(jiān)視等，不管采用何種方案，其壓差監(jiān)控應(yīng)能反映高效過濾器阻力的變化。

4.安全要求

當(dāng)空調(diào)機組設(shè)置電加熱裝置時，應(yīng)設(shè)置送風(fēng)機有風(fēng)檢測裝置，并在電加熱段設(shè)置監(jiān)測溫度的傳感器，有風(fēng)信號及溫度信號應(yīng)與電加熱連鎖。這是對使用電加熱的雙重保護，當(dāng)送風(fēng)機無風(fēng)或溫度超出設(shè)定值均應(yīng)立即切斷電加熱電源，保證設(shè)備安全。

三級和四級生物安全實驗室的空調(diào)通風(fēng)設(shè)備應(yīng)能自動和手動控制，應(yīng)急手動應(yīng)有優(yōu)先控制權(quán)，且應(yīng)具備硬件連鎖功能。應(yīng)急手動是用于立即停止空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的，應(yīng)由監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員操作，因此宜設(shè)置在中控室。當(dāng)發(fā)生緊急情況時，管理人員可以根據(jù)情況判斷是否立即停止系統(tǒng)運行。

四級生物安全實驗室防護區(qū)室內(nèi)外壓差傳感器采樣管應(yīng)配備與排風(fēng)高效過濾器過濾效率相當(dāng)?shù)倪^濾裝置，壓差傳感器一般不會有空氣流通。為了保持房間的潔凈以及方便房間的滅菌作業(yè)，在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)未運行時，防護區(qū)送、排風(fēng)管上的密閉閥應(yīng)處于常閉狀態(tài)。

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