VOLAB關(guān)于生物安全實驗室通風空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計有很深的研究，現(xiàn)以中國疾病預(yù)防控制中心P3實驗室設(shè)計方案實例，在加上十多年的P3實驗室建設(shè)的實踐經(jīng)驗，為大家設(shè)計全新的生物安全實驗室通風方案。在這個滿世界呼吁安全實驗室的階段，眼下實驗室的安全措施的確是最為人所關(guān)注的 。

為了保證P3實驗室各房間（尤其在有全排風的Ⅱ級生物安全柜的實驗室房間）的負壓和壓力梯度，通常有以下四種設(shè)計方案：

一、房間送、排風均為變風量

即安全柜開、停時，自動調(diào)節(jié)該房間的送、排風風量，使實驗室各房間負壓和壓差梯度保持不變。從原理上來說此方案實為最理想的方案，即節(jié)能又合理。但由于在安全柜開、停時，整個系統(tǒng)的總風量和壓力需要重新調(diào)節(jié)和平衡，而且存在多個變量和多個控制對象以及倒相等問題，因此實現(xiàn)自動控制比較復(fù)雜，難度較大，投資成本也高，因此很少采用。

二、房間送風為定風量、排風為變風量

采用此方案，通常安全柜的排風風管直接接在排風總管上，與房間的排風分開，即不受房間排風變風量風閥的約束，安全柜啟用或停止時通過變風量風閥，自動調(diào)節(jié)房間排風量的大小，以維持室內(nèi)壓差不變。實質(zhì)上調(diào)節(jié)房間排風量的大小，也就是在安全柜啟用或停止時維持房間的總排風量不變。因此系統(tǒng)的總送風和總排風風量也不變，系統(tǒng)始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，自動控制實現(xiàn)起來比較容易，投資也較省，應(yīng)用較廣。但要注意由于變風量風閥調(diào)節(jié)具有滯后性，安全柜的啟、停過程可能會使室內(nèi)壓差和壓力梯度引起的波動，甚至有倒灌的可能，必須采取有效措施加以防范。

三、 房間的送風、排風均為定風量

采用此方案，通常生物安全柜的排風風管直接接在該房間的排風支管上，安全柜的排風和房間的排風，同時受同一個排風定風量風閥的約束，使得安全柜在啟用或停止時，通過排風定風量風閥維持房間總的排風量不變。因此在安全柜啟用或停止時，對房間的壓差和壓力梯度基本無影響，系統(tǒng)非常穩(wěn)定，控制也很簡單，投資最省，屬目前最流行，采用最多的方案之一。該方案在設(shè)計時要注意房間風量要留有足夠的余量，以避免安全柜啟動時發(fā)生“倒灌”現(xiàn)象。

而在同一個房間的排風上即使用變風量閥，同時又使用定風量閥；我認為是畫蛇添足，不但沒有必要，反而會相互干涉和影響，還可能引起系統(tǒng)的波動或不穩(wěn)定。

四、通風系統(tǒng)與備用風機問題

如何才能做到在工作的排風機發(fā)生故障時，備用排風機能自動啟動并能保證系統(tǒng)不間斷地正常運行呢？目前，據(jù)我所知，現(xiàn)有的P3實驗室大多還不能做到規(guī)范中提出的要求；這是由于判斷風機故障，以及備用風機的啟動和電動風閥動作的滯后（一般電動風閥動作時間為90秒，快速電動風閥動作也在15秒以上）特性，僅*增加一臺排風機，即一送二排，排風機一主一備，很難真正做到“不間斷跟進”（即當工作的排風機發(fā)生故障時，備用排風機自動跟進，系統(tǒng)能不間斷地維持負壓和壓力梯度；生物安全柜也能不間斷運行）。除非在風機發(fā)生故障之前就能作出判斷，而提前啟動備用排風機。

因為當只有一臺正在工作的排風機，一旦發(fā)生故障時，其系統(tǒng)排風的動力或壓頭就會立即消失，排風風量急劇減少，即使立即停送風機和生物安全柜的排風機（否則室內(nèi)極有可能產(chǎn)生正壓和“倒灌”，這就相當于，在停機時，先停排風機后停送風機一樣會出現(xiàn)正壓，非常危險），然后再利用備用排風機重新啟動系統(tǒng)；這個過程至少也在十秒鐘以上，這期間室內(nèi)可能已經(jīng)失壓或出現(xiàn)正壓了！因此一臺送風機二臺排風機的方案不可行！

另外，一旦假設(shè)送風機發(fā)生了故障又怎么辦呢？VOLAB設(shè)計方認為；在P3實驗室通風系統(tǒng)中，送風機也應(yīng)設(shè)有備用。因為送風機一旦發(fā)生故障，排風機也必須停。否則，過大的負壓會對實驗室內(nèi)的維護結(jié)構(gòu)造成一定的破壞，或?qū)Ω咝А嶒炘O(shè)備產(chǎn)生不良影響。

VOLAB實驗室建設(shè)設(shè)計師提出；在一送二排的基礎(chǔ)上再增加一臺送風機和一臺排風機，即二送三排，排風機為二用一備。這樣就能做到在工作的二臺排風機其中一臺發(fā)生故障時，另一臺備用排風機自動“不間斷跟進”，保證在切換過程中，室內(nèi)的負壓和壓力梯度不被破壞，整個系統(tǒng)就能不間斷地正常運行。

因為當二臺并聯(lián)的排風機同時工作，其中一臺排風機發(fā)生故障時；由于還有一臺排風機仍在工作，其動力或壓頭還能繼續(xù)維持，雖然系統(tǒng)的排風風量也會逐漸減少，但短時間內(nèi)由于有定風量閥的作用，室內(nèi)的負壓和壓力梯度還不會立即發(fā)生變化，從而保證了系統(tǒng)不間斷地正常運行。

通過VOLAB設(shè)計方在兩個P3實驗室項目上的實踐證明，二送三排系統(tǒng)即使在其中一臺工作的排風機發(fā)生故障，另一臺備用排風機自動跟進時，系統(tǒng)的壓差和壓力梯度非常穩(wěn)定，效果甚佳。

在二送三排系統(tǒng)中，一旦兩臺送風機其中一臺發(fā)生故障時，也能切換為一送一排方式使系統(tǒng)繼續(xù)工作。一送一排系統(tǒng)配以二位定風量閥，仍然可以維持室內(nèi)負壓和壓力梯度，或作為值班系統(tǒng)使用，從而又可省去另外再單獨設(shè)置的值班系統(tǒng)，使系統(tǒng)更簡單，更節(jié)能，更安全可*，投資也更省。

可以看出在二送三排的通風系統(tǒng)中，送風機還是沒有真正意義上的備用風機。即當兩臺在工作的送風機其中一臺發(fā)生故障時，也只能切換為一送一排方式繼續(xù)工作，以維持室內(nèi)負壓和系統(tǒng)的壓力梯度。此時生物安全柜可能會由于風量或壓頭不夠而不能繼續(xù)正常工作。

要做到無論是有一臺排風機；還是一臺送風機發(fā)生故障時，系統(tǒng)和生物安全柜都能不間斷地繼續(xù)工作，只有三送三排才能徹底解決問題，因此對要求較高的P3或者P4實驗室最適宜采用三送三排通風系統(tǒng)方案。

究竟選擇以上那一種通風系統(tǒng)方案，應(yīng)根據(jù)操作對象的危害程度和具體要求來選用。實際上，設(shè)置備用風機的目的是為了實驗室更加安全可*。否則不設(shè)置備用風機，采用一送一排，當主風機故障時，利用值班系統(tǒng)作為備用自動跟進；或者*生物安全柜的排風機維持負壓，也可保證工作人員安全，也并非不可。若增加了備用風機，而在排風機故障時，仍然不能做到不間斷地繼續(xù)正常工作，實際上也就毫無意義了。

關(guān)于生物安全柜的排風機是否也需設(shè)有備用風機？VOLAB設(shè)計方認為；若安全柜排風直接排到室外，即為獨立系統(tǒng)，則有必要；若接在系統(tǒng)的排風管上，則不需要，因為即使在生物安全柜運行時，其生物安全柜排風機發(fā)生故障，由于主排風機在工作，安全柜內(nèi)仍能維持負壓。

由于P3實驗室的危險性和行業(yè)的特殊性，因此對設(shè)計人員的專業(yè)知識要求較高。設(shè)計人員不但要熟悉生物安全要求；還要精通空調(diào)通風和凈化，尤其是要有負壓系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)驗；更要懂得負壓系統(tǒng)自動控制的原理，即對自控的硬件（變送器、執(zhí)行器，和監(jiān)控布點等）和軟件（如編寫程序、對監(jiān)控參數(shù)的分析和故障應(yīng)急處理）非常熟悉，這樣才能設(shè)計出既安全可靠，又經(jīng)濟實用的生物安全實驗室。

VOLAB在與許多設(shè)計師接觸時，發(fā)現(xiàn)他們的專業(yè)知識比較狹窄，有的沒有生物安全的概念，或無負壓系統(tǒng)設(shè)計的經(jīng)驗，更有大多數(shù)對自動控制一竅不通，因此設(shè)計無從下手，倉促上陣，必然會造成不必要的浪費或留下隱患，VOLAB就這些問題加以改建，設(shè)計出了一套屬于自己的智能化實驗室建設(shè)方案，在原有的高效節(jié)能之余更增加了其安全性，讓工作人員在安全，舒適的環(huán)境下工作。