
1、病毒所科研樓概況
中國疾病預防控製中心新址病毒所科研樓位於(yú)北京市昌平區,是中國疾病預防控(kòng)製中心一期工程建設的重要單(dān)體。該樓建築(zhù)麵積15 932.66m2,共7層,地上6層,地下1層,是集辦公和實驗於一體的科研樓。該樓1層為普(pǔ)通辦公用(yòng)房,2~6層為實(shí)驗區域,實驗區每層均分為西側和東側(cè)實驗單元,其中6層西側為生物安全三級實驗室區域,其餘均(jun1)為生物安全(quán)二級及以下實(shí)驗室單元(生物安全二級實驗室,簡稱為BSL-2,俗稱P2實驗室)。
2、病毒所科(kē)研樓6層東側實(shí)驗單元送、排風係統(tǒng)
2.1生(shēng)物安全實驗(yàn)室特點
生(shēng)物安全實驗(yàn)搴要保證氣流組(zǔ)織合理,即正常工(gōng)作時氣流應(yīng)由清潔空間向汙染空間流動,形成合理的定向流。這種定向流是靠自動控製係統(tǒng)調節各房間的總送、排風量(liàng)來實現的,通過調節房間送風量和排風(fēng)量差來保證房間的負壓值LI-3]。該實驗單元控製係統不僅能保證各實驗(yàn)室(shì)內氣流組織合理,而且能實現生(shēng)物安(ān)全實驗室zui大(dà)程度的節能(néng),還解(jiě)決了實驗室內常(cháng)見(jiàn)的生物(wù)安全櫃排風(fēng)倒灌問題。
2.2六層東側(cè)實驗單元組成
整個科研樓(lóu)實驗室眾多,為節省設備機房空間,各(gè)層空調機組放於實驗室和屋頂樓板之間的夾層內,而排(pái)風機則放置在(zài)屋頂層(céng)機房內;同時為減少設備投資,某一空調機組町能同時為某實驗單元(yuán)內幾個實驗室送風,同樣實驗單元內幾個實驗室(shì)的排風也可能共用(yòng)1台變頻排風機。這樣各層實(shí)驗室到屋頂機房的排風(fēng)管道也不會占用很大的建築空間。該實驗單元內共有5個(gè)實(shí)驗室,分別為(wéi)細胞學實驗室、血清學實驗室(shì)、病原汙染實驗室l、病原汙染實驗室2、PCR(polymerase chain reaction,聚合酶鏈式反應)實驗室,各實驗(yàn)室均由緩衝間和主實驗(yàn)室組成。為了更好地形成定向流,要求緩衝問壓力為+10Pa,主實驗室壓力為-10Pa。
2.3該實驗單元排風係(xì)統
病原汙染實驗室l、病原汙染實驗室2和PCR實驗室中各(gè)有(yǒu)1台B2型生物安全櫃(即全排風型(xíng)生物(wù)安全櫃,為防止循環風造成實驗標本的交叉(chā)汙染(rǎn),沒有使(shǐ)用內循環型生物安全櫃),3台B2型生物安全櫃排風口末端各連接有1台排風機。為防止B2型牛(niú)物安全(quán)櫃在不使用時房間排風引起安全櫃內部倒灌現象,3台生物安全櫃排風管道上均設置了防倒(dǎo)灌閥,並且配置的生物安全櫃排風機為雙速風機,即在生物安全櫃不使用時其排風機(jī)低速運行。同樣每個生物安全櫃排風管(guǎn)道E均設置電(diàn)動密閉閥(ED),該閥和對應排風機啟停聯鎖。該實驗單元各房間(jiān)排風(fēng)係統共用1台變頻排風機,排風主管道上設置電動密閉閥(和(hé)變(biàn)頻排(pái)風機聯鎖),各房間排風支管(guǎn)上均設置電動密閉閥和(hé)變風量調節閥。任一房間使用時,該變頻排(pái)風機均啟動,同樣變頻排風(fēng)機和排風幹管上的(de)電動密閉閥聯鎖。
2.4該實驗單元送風係統
該實驗單元的5個實驗室送風(fēng)係統(tǒng)可分為3類:
(1)病原汙染實驗室(shì)l和2。該類(lèi)實驗室(shì)送風係統為全新風(fēng)空調係統,房間內不允許有回風,新風機組和新風口主風管上的電動密閉閥聯(lián)鎖;緩衝間和主實驗室送風支管設置手動調節閥。
(2)PCR實驗室(shì)。該實驗室(shì)送風係統(tǒng)為全新風(fēng)空調係統,新風機組和主(zhǔ)風管(guǎn)上的電動密閉閥聯鎖。該實驗室包含(hán)緩(huǎn)衝(chōng)問和3個(gè)主實驗(yàn)室,其中(zhōng)含有B2型生物安全櫃的主實驗室送風支管(guǎn)上(shàng)設有雙穩態文丘裏閥,與(yǔ)B2型(xíng)生物安全櫃聯鎖;其餘房間送風支管均設有定風量閥(fá)。
(3)細(xì)胞學實驗(yàn)室和血清學實驗室。該類實(shí)驗室內含有(yǒu)A2型內循環風(fēng)生物安傘櫃,由空(kōng)調機組送風,主實驗室內有回風口。新風管和(hé)回風管上均設有可調節風量閥,和(hé)空調機組聯鎖;緩衝間和主實驗室送風支管設置手動調節閥。
3、使用傳統樓宇控製方法的弊端
傳統樓宇控製方法可以設定整個病毒所科研樓內(nèi)各實(shí)驗單元係(xì)統在特定(dìng)日期、特定時間段內(nèi)啟停運行,但當某一實驗單元內部分實驗(yàn)室不工作時,則必須及時通知樓宇自控工作人員(yuán)才能關掉與該實驗室相關的,不必要的送、排風係統,否則會造成能源(yuán)浪費。比如,6層東(dōng)側實驗單元內的病原汙染實驗室1,房間內含1台B2型生物安全櫃,由於(yú)該實驗室送風係統為獨立全新風係統,且生物安全櫃排風機也為獨立雙速排風機。該房間不使用時,在樓宇自控工作人員不及時操作情況下,送(sòng)風機組、生物安全櫃排風機均處於不必要的運轉狀態下。而當實驗人員準備在非工作日或工作日非正常工作時間加班時,同樣需(xū)要及時通知樓宇自控工(gōng)作人(rén)員開啟對應(yīng)實驗室的送、排風係統才能保證實驗正常進行。對於(yú)整棟科研樓的眾多實驗室來說,樓宇自控工作人員工作量很(hěn)大,時間久了會形成早上不到工作時間樓宇自控(kòng)工作人(rén)員就開(kāi)啟了(le)整棟樓各實驗單元的送、排風係統,晚上下班後樓宇自控工作人員不知道何時(shí)關閉係統的現象(xiàng)(因為部分實驗室加班(bān),某些(xiē)實驗室內設備瞬問(wèn)斷電會引起(qǐ)病原微生物因(yīn)子氣流亂流),且正常工作(zuò)時(shí)間樓內部分實(shí)驗(yàn)室很可能不需要作(zuò)實驗,這(zhè)樣就會造成整棟樓、甚至整個園區科研樓運行能耗的大(dà)量浪費。
4、新節能控製方案——就地控製
就地控製方案是針對傳統樓宇(yǔ)控製方法的弊端和生物安傘實驗室(shì)的特(tè)點提出來的(de),是指在實驗室現場就可以控製(zhì)與該房間相(xiàng)關的送、排風係統及必要(yào)的電動密閉閥(fá)和變風量(liàng)調節閥等。此(cǐ)方法(fǎ)不需(xū)專業樓宇自控工作人員手持手操器在控製模塊(kuài)上操作,而隻需非(fēi)專業(yè)人員開關一個控製麵(miàn)板即(jí)可。在每個實驗室進入緩衝間門口處(chù)設置一個(gè)簡(jiǎn)單的(de)控製麵板,實驗(yàn)人員根據需要開啟或關閉該麵板後,樓宇控製係統根據設定的程序,結合該實驗室送、排風係統現在所處的工況(kuàng),開啟或關閉與之對應的房間送、排風係統等,並且調節房間壓差直到滿足正常(cháng)實驗需要。
5、進行就地控製後的實驗單元節能(néng)控製方案
以六層東側實驗單元中情況zui複雜的病原汙染實驗室為例,介(jiè)紹該實驗室的各種工作狀態。
5.1實驗室進入預備狀態的程(chéng)序:
各實驗室有遠程和就地兩種控製方式,在實(shí)驗室內位置設“啟動/停止”置位開關進行就(jiù)地控製(zhì),由樓宇自控(kòng)係統在中(zhōng)央監(jiān)控計算機上設置“就(jiù)地控製/強製啟動/強製停止”三種狀態進行遠程控製。當中央監控計算機上設置(zhì)為“就地控製”狀態時,係統根據(jù)就地(dì)控製置位(wèi)開(kāi)關(guān)的實際狀態完成實驗係統的控製;當中央(yāng)監控計算機上設置為“強製(zhì)啟動/強製停止”狀(zhuàng)態時,就地控製置位開關將(jiāng)不(bú)起作用。在中央監控計算機上設置“檢修(xiū)/運行”狀態顯示(即強電配電盤的“手動/自(zì)動”轉換(huàn)開關)。當某一實驗室的空(kōng)調係統檢修時,將強電(diàn)配電盤的“手動/自動(dòng)”轉換開關轉換到(dào)“手動”狀態,中央監控(kòng)計算機(jī)上顯示“檢修”狀態。
5.2實驗室進入使用狀態的(de)程序:
在遠程或就地開啟該實驗(yàn)單元(yuán)內任一(yī)實驗室房間(jiān)的空調係統一該實驗單元的共用變頻排風機和排風總管道上的電動密閉閥開啟一該實(shí)驗室的生物安全櫃排風機(低速)和生物安全櫃排(pái)風管道上的電動密(mì)閉閥開啟一該房間排風管道上的電動密閉閥和變風量調節閥開啟一該房間送風機(低速)開啟,此時該實驗室已可進入使用。
5.3使用生物安全櫃時係統開啟程序:
打開生物安全櫃的開關一生物安全櫃的雙速排風(fēng)機由低速轉(zhuǎn)高速運行一生物安全櫃啟動一雙速送風機由低速轉高速運行,生物安全櫃可使用。B2型生物安全櫃開啟後遠程及就地控製的任何操作均不能(néng)關(guān)閉(bì)送、排(pái)風係統。室內溫濕度調節由遠程控製,房間壓差不滿足設定要求時遠程報警。
5.4關閉生物安全櫃時的程序:
按下生物安(ān)全櫃的關閉鈕一雙速送風機由高速轉低速運行一(yī)生物安全櫃關閉一生物安全櫃雙速(sù)排風機由(yóu)高速轉低(dī)速運行。
5.5實驗室進入停止狀(zhuàng)態的程序:
就地關(guān)閉實驗室房問的空調係(xì)統一送風機關閉一房間排風管道上的電動密閉閥關(guān)閉一生物安(ān)全櫃對應管(guǎn)道上的電動密閉閥和生物安全櫃的排風機關閉。遠程關(guān)閉該實驗室的空調係統時,要提示管理人員確認實驗使(shǐ)用狀態後方可關閉。
5.6當該實驗單元內所有房間(jiān)停止使用時,該單元的(de)共用排風(fēng)機和總排風管道卜的(de)電動密閉閥關閉。
5.7關於過濾器積塵引起風量變化(huà)的問題可通過傳統樓宇自(zì)控係統解決,當然引入就地控製後也可解決這個問題,且控製原理(lǐ)相同。
5.8該單元內其他實驗室應用就地控製方法(fǎ)可參照此實驗室進行。