バイオセーフティ実験室の換気および空調システムの選択は、封じ込めプロジェクトにおいて最も重要な決定の 1 つです。生物学、医学、健康研究の急速な成長に伴い、微生物研究、バイオテクノロジー開発、遺伝子工学、特別な外科手術病棟、生化学防御のためのバイオセーフティ研究所がさらに建設されています。 SARS以来、需要はさらに急速に増加しています。これらの実験室の換気要件は、システムの分割、機器のバックアップ、気流の方向、圧力制御、給気と排気の処理、およびシステム制御において通常の生物学的クリーンルームとは異なります。このガイドでは、BSL-3 および BSL-4 の HVAC システム設計と、購入者とエンジニアが機器を指定する前に確認すべき点について説明します。
バイオセーフティ研究所は、取り扱う生物剤のリスクと必要な保護措置に応じて 4 つのレベルに分けられます。レベル 1 の分離要件は最も低く、レベル 4 は最も高くなります。これらは通常、P1、P2、P3、P4、または BSL-1 から BSL-4 と呼ばれます。動物バイオセーフティ研究所では、ABSL-1 から ABSL-4 を使用します。通常、P1 および P2 ラボには非常に特別な換気要件がないため、この記事では P3 および P4 (BSL-3 および BSL-4) ラボに焦点を当てます。
1. 空調システムの形態
システムのパーティショニング
空調浄化システムの分割は、技術的、経済的比較を経て決定されるべきである。主な入力は、作業の危険レベルとフロアプランです。効果的な対策により、汚染と相互汚染を防止する必要があります。ほとんどの場合、賢明なパーティションを使用すると、自動制御や省エネ運転も容易になります。
再循環と完全外気の比較
レベル 2 の研究室では、空気を循環させる空調システムを使用できます。作業に化学溶剤、感染性物質、または動物実験が含まれる場合は、完全排気システムを使用する必要があります。レベル 3 およびレベル 4 の研究室では、メインの給気ダクトと排気ダクトに気密バルブを備えた完全外気システムを使用する必要があります。通常のファンコイルユニットやルームエアコンは、汚染または半汚染地域に設置してはなりません。動物バイオセーフティ研究所は GB 14925 にも適合する必要があります。実験動物の環境と設備.
排気HEPA濾過
レベル 3 およびレベル 4 の実験室からの排気は、排出する前にクラス B 以上の効率を持つ高効率 (HEPA) フィルターを通過する必要があります。最初の排気 HEPA フィルターは屋内の排気口に設置する必要があります。レベル 4 の実験室では、下流側に 2 番目の HEPA フィルターも必要であり、2 つのフィルターの間には少なくとも 500 mm が必要です。必要に応じて、2 番目のフィルターの代わりに高温空気滅菌器を使用できます。
フィルターの位置とメンテナンス
最初の排気 HEPA フィルターは排気出口に隣接する必要があります。ダクトや壁の空洞の奥深くに埋め込まないでください。フィルターとコンセントの両方で、フィルターを安全に交換できる必要があります。排気ダクトの正圧部分は人のいる部屋を通過せず、排気ファンは屋外の排気点の近くにある必要があります。各排気ファンには、対応するスタンバイ ユニット (デューティ/スタンバイ、1 対 1) が必要です。
排気量
排気量を詳細に計算する必要があります。実際には、合計には次のものが含まれる必要があります。
- 建物外壁からの空気漏れ
- 生物学的安全キャビネットからの排気
- 遠心分離機や真空ポンプなどの排気
漏れ検査と排出
レベル 3 およびレベル 4 の実験室には、現場での漏れ検査が可能となるように排気 HEPA フィルターを設置する必要があります。現場でリークテストをサポートできない場合は、代わりに専用の排気 HEPA 濾過装置を使用してください。気密バルブは、排気 HEPA フィルターと排気ファンの間に設置する必要があります。屋外の排気口には保護スクリーンとレインカバーを取り付ける必要があります。
調達メモ
サプライヤーの提案を比較するときは、フィルターの漏れテストと交換が実際にどのように行われるかを尋ねてください。図面上では準拠しているように見える設計でも、アクセスが不十分な場合は検証と維持にコストがかかる可能性があります。規格と受け入れ規則は地域によって異なるため、設計機関または地方自治体に要件を確認してください。
2. エアフローの構成
流れの方向。メイン実験室内の機器は、逆流や乱流を最小限に抑えながら、空気が「きれいな」空間から「汚染された」空間に流れるように配置する必要があります。ゾーン間では、空気は清浄エリアから半汚染エリアに移動し、次に汚染エリアに移動する必要があります。クリーンエリアには陽圧バッファ室を設ける必要があります。
給排気レイアウト。エアフロー パターンでは、通常、上部給気と下部排気を使用する必要があります。供給と排気の出口は、停滞ゾーンを最小限に抑えるように配置する必要があります。生物学的安全キャビネットの操作面やその他のエアロゾル発生場所の近くに空気出口を設置しないでください。
排気口の位置。HEPA の排気口は、部屋の中で汚染リスクが最も高い部分にある必要があります。障害物がない片側にある必要があります。吹出口の下端は床から 0.1 m ～ 0.15 m の高さで、上端は床から 0.6 m を超えないようにしてください。出口空気速度は通常 1 m/s を超えてはなりません。
応用のヒント。ほとんどのプロジェクトでは、HVAC 設計後に機器のレイアウトが最終決定されるときに、エアフローの問題が発生します。確認してくださいキャビネット、遠心分離機とオートクレーブの位置を早めに設定してください。わずかなレイアウト変更でも、意図した流路が妨げられる可能性があります。
3. 電気および自動化システム
電気システムと自動化システムは、換気および空調システムの信頼性とエネルギー効率を維持します。制御システムは、各領域で必要な圧力差を維持する必要があります。圧力勾配が安定するように、供給システムと排気システムは確実に連動する必要があります。
デューティ排気ファン グループに障害が発生した場合、スタンバイ グループが自動的に起動します。また、システムはメンテナンスをすぐに開始できるようにアラームを生成する必要があります。機器は自動制御と手動制御の両方をサポートし、制御パネルと表示パネルがクリーン エリアに配置されている必要があります。
運用コストを削減するには、圧力の安定性が損なわれない限り、可変空気量 (VAV) 設計が一般的に推奨されます。
調達メモ。サプライヤーに、ファンの切り替えや電源喪失など、テストした障害シナリオについて説明するよう依頼してください。また、アラームがどのように記録されるかについても質問してください。圧力傾向とアラーム記録は、試運転や監査中によく要求されます。
よくある質問
BSL-3 と BSL-4 の実験室換気の主な違いは何ですか?
-
どちらも、HEPA フィルター付き排気とメインダクトの気密バルブを備えた完全外気システムを使用しています。 BSL-4 の研究室では、さらに 2 番目の排気 HEPA フィルターが必要で、2 つのフィルターの間には少なくとも 500 mm の間隔が必要です。必要に応じて、高温空気滅菌器を 2 番目のフィルターと交換できます。
BSL-2 の研究室は循環空気を使用できますか?
-
作業に化学溶剤、感染性物質の取り扱い、または動物実験が含まれていない場合は、一般的にはいです。その場合はフルエキゾーストシステムをお勧めします。
バイオセーフティ実験室では空気はどちらに流れるべきですか?
-
空気は、清浄エリアから半汚染エリア、次に汚染エリアに流れる必要があります。正圧バッファー ルームは通常、クリーン エリアに配置され、システムは逆流と乱流を最小限に抑える必要があります。
なぜ排気 HEPA フィルターで現場での漏れ検査が可能になるのでしょうか?
-
リークテストにより、フィルターとそのシールが設置後および交換後に意図したとおりに機能していることを確認します。現場で対応できない場合は、専用の排気HEPA濾過装置を代わりに使用するのが一般的です。
バイオセーフティ研究所の HVAC サプライヤーを比較する際、購入者は何を確認する必要がありますか?
-
排気量の計算、フィルターへのアクセスとリークテストの規定、スタンバイファンロジック、圧力インターロック戦略、アラームログを確認してください。また、適用される現地の基準と受け入れ手順も確認してください。
結論
P3 および P4 研究所では、人や環境に非常に有害な病原微生物を扱います。バイオセーフティ実験室からの病原体の漏出が報告されており、換気および空調システムの品質は実験室の安全性に直接影響します。
したがって、システムは、病原菌による屋内および屋外環境の汚染を防ぐための信頼できる対策を講じて慎重に設計する必要があります。研究中の材料を保護し、スムーズな実験や制作をサポートする必要もあります。
BSL-3 または BSL-4 の研究室を計画している場合は、ボカプロジェクトの要件に照らして、レイアウト、圧力ゾーニング、排気濾過アプローチを検討できます。図面または要件リストを添えて当社のチームにご連絡ください。実用的な HVAC 構成を提案し、調達に関する質問にお答えします。