医院实验室空调通风设计方案.doc

XX大学第一附属医院
BSL-3实验室更新工程

技
术
方
案

方案说明
工程概况：
该工程为XXX大学第一附属医院教学楼十层BSL-3实验室更新工程，生物安全防护实验室建筑面积约189㎡，建筑层高为4.2m。本方案设计的三级生物安全防护实验室洁净度要求为7级、8级。实验室室内净高为2.6米。
本方案在总结以往工程经验的基础上，结合本项目的具体要求和特点给出设计方案，以满足用户对房间洁净度、压力梯度和温度等方面的需求。
一、 设计依据：
1、《实验室生物安全通用要求》GB-19489-2004
2、《生物安全实验室建筑技术规范》（GB50346-2004）
3、《洁净厂房设计规范》(GB50073-2001)
4、《洁净室施工及验收规范》(JGJ71-90)
5、《通风与空调工程施工及验收规范》(GB50243-1997)
6、《采暖与空调调节设计规范》（GBJ114-88）
7、《建筑设计防火规范》（GBJ 16-87）
8、《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T—92）
9、《低压配电装置及线路设计规范》（GBJ54-83）
二、生物安全实验室技术方案说明：
1. 各实验室洁净度、压力梯度：
十层实验室建筑总面积约189平方米，其中污染区A为35.34
平方米，洁净级别为7～8级，换气次数大于20次/小时，压差为-60Pa(对大气)。二次缓冲间A为2.03平方米，洁净级别为8级，换气次数大于15次/小时，压差为-45Pa(对大气)；污染区B为15平方米，洁净级别为7～8级，换气次数大于20次/小时，压差为-60Pa(对大气)。二次缓冲间B为2.4平方米，洁净级别为8级，换气次数大于15次/小时，压差为-45Pa(对大气)；标本存放间为8.1平方米，洁净级别为7～8级，换气次数大于20次/小时，压差为-50Pa(对大气)；半污染区为16平方米，洁净级别均为8级，换气次数大于15次/小时，压差为-30(对大气)；一次缓冲为3.12平方米，洁净级别为8级，换气次数大于15次/小时，压差为-10Pa(对大气)；清洁区：男二更衣室为2.25平方米，无洁净级别，换气次数不小于10次/小时，压差为0Pa(对大气)；女二更衣室为2.25平方米，无洁净级别，换气次数不小于10次/小时，压差为0Pa(对大气)；男淋浴为2.25平方米，无洁净级别，压差为0Pa(对大气)；女淋浴为2.25平方米，无洁净级别，压差为0Pa(对大气)；男一更衣室为2.25平方米，无洁净级别，换气次数不小于10次/小时，压差为+10Pa(对大气)；女一更衣室为2.25平方米，无洁净级别，换气次数不小于10次/小时，压差为+10Pa(对大气)；换鞋间为5平方米，无洁净级别，压差为0Pa(对大气)；洗涤、消毒间为14.5平方米，无洁净度，常压。内走廊为21.5平方米，无洁净度，常压。监控室为17平方米，无洁净度，常压。空调机房为16平方米，无洁净度，常压。
各房间技术指标明细表：（表1）
序号
房间名称
房间面积(m2)
换气次数（次/h）
洁净度（级）
温度
℃
湿度
噪声
dB(A）
照度
lx
压差
（对大气）
1
污染区A
35.35
＞20
7～8
18—28
≤70
≤60
≥300
-60
2
二次缓冲间A
2.03
＞15
8
18—28
≤70
≤60
≥300
-45
3
污染区B
15
＞20
7～8
18—28
≤70
≤60
≥300
-60
4
二次缓冲间B
2.4
＞15
8
18—28
≤70
≤60
≥300
-45
5
标本存放间
8.1
＞20
7～8
18—28
≤70
≤60
≥300
-50
6
半污染区
16
＞15
8
18—28
≤70
≤60
≥300
-30
7
一次缓冲间
3.12
＞15
8
18—28
≤70
≤60
≥300
-10
8
男二次更衣间
2.25
＞10
-
-
-
-
-
-
9
女二次更衣间
2.25
＞10
-
-
-
-
-
-
10
男淋浴间
2.25
-
-
-
-
-
-
-
11
女淋浴间
2.25
-
-
-
-
-
-
-
12
男一次更衣间
2.25
＞10
-
-
-
-
-
+10
13
女一次更衣间
2.25
＞10
-
-
-
-
-
+10
14
换鞋间
5
-
-
-
-
-
-
-
15
洗涤消毒间
14.5
-
-
-
-
-
-
-
16
走廊
21.5
-
-
-
-
-
-
-
17
监控室
17
-
-
-
-
-
-
-
18
空调机房
16
-
-
-
-
-
-
-

2.实验室送、排风系统：
生物安全防护实验室的采用一套送风机组、一套排风机组，利用送、排风风量比维持房间负压，防止有害污染物外泄。并配置备用排风机一套。在运行排风风机发生故障时能连锁启动备用送排风机。以保证实验室能连续正常运转，不妨碍正常的实验工作。
生物安全实验室在熏蒸时，实验室送、排风总管上的电动密闭阀
与送、排风机连锁关闭，启动熏蒸循环风机时连锁打开循环风机前后的电动密闭阀进行循环消毒。

3. 生物安全防护实验室结构：
从节能、保温角度考虑实验室的围护及吊顶结构采用厚度为50mm的净化实验室专用石膏板夹心复合彩钢板（优点是耐火极限长、机械强度高，隔热、隔音、防潮性能好，平整光滑，耐腐蚀、易清洁，安装方便），彩色涂层钢板为宝钢产0.5mm厚优质钢板。
顶棚及板壁的墙角处和墙与地面、墙与吊顶采用圆弧阴阳过渡并封闭。所有配套铝合金型材均采用优质电泳型材（厚度不小于1.2mm），以防止实验室以后消毒时导致铝材氧化。

4.地面工程：
实验室地面采用为抗菌、防霉型PVC多用途透心卷装地板，具有耐酸碱、防腐蚀、防滑，该材料的特点：定向彩色设计。其表面结构致密、耐磨，易于维护。该地面符合EN649(34-43)的质量标准，其耐磨程度达到K5(P类)适合于行人流量大的场所使用。

5.实验室照明灯具：
实验室照明均采用专用洁净室照明灯具（不锈钢斜边型吸顶式带罩密封灯具）。特点:镜面全内胆，照明度强，不锈钢边框年久不腐蚀，外形美观。密封性好、抗干扰、不积尘、易清洁。

6.实验室消毒灯具：实验室灭菌灯采用紫外线杀菌灯。
7.实验室气流组织方式：
从安全角度考虑本实验室通风空调系统均设计为全新风直流系统，BSL-3生物安全实验室采用全新风顶送单侧下排形式，气流方向为洁净区流向污染区（换鞋、更衣室→一次缓冲→半污染区→二次缓冲→BSL-3操作室→生物安全柜）。实验室的末端送风口采用高效过滤器送风口，实验室排风口安装一道高效过滤器，室内空气经无泄漏高效过滤器排风口过滤后至楼顶排风机组经臭氧灭菌箱物理灭菌后排至室外。

臭氧灭菌器

送风管 高效送风口
排风机组

生物安全柜
BSL-3实验室
无泄漏高效排风口

8.空调系统工程：
BSL-3生物安全防护实验室采用并联2台风冷热泵分体净化专用空调机组（约克），总制冷量80KW，满足实验室夏季冷热负荷，采用电加热及空调机组，总热负荷为96KW，满足实验室冬季冷热负荷，（优点是随着实验室温度变化而自动起停空调机台数，起到节约能耗的效果）。
9.电子连锁系统：
实验室所有缓冲间门采用电子互锁门。当缓冲间任一道门打开时，与之互锁的另一道门无法打开（采用断电开式电子锁）。以防止两道门同时实验室内失压。在所有门上均安装进口闭门器能自动关闭。
10.自动控制系统：
一） 根据招标书的功能及技术要求结合本项目的实际情况，实验室自控系统选用西门子自控系统，完整的系统由监控软件、控制器、传感器、执行机构四大部分组成。
二） 系统介绍
1. 中央工作站 由PC主机、彩色液晶显示器及打印机组成，是自
控系统的核心，它直接可以和以太网相连。所有受监控的设备都在这里进行集中管理和显示，内装组态工作软件，提供给操作人员下拉式菜单、人机对话、动态显示图形，为用户提供一个非常好的、简单易学的界面。
2. 操作系统 为自控系统提供了强大的工作平台，通过系统程序操作人员可以在自控系统内进行各项资料的存取及监控。
3. 组态软件介绍
l 采用最新的JAVA 2核心技术，功能更丰富，操作更简单
l 组态软件的Internet功能逼真再现场画面，使您在任何时间任何地点均可实时掌控企业每一个生产细节得以实现，现场的流程画面、过程数据、趋势曲线、生产报表(支持报表打印和数据下载)、操作记录和报警等均轻松浏览
l 支持大画面、导航图：用户可以制作任意大小的画面，利用滚动条和导航图控制画面显示内容；绘制、移动、选择图素时，画面自动跟踪滚动。
l 非线性转换表实现重用。可以自由在工程间重复使用，也可以导出到文件中进行编辑后再导入使用。
l 方便的变量替换：不仅可以替换变量的名称、全工程的替换某个变量， 还可以按照画面组、画面或图素等不同范围进行变量使用替换，或替换变量的节点名称。
l 自定义菜单支持二级子菜单：自定义菜单上可以定义二级子菜单，使菜单功能更丰富，使用更方便。

l 丰富的文本提示：除按钮之外，基本图素都增加了文本提示功能。只要图素有动作连接，就可以在运行时看到文本提示。
l 支持画面中图素的任意多选：按下热键，可以任意选择画面中的图素，进行操作
l 结构变量的定义更简洁：结构变量定义时可以直接定义成员的变量基本属性，如报警属性、记录属性等。
l 在数据词典中可以任选多个变量进行变量共有属性的修改。
l 新增和更新二百多个IO驱动程序。
l 修改和完善了组态王的IO驱动帮助，使之更具广泛性和易读性
l 支持本机和网络上连接多个OPC SERVER。
l 在网络传输，和历史库查询性能上作出大幅度提升。使数据处理速度更快。
l 提供IO变量间歇采集功能，在组态王运行过程中可以动态修改变量采集频率。对于不必要定时采集的数据可以按需要采集。
l 用户可自定义IO设备通讯失败时变量显示的状态。
l 在变量使用报告中增加查找功能，可以轻松查找到变量的使用情况。
l 增加画面查找功能，在繁多的画面列表中轻松找到想要的画面。还可以实现画面的排序
l 在数据词典的变量列表中，增加普通变量的变量描述列。可以按照列表中的任何一项内容进行排序。 在变量组中也可以实现变量的排序。

l 增加虚拟串口，支持GPRS设备。
l 系统运行时，开放组态王报表单元格，可以在单元格中直接输入数据。报表单元格增加“只读”保护属性。另外报表还可以保存成Excel格式文件。
l 修改了网络传输机制，增强了网络功能，提高了网络数据传输量。解决了网络变量数据刷新慢，响应慢，双机热备切换速度慢和切换时间长等问题。给用户一个全新的网络使用感受。
l 在WEB中增强了报警窗功能。
l 增强画面管理功能，提供了画面分组定义和管理，支持画面组间画面的复制和粘贴。
l 提供画面中图素锁定功能，可以锁定图素的位置和大小不被改变。
l 增加变量报警使能域——AlarmEnable，控制系统运行时变量是否继续产生报警。
3. 控制器 用于监视和控制系统中有关设备的控制器，它是一个完整的控制器，它包含软硬件，能完成独立运行，不受到网络或其他控制器故障的影响，控制器构成主要是32位或16位微处理器和不同类型的点终端模块，具有可脱离中央控制主机独立运行或联网运行能力
三. 控制内容、方案与原理说明
1. 自控功能：实验室开启、关闭，实验室内负压压力梯度控制，状态显示，运行记录和报警等功能。
2. 系统启停
启动：主管路密闭阀—排风机—送风机——空调系统

停止：空调系统—送风机—排风机—主管路密闭阀
3. 送风机与排风机连锁控制，启动时先开排风再开送风，停止时顺序相反
4. 新风风阀与送风机连锁控制，风机停止时自动关闭新风阀。
5. 送风机采用变频器控制，恒定送风量。
6. 排风机一备一用，发生故障时快速自动切换，不影响实验室内的压力。
7. 过滤器堵塞状态监测 当过滤器两端的压差大于设定值时，发出报警信号，提醒清洗或更换过滤器。
8. 实验室负压控制 实验室送风采用定风量阀门控制，恒定送风量，控制器根据实验室内压力变化，自动调节排风阀门开启的角度来精确控制室内的压力。
9. 生物安全柜启停 排风管路与生物安全柜之间采用密闭式连接，每个安全柜排风风阀与安全柜连锁控制，保证实验室内压力稳定。
10. 温湿度控制
空调系统采用管路式空调机组；
新风系统设置预加热和二次加热，根据实验室内的温度变化无级调节电加热功率
加湿系统采用电极加湿系统，根据室内湿度变化进行无级调节
11. 风机手/自动状态、运行状态、故障报警监测
12. 当系统出现故障时，发出声光报警。
13. 记录各种参数、状态、报警、运行时间、趋势图、动态流程。
三） 控制系统清单及点表
中国医大BSL—3实验室BAS清单及信息点表

点类型

所需监控内容
输
入
输
出
BA系统监控设备名称
设备型号
设备数量
DI
AI
DO
AO
风机手/自动状态
1

风机运行状态
3

风机启/停状态
3

风机故障状态
3

转速表
ZN-48
3
过滤器状态
4

压差开关
QBM81—5
4
送风机启/停控制

1

排风机启/停控制

2

空调系统启/停控制

1

主管路密闭阀控制

2

排风阀控制

6
6
风阀执行器
GBB161.1E
6
温度控制

1

1
温湿度传感器
QFN9160
1
湿度控制

1

1
温湿度传感器
QFN9161
2
送风管路静压控制

1

1
压力变送器
QBM65—10
1
变频器控制

1
变频器
MicroMaster421
1
实验室压力

6

压力传感器
QBM65—10
6
故障报警

10

防火阀控制

2

生物安全柜启停
6

合计
20
9
24
10

11.防气流倒灌系统：
三级生物安全防护实验室新排风设制电动密闭阀（连锁送排控制）风机以防止关机时空气回流。并能封闭消毒。
12.实验室物品进出：

实验操作所需的物品、器械等通过洗涤洗涤间与准备室相连的不锈钢传递窗（窗内带消毒灭菌灯）进入；实验废弃物及污染物操作室内的高压消毒锅消毒后通过不锈钢传递窗递出经双扉高压消毒锅二次消毒后处理。
12.门禁系统、监控及对讲系统：
一）门禁系统
智能门禁系统由主机、读卡器、电锁、通讯转换器组成，读卡方式属于非接触式读卡方式，持卡人只要将卡在读卡器附近（5—15厘米）快速晃动一下，读卡器就能感应到有卡并将卡中的信息发送到主机，主机检查卡的合法性，然后决定是否进行开门动作。整个过程只要在有效的刷卡范围内均可实现门禁管理功能。读卡器安装在门外不影响其工作，感应卡为只读属性，不易复制安全可靠。并通过通信转接器（R485）与电脑连接进行实时监控（可由电脑发出指令开/关所有的门，并实时查看所有门的状态）、数据处理、查询、报表输出等。
1.系统主要功能
1. 刷卡记录 当人员进/出门时许持卡在读卡器前进行读卡，读卡器将获取的信息传到主机，主机判断是否合法是否发出开门指令。同时主机会将刷卡的日期、信息、时间等数据保存以供查询。
2. 控制中心 通过电脑课分部门建立员工资料库，定期或实时采集进出资料，主机的各种参数均可由电脑进行设置。

3. 多级管理 本系统能很方便的实现多级管理功能，通过电脑课设置每张卡的出入权限、时间范围、节假日等限制。
4. 使用安全：密码保护的进入程序，避免非授权人员操作和篡改数据。保证您数据的安全性和可靠性。
5. 系统扩展性好，具有联网功能，您可以随时以低成本升级增加新的控制门
6. 附带办公考勤管理功能
2.系统基本配置
读卡器： 通过射频感应原理，识别感应卡内置加密卡号。
感应卡：存储用户的不可复制和解密的ID号。
门禁控制器：存储感应卡权限和刷卡记录，并中央处理所有读卡器上传信号，负责和计算机通讯和其他数据存储器协调，配合管理软件的智能处理中心。
电锁：电动执行机构。
485/232信号转换器：对所有数据存储器进行联网和远距离通讯。
管理软件：通过电脑对所有单元进行中央管理和监控，进行相应的时钟、授权、统计管理工作。
开门按钮：出门可以设置为按按钮出门。
电源：提供系统运作电源和电锁的执行结构的电源供应。
二）监控系统
1、设备性能：数字硬盘录象机

1）多画面监视 可以1、4、7、9、10、16个画面进行分屏，即可同时显示1~16通道影像。也可以全屏显示某一路摄像画面。
2）画面色彩调整 可以调整各个通道画面的亮度、对比度、饱和度及色调。
3）状态显示 显示系统当前时间，硬盘录像空间的使用情况，网络连接状态，各通道的录像状态。
4）用户管理 可以在服务端设置允许访问的本地和远程用户组或者用户，并实现多级权限管理。
5）系统参数设置 用户可以根据需要设置视频及音频的码流，设置录像方式（多播和点播），以及开通或关闭通道的远程传输功能。
6）云台镜头控制 可以对安装云台的通道进行控制，如控制镜头的上下左右转动及聚焦，设定镜头在某个位置的停留时间等。
7）切换矩阵控制 可外接视音频切换矩阵，为每一路监视通道选择摄像画面，还可以设 定时间间隔自动巡视多个镜头画面
8）传感输入/报警输出控制 可以设置传感器的类型，以及报警器与传感器的对应连接关系。可设置报警联动动作。
9）全中文图形操作界面，支持多种外设，支持数字硬盘录像软件升级

松下WV-CF212基本性能：
水平分辨率为480线。
*  在F1.4 (广角)条件下的最低照度为2 勒克司， 在20 IRE或20IRE以上的条件下为1.2 勒克司。
*  信噪比为50分贝。
*  内置2倍变焦镜头(2.9～ 6.0 毫米)。
*  具有200度旋转和150度可调倾斜角。
*  电子快门：1/50 ～1/10,000秒。
*  内光圈水平校正。
*  具有先进数码配置的背光补偿(BLC)功能。
*  配有电视监视器接口，用于镜头角度设定的特写镜头检查。
*  具有与松下系统产品同步的垂直驱动(VD2)功能。
WV-CF202
产品介绍:
结构紧凑直径为135mm的彩色半球摄像机适合室内应用.
水平分辨率为480线.
最低照度为1.2Lux(F1.4,20 IRE)
信照比为50dB
内置光圈水平(锐利/柔和)校正.
可安装在现在的标准电子接线盒中.
兼容24V AC/12V DC电源,可适应各种领域的应用.

监控图：

三）对讲系统：
十路对讲主机型号LB-10L功能简介：
1、 十路主机可监听分机(保密分机除外)
2、 主机能呼叫分机并和分机半双工对讲 。
3、 主机有报警输出口，可外接话筒，并有录音输出接口。
4、 主机与分机间是无极性的N+1芯线连接。
安装说明：分机与主机的接线：
14.实验室给排水系统：
实验室半污染区高压洗手池的安装感应水龙头，给水管上的电磁阀与水龙头上的感应器连锁，感应器打开出水时电磁阀也打开，关闭时则也关闭，不会产生上水回流；洗手池下水、洗涤消毒间排水、淋浴室排水均用封闭管道接至污水处理装置经消毒处理后排
放。
污水处理装置：
复合二氧化氯发生器（专利号：ZL93111202.8；ZL01215960.3）采用氯酸钠与盐酸为原料、负压曝气技术，现场制备以二氧化氯为主、氯气为辅的复合消毒液，以其较低的运行费用和良好的杀菌脱色效果；
◆反应原理：NaClO3+ 2HCl=ClO2 +1/2 Cl2 +NaCl + H2O
◆性能简介：
●独特的系统设计和多参数连锁控制，保证了设备的安全运行。
●叠加式微分反应器结构设计，活塞流式状态控制，防止了反应器内返混现象，确保了二氧化氯的高生成率和原料的高转化率。
●负压曝气工艺和缓冲系统设计,消除了二氧化氯气体的外溢，保证了突然停电、停水等意外情况下的设备安全。
●采用单片机技术、嵌入式技术、PLC技术构成的不同系列专用控制器,满足了客户对发生器控制的从开环随动、自动闭环到多方式远程集中控制的不同需求。
●受专利保护的特种材质反应器,保证了原料在最佳温度下反应，实现了反应产物的高收率。
◆使用原料：
氯酸钠：GB/T 1618-1995 工业氯酸钠一等品，含量≥99.0%；
盐 酸：GB 320-93 工业用合成盐酸一级品，含量≥31.0%。
◆工作条件：
□ 本系列产品适用于常压、投加管道长度小于200米条件下的水处理场所。
□ 设备间应备有动力水源（≥0.3MPa）、电源（380/220VAC）、有效排水管渠、良好通风条件,室内温度不低于10℃，原料贮存环境温度不低于0℃。
◆性能参数表
型号
有效氯产量（g/h）
加热管功率（Kw）
动力水
消毒剂投加管径(DN)
设备重量
(kg)
设备外形尺寸
（L×B×H）
管径(DN)
压力（MPa）
HTF908-500
500
0.5
25
≥0.25
32
92
830×500×1100

15.实验室气体管道连接：三级生物安全防护实验室CO2气体系统，安装实验用不锈钢气管、接头、阀门，以避免仪器用气的钢瓶放入实验室操作区内。
16.数据传输系统：三级生物安全防护实验室内安装网络线、电话、传真线以便实验数据能传至室外。三级生物安全防护实验室内安
装消防感烟报警，与大楼消防报警系统连接。
17.配电系统形式及配置：
1）系统形式为TN—S 220V/380V 3Φ5W双路电源配电系统，采用专用馈线供电设总配电箱一台。送排风专用连锁启动、停止设动力配电箱1台，控制送排风风机及连锁备用风机。照明控制箱一台，控制实验室照明、插座、生物安全柜、电子灭菌灯。实验室照明全部采用气密式净化灯具，吸顶安装，同时每个房间有至少一组净化灯带应急电源。实验室每个出口处设置发光的指示标志。
2）根据P3生物安全实验室规范要求，实验室供电系统配置二路供电在线UPS电源。当实验室供电系统断电时，UPS电源及时提供实验室所需电量，保证实验室排风机组、送风机组和实验室设备供电。避免实验室压力不平衡和实验室设备出现安全问题。
18.室内各用电点位置及高度在施工时均可按用户要求调节。 其它各电气线路均穿管敷设在彩钢板吊顶上和夹芯层内。