PCR實(shí)驗室又稱(chēng)為基因擴增實(shí)驗室，利用分子生物學(xué)技術(shù)， 通過(guò)放大 DNA 片段，也可以看做是生物體外的特殊 DNA 復制。利用基因追蹤系統，掌握人體內部的病毒含量，此種試驗的精確度可達到納米級別。PCR 實(shí)驗室對溫度沒(méi)有嚴格要求，從實(shí)驗室人性化考慮，人體溫度在環(huán)境溫度（18℃～25℃，相對濕度: 50%），人體感覺(jué)比較舒適。因此，PCR 實(shí)驗室應通過(guò)各種措施，保證環(huán)境溫度、濕度控制在一定范圍之內。
平面布置
目前，國內的二級醫院基本上都在積極開(kāi)展基因擴增檢查實(shí)驗室項目，PCＲ 實(shí)驗室的設計與建設越來(lái)越受到醫學(xué)界的重視。根據實(shí)驗流程，房間功能分別為樣品準備區，標本制備區，基因增擴區，物產(chǎn)分析區幾個(gè)區域，規范對此區域沒(méi)有潔凈度的要求，如果此區域采用空調凈化，可以采用十萬(wàn)級凈化潔凈度。
實(shí)驗室布局
主試驗區功能劃分
標準實(shí)驗室建筑平面布置應該包括一個(gè)公共走廊，四個(gè)相鄰的功能試驗區域，每個(gè)試驗區設置獨立的緩沖區，通過(guò)不同的壓差控制，來(lái)避免房間空氣串聯(lián)，造成二次污染。
主試驗區功能劃分
為了防止室外的污染源進(jìn)入潔凈區而使室內壓力高于潔凈區外部的壓力，潔凈區的壓力成為正壓潔凈區; 反之，為了防止潔凈區內的污染源擴散至實(shí)驗室外部，而使內部的壓力低于外部的壓力，這種實(shí)驗室成為負壓潔凈區。所以潔凈室的正負壓是相對而言的，主要看每個(gè)實(shí)驗室的壓力相對大小。PCＲ 實(shí)驗室有嚴格的壓力梯度，就有嚴格的氣流方向。
相鄰主實(shí)驗區之間壓差取值 5 Pa，試驗區與緩沖間壓差取值5 Pa; 主試驗區壓力梯度及氣流方向為: 試劑準備區、標本制備室、擴增區、產(chǎn)物分析區、測序室，壓力梯度不能混亂，氣流方向不能出現滯留或倒流。同時(shí)各個(gè)區域的緩沖間與主試驗區壓差為+ 5 Pa，防止試驗區的污染氣流流向非污染區。
按照規范十萬(wàn)級凈化區可取 15次/h ～ 25次/h 換氣次數，文中次數按照 15次/h 取值。?
人物分流
所謂人物分流，就是實(shí)驗員跟試驗物品各行其道，避免互相交叉。
試驗品通過(guò)主試驗區的傳遞窗，通過(guò)一個(gè)流程，完成實(shí)驗物品的實(shí)驗過(guò)程。試驗人員通過(guò)公共走道及緩沖間達到不同試驗區域。
試驗區溫度控制
試驗區溫濕度
對于實(shí)驗室的溫濕度控制，應從兩個(gè)方面綜合考慮:
第一方面，從試驗工藝的要求考慮，個(gè)別試驗程序對于實(shí)驗儀器、試劑的要求嚴格，需要恒溫恒濕控制。
第二方面，潔凈區的換氣次數遠大于常規試驗室，處于對于實(shí)驗人員舒適度的考慮，實(shí)驗室的溫度應控制在 18℃ ～ 25℃，夏季濕度控制在50% ～ 70%，冬季濕度控制在30% ～ 50% 。
綜合以上兩方面的要求，實(shí)驗室可以得出適當的溫度與濕度。
溫度與濕度的控制
控制方面編制出管理程序，把實(shí)驗室的溫濕度控制在合理的范圍內。通過(guò)對溫濕度的監控，并對環(huán)境溫度與濕度做好記錄，各項指標偏離要求時(shí)，自控系統能很好的調節閥門(mén)開(kāi)度與加濕機與除濕機的工作狀態(tài)。
空氣處理過(guò)程
通風(fēng)系統流程
PCR實(shí)驗室通常采用非單向流送風(fēng)方式，所謂非單向流，指氣流流線(xiàn)方向不平行，風(fēng)速也不一致。非單向流的氣流組織方式有上送下回式、上送下側回式、測送下回式、上送上回式、PCR實(shí)驗室一般采用上送下回式。上部送風(fēng)依靠高效送風(fēng)口進(jìn)入房間，下部回風(fēng)依靠每個(gè)房間的對稱(chēng)分布的排風(fēng)柱下部的排風(fēng)口排風(fēng)。
新風(fēng)從室外進(jìn)入處理機組，經(jīng)過(guò)粗效、中效、亞高效、表冷（熱）段、噴淋段（加濕）幾個(gè)處理過(guò)程，最終進(jìn)入潔凈室。
排風(fēng)分為全面換氣與局部排風(fēng)兩部分，全面排風(fēng)口一般位于排風(fēng)柱的下部，設可調帶過(guò)濾網(wǎng)的百葉風(fēng)口，送風(fēng)口采用高效過(guò)濾送風(fēng)口。局部排風(fēng)為房間設置Ⅱ級 B2 型生物安全柜的局部排風(fēng)，柜面風(fēng)速要求不小于 5 m/s，生物安全柜獨立設置排風(fēng)系統，排風(fēng)口要求設置在建筑物的屋面上，生物安全柜排風(fēng)管與所在室內的全面排風(fēng)互鎖，局部排風(fēng)與全面排風(fēng)不能同時(shí)開(kāi)啟。
新風(fēng)機組與排風(fēng)系統都采用變頻系統，以應對不同變風(fēng)量處理過(guò)程。
圖 1 通風(fēng)系統流程圖
空氣過(guò)濾要求:
實(shí)驗室的送風(fēng)經(jīng)過(guò)凈化過(guò)濾，需達到國家規范要求，實(shí)驗室完工后，需經(jīng)過(guò)測定送風(fēng)顆粒物的濃度。顆粒物濃度不小于0.5μm，過(guò)濾效率 95 ＜η＜99.9，阻力不大于120Pa，處理效率為大氣塵計數效率，滿(mǎn)足此要求，可達到PCR實(shí)驗室室內處理空氣標準，方可滿(mǎn)足實(shí)驗室使用要求。
整體實(shí)驗室通風(fēng)流程見(jiàn)圖1。
夏季制冷量計算
PCR實(shí)驗室不允許有回風(fēng)狀態(tài)，所以實(shí)驗室為全新風(fēng)系統。夏季新風(fēng)不僅承擔室內圍護結構冷負荷，同時(shí)還要承擔大風(fēng)量換氣所帶來(lái)的大量新風(fēng)負荷。夏季室內溫度可以控制在26℃，濕度控制在50% ; 室內的夏季冷負荷可根據圍護結構計算。對于全新風(fēng)系統，空氣處理的過(guò)程見(jiàn)圖 2。?
圖 2 全新風(fēng)空氣處理過(guò)程
根據焓濕圖可查出出風(fēng)狀態(tài)點(diǎn) T1 的比焓值 H1，室內設計狀態(tài)點(diǎn) T2 的比焓值 H2，制冷量共包括以下三部分:
1)?新風(fēng)承擔室內冷負荷為:
?Q = G( H1－H2 )。
2)?新風(fēng)承擔自身的冷負荷，室外空氣進(jìn)入系統時(shí)焓值H3，排出時(shí)焓值
H4:Q = G( H3－H4 )。
3)?處理過(guò)程在噴水室中再加熱一次，此部分熱量需要冷源負擔:
?Q = G( H0 － H1 ) 。
潔凈區全新風(fēng)系統，本身風(fēng)量比舒適性空調風(fēng)量大很多，所以可以增加送風(fēng)溫差，盡量減小送風(fēng)量。
冬季制熱量計算
按照規范要求，潔凈區不得采用散熱器及地暖等方式冬季供暖PCR實(shí)驗室冬季通風(fēng)方式屬于全面通風(fēng)，設置機械送風(fēng)，同時(shí)依靠機械送風(fēng)的方式給房間供暖。設置機械送風(fēng)系統時(shí)，應對房間進(jìn)行熱平衡計算。
1 、全面通風(fēng)應注意的原則
1) 全面通風(fēng)的進(jìn)排風(fēng)要避免有大量熱、濕或有害物氣流流入作業(yè)地帶或者人員經(jīng)常停留的地方。
2)PCR實(shí)驗室的正負壓要依靠送風(fēng)、排風(fēng)的控制來(lái)實(shí)現。
3) 排風(fēng)口位于房間下部，其至地板高度不得大于150 mm。
4) 實(shí)驗室不得出現排風(fēng)死角。
5) 此種送風(fēng)與供暖相結合的方式，送風(fēng)溫度不得低于35℃，不得高于70℃，具體送風(fēng)溫度需經(jīng)過(guò)嚴格的全面通風(fēng)公式計算得出結果。
2、 風(fēng)量平衡計算
通風(fēng)房間內，單位時(shí)間內進(jìn)入房間的風(fēng)量等于單位時(shí)間排出房間的風(fēng)量，這被稱(chēng)為風(fēng)量平衡，這時(shí)，室內外壓差為0。如果機械進(jìn)風(fēng)量大于機械排風(fēng)量時(shí)，室內的壓力升高，處于正壓狀態(tài); 反 之，如果機械進(jìn)風(fēng)量小于機械排風(fēng)量時(shí)，室內壓力低于外部壓力，室內處于負壓狀態(tài)。
當房間處于正壓或負壓狀態(tài)時(shí)，空氣會(huì )通過(guò)房間不嚴密的縫隙或者窗戶(hù)、門(mén)縫滲透到室外，這種滲透到外部的空氣量，稱(chēng)為無(wú)組織排風(fēng)。PCR實(shí)驗室設計中，要使潔凈度要求較高的房間保持正壓，同時(shí)，產(chǎn)生污染物的且不能溢流到室外的房間保持負壓狀態(tài)。
風(fēng)量平衡計算的公式為:
3、?熱量平衡計算
要使通風(fēng)房間溫度保持不變，必須使室內的總得熱量等于總失熱量，保持室內熱量平衡，即熱平衡計算。因為采用機械送風(fēng)加熱系統對室內進(jìn)行供熱通風(fēng)，因此，冬季室外參數采用供暖室外計算溫度，而不能采用冬季通風(fēng)室外計算溫度。PCＲ 實(shí)驗室沒(méi)有明確規定設計溫度，由于實(shí)驗人員室內操作儀器，不宜穿著(zhù)太厚，則冬季室內溫度一般要求控制在22℃，濕度控制到40%，人體舒適度較好，如果實(shí)驗室內有精密儀器，要求更高的溫濕度，則以測量?jì)x器的溫濕度來(lái)計算通風(fēng)溫度、濕度。
實(shí)驗室送風(fēng)溫度必須通過(guò)熱平衡公式計算:
冬季空調送風(fēng)量往往采用與夏季相同的送風(fēng)量，冬季送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的含濕量按照下面公式確定:?
系統總的加熱量由下面的公式確定:
冬季空調總的加濕量可采用絕熱加濕方法，也可采用噴蒸汽的等溫加濕方法。采用絕熱加濕的方案時(shí)，對于要求新風(fēng)比較大的工程，或是按最小新風(fēng)比而室外設計參數很低的場(chǎng)合，都可能使進(jìn)入設備時(shí)，發(fā)生凍結現象，因此，一般情況，先將空氣預熱，使預熱后的空氣在露點(diǎn)溫度以上。
結語(yǔ)
PCR實(shí)驗室通風(fēng)系統整體采用全面通風(fēng)的方式，同時(shí)也要考慮夏季與冬季的室內溫度工藝要求與舒適度要求。因此空調的送風(fēng)量、送風(fēng)溫度應進(jìn)行科學(xué)的計算方式，以避免實(shí)驗室潔凈度達到要求，溫濕度卻不能保證，對于實(shí)驗室的整體通風(fēng)效果是個(gè)重大失誤。
文章作者：山西省建筑科學(xué)研究院? 撖文輝
文章來(lái)源：《山西建筑》
