东莞万级 gmp洁净厂房施工 生物安全gmp洁净实验室

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生物安全实验室结构形式
一、现浇钢筋混凝 土抗震墙结构
国内外生物安全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安全实验室相对采用较为广泛，同时也是《生物安全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**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。
对于生物安全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安全实验室(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，针对生物安全实验室这样的设防类建筑较需要从严控制，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安全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；**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。
**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**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。

生物安全实验室的动物残体处理系统
1概述
根据处理动物残体的方式可分为碱水解、焚烧炉焚烧、高温高压处理、高温高压十焚烧炉焚烧四种方式。
2碱水解方式
国外机构对组织处理器处理动物残体的批准意见: (1)欧洲会科技筹划会于2003年4月11日采纳通过的终意见:在150°C下采用KOH或者NaOH进行碱水解3h，可灭活TSE，6h后未发现有性。(2) 加拿大食品监督局(CFIA)于2006年7月28日声明:在150C下采用KOH或者NaOH进行碱水解3h,可以显著杀灭TSE，碱的质量分数需大于9%。(3) 美国农业部(USDA) 要求: TSE感染的畜体应该采用碱性水解组织处理机或高温焚烧进行处理，只有无法采用掩埋方式时，才允许采用低温或开放式焚烧的方法对无感染的畜体进行处理。
2.1 BioSAFE组织处理器
1.工作原理
通过滑轨将要处理的动物残体吊人组织处理器篮筐中，关闭密闭舱门;向组织处理器内加入碱水(25%的NaOH溶液)，同时向夹套内通人蒸汽进行加热:加热过程中，通过循环泵对动物的**残体充分进行皂化，加热时间约4h,动物残体全部处理完毕:罐体废水进行酸碱中和处理，使pH值达到6~9;罐体内高温废水通过热交换器或冷水混合器降至排放温度。处理后的废水BOD为7万~9万mg/L (国家标准为300mg/L).CODc,约为1.5万mg/L (国家标准为300mg/ L)。处理后的固体废物(骨头) 通过推车排至室外。
2.生物密封方面的**特点
组织处理器与楼板连接处采用生物密封。生物密封是-一个在污染区和洁净区之间形成屏障的防护罩或闭锁结构，现场安装时必须进行压力泄漏测试，以验证生物密封性。门必须配有安全锁，保证完全密封。PLC的控制线穿过污染区须保证完全密闭。须由立的液压系统控制，防止交叉污染。根据污染物种类及操作流程，选用金属或者三元乙丙橡胶材料制作生物密封。金属生物密封圈的使用寿命至少为25年，可抵挡正面冲击。采用透明材料可方便观察罐体内部反应进程及清洁打扫。
2.2  BioMEER 组织处理器
1.工艺流程
组织处理设备既可垂直安装也可水平安装，采用的加热方式是夹套式，夹套内的热媒为循环热油，不会因为温度振荡冲击造成罐体的破坏。同时采用特的搅拌浆进行搅拌，双重的机械杆密封，并用电脑对搅拌和循环进行控制。
2.时间控制
完成整个工艺的时间控制如下:
(1)收集固体废物，30min。
(2)向罐体内加入水和化学药剂，15min.
(3)温度均匀，上升到150℃，45min。
(4)无搅拌情况下的水解时间，60min。
(5)每15min搅拌一次的水解时间，120min。
(6)连续搅拌时间，60min。
(7)冷却时间，60min.
(8)脱水/真空干燥时间，120min。
(9)干燥净化后无菌物质的清除时间，30min。
3.产品特点
(1)采用循环油加热，不会因为热冲击造成罐体破坏。
(2)能减少90%的臭气排放。
(3)组织处理机可以湿输出或干输出废料，推荐使用干输出。
(4)改进后的技术所需化学药品减少2/3，能源减半。

生物安全实验室污水消毒设备之连续式系统
3.1系统组成
连续式活毒废水处理设备的**装置是热交换器，设计上采用完全焊接的单管道热交换器。由于是完全焊接的，无法拆卸，保证了设备的安全运行。同时，单管道的构造使得废水在管道中始终沿一个方向流动，如果管道阻塞，流速就会下降，此时设备会自动启动清洁程序。热交换器管道接口采用旋转熔接，能够保证较好的光滑度和强度，防止泄漏且有助于管道清洗。
在整套工艺设备中需要设置阀门，普通的蝶阀或球阀内部都有转动结构，关闭时废水会留在小孔或缝隙内无法清洗，造成污染。所以设计上选用隔膜阀，其阀体和转动轴之间没有密封圈，不会存在液体滞留和泄漏的风险。设备的感温装置安装在一个保护套中，探头与废水没有直接接触，避免了污染。整套设备全部采用SAF2507合金。SAF2507 合金由25%铬、4%钼和7%的镍构成，具有较强的抗氯化物、抗酸腐蚀的特性，以及较高的导热性和较低的热膨胀系数。此外，SAF2507 的焊接性很好，可以通过的设备进行焊接。
3.2工作原理
三、生物安全实验室产生的含病原性微生物的废水经管道排到收集罐(级冲罐)内，再由污水泵(一用一备)提升到管式热交换器预热(处理过的高温废水回用作为热媒，将有毒废水从15~40℃提升到90℃左右，同时灭菌过的废水也通过交换器交换后降温到50℃排出)。通电加热到设定的温度后保温灭菌。因此此套活毒废水处理设备不需要的冷却装置，可以连续运行。
灭菌时间--般3~18min,灭菌温度可达到250℃。每一个灭菌周期完成后，系统自动使用80℃ 的苏打水净化设备管路，使用硝酸去除碳酸钙沉淀物，中和生物废水。用pH传感器计量排放前废水的pH值。另外，在污水处理间设一套自动软化水制水设备，用于净化清洗。处理过程是全自动的，各部分自动运转，并能根据储存罐内水位自动开关机。整个过程*人工操作。通过系统可以直接观察到设备每一个部件的实时运行状况。所有的资料都能被记录下来，并可随时调阅。
3.3优缺点
1.优点
(1) 安全性高:热交换器不属于压力容器，无建筑防爆要求，具有较高的建筑安全性。在正常情况下，废水能连续处理，限度减少收集罐内废水的储存量。罐内废水达到150L，处理程序启动。由于系统随机处理中的废水量较少(大约100L)，易于控制和处理突发事件，将环境影响降到。
(2)节能:由于不用冷却水，加热效率高，可大幅降低加热时间和能量损耗。单位水量能耗为其他产品的1/4。
(3) 节省空间:处理系统是一 套非常紧凑的设备。所有的部件均安装在同一个平台上，设备体积小。
(4)处理能力强:不需改动设备即可达到150℃及18min的大剂量处理能力，同时具备处理未知病原体的能力。根据需要，温度可达250℃。可自动调节的温度。
2.缺点
(1)初投资高，整套设备均须进口。
(2)故障应急措施不够完善，没有备用设备。
(3)为防止热交换器堵塞，对废水中的杂质要求较严。
(4) 要求供货商定期人力检修，上门维护。
4对析
连续式和序批式活毒废水处理的方法都是可行的，有各自的特点，在世界上不同的三、生物安全实验室都有工程实例。例如法国里昂生物安全实验室活毒废水处理采用的是连续式，美国某生物安全实验室活毒废水处理采用的是序批式，澳大利亚的生物安全实验室活毒废水处理既采用了连续式也采用了序批式，备有两套处理系统，使用时可以互相切换。
综上所述，序批式系统和连续式系统对于处理生物安全实验室废水，都是安全可靠的。但各有优缺点，在设计中应针对工程实际的特点，综合考虑，扬长避短。

PCR实验室各区功能及主要设备
（1）试剂贮存区：该实验区的主要功能是贮存和制备试剂。试剂和用于样品制作的材料应直接运送至该区，不得经过其他区域。试剂原材料必须贮存在本区内，并在本区内制备成所需的应用试剂，该区的主要设备是低温冰箱。
（2）标本制备区：该区域主要进行的操作为样本的保存、核酸(RNA，DNA )提取、贮存及纯化。该区的设备主要有生物安全柜、离心机、低温高速离心机、水浴箱、冰箱、微量振荡器等。
（3）基因扩增区：该区域主要进行的操作为DNA扩增，现已同时具备扩增产物分析的功能。主要设备有核酸扩增仪及电脑控制系统。
（4）产物分析区：该区域主要进行的操作为扩增片段的测定。
PCR实验室空调通风及净化
（1）实验室空调通风系统设计及压力控制各个区域之间应形成单向的物流，与气流，形成单向的保护屏障，避免实验室之间的相互干扰。
（2）采用机械通风系统，室外送风口和排风口应采取防雨，防风，防杂物防昆虫及其他动物的措施，送风口应远离排风口。排风系统应使用空气过滤器。
（3）PCR实验室并没有严格的净化要求，但是为了避免各个实验区域间交叉污染的可能性，宜采用全送全排的气流组织形式。 同时，要严格控制送、排风的比例以保证各实验室的压力要求。
（4）**工作间气压相对于相邻区域应为负压，压差宜不** 10Pa。在**工作间的显著位置，应安装显示房间负压状况的压力显示装置。
（5）实验室的排风应与送风连锁，排风先于送风开启，后于送风关闭。
（6）实验室应有措施防止产生对人员有害的异常压力，围护结构应能承受送风机或排风机异常时导致的空气压力载荷。
PCR实验室需要注意问题
（1）各区域的大小设置，应根据仪器设备数量和工作内容确定。一般要求试剂贮存区小，样本处理区，基因扩增及扩增产物分析区大小介于两者之间。
（2）试剂制备区，标本制备区设立紧急洗眼器，以备不时之需。实验室走廊内应设紧急洗置和紧急喷淋装置。
（3）PCR实验室的洁净度可以根据用户的实际情况和资金的投入来设计。
（4）应根据工作性质和流程合理摆放实验室设备、台柜、物品等，避免相互干扰、交叉污染，并应不妨碍逃生和急救。台(桌)柜和设备之间应有足够的间距，以便于清洁。
（5）实验室主的门应有进人控制措施。实验室应有生物危害标识，出口应有逃生发光指示标识。
（6）实验室内应配置内排式压力蒸汽灭菌器，以及其他适用的消毒设备。
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