高等生物安全實驗室設計難點剖析
在設計實踐時,實驗對象流線成為第一個難點。“盒中盒” 體系模型決定了實驗區在整個建筑的最中心,實驗動物如何進入實驗區域以及如何把控整個穿行過程中存在的生物防護風險成為首先需要解決的問題。除結構、機電等各專業本身可提供的技術手段外,建筑專業首先需要解決的是復雜的流線設計:相較于多數已建成生物安全實驗室,常規實驗室的實驗對象多為實驗鼠等較小型實驗生物,而該項目為 ABSL-4 生物安全實驗室,因此實驗對象除常規實驗鼠等小動物外,還包含諸如豬、牛、羊等大動物實驗體,這無形中提高了運輸過程有害生物因子外溢的風險。因此,確定整體功能框架及流線邏輯成為項目設計的首要任務。設計之初,對于工藝流程國內并無可查先例,設計團隊在結合 “盒中盒” 模型框架的基礎上,針對于該項目中實驗對象體型較大等特點,創造性地提出了 3 套獨立流線體系的設計構想。在此邏輯之下,將常規的 “人員流線 + 物品流線” 模式,升級為 “人員 + 動物 + 實驗物品”3 條獨立流線的模式。結合大動物的運輸特點以及生物安全防護要求進行流線設計,具體設計要點如下:
動物流動的起點是裝卸點,終點是尸體處理場。卸貨區為防止動物逃竄,空間設計應合理,同時還要容納車輛或拖車卸貨的需要,并設置一些遮擋風雨的措施。
從卸貨區開始,動物要進入氣密過渡室。氣密過渡室將成為外部環境和潔凈走廊之間的一道緩沖,進入氣密過渡室需要保持清潔走廊區到防護空間的參考氣壓,這一入口點同樣是進入防護設施的人員接收潔凈動物的地點。
由于本項目實驗對象中多為大型動物,因此,還必須考慮到排泄物的清理,如卸貨到坡道、氣密過渡室、清潔走廊等地點。在設計中,必須考慮到清潔流程、排水管網位置、衛生和消毒系統的管道分布。
潔凈走廊中動物的移動由門來控制,為減少動物逃竄,入口氣密過渡室應當安排出單一的通道,使用門堵住動物的退路。有些設施里還安排了適應區,讓動物能夠適應從建筑外部環境調整到建筑內部環境的變化。
一旦動物被感染,則只能通過氣密門從存放室轉到污染走廊。污染走廊也要有和清潔走廊門一樣的設施,更好地運送感染疾病的、死亡的或者麻醉的動物。污染走廊應連到尸檢室,最后,需要對動物尸體進行消毒處理。
同時,位于首層的 ABSL-3 及 ABSL-4 實驗室中的實驗設施在設計上也單獨考慮了動物的進出通道,健康動物由實驗室西側動物入口進行清洗消毒后通過緩沖間進入實驗區內環廊,實驗室內環廊設置大動物不銹鋼隔柵門,用于引導動物進入所要求的動物實驗室。在動物經過通道上配置動物糞便清洗、消毒設施。動物實驗完畢通過解剖室解剖處置后,堿裂解處理。
動物生物安全實驗室的門開啟方向應向內。ABSL-3 實驗室緩沖間門和 ABSL-4 實驗室化學淋浴室兩側門均向外開,即外側門開向半污染區,內側門開向動物安全核心實驗室。
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