实验室疫情危险评价及对未来实验室建设的要求

2020年11月12日美国供暖、制冷与空调工程师学会公布了实验室疫情防控辅导文件。正如该文件指出，原以为选用全新风直流通风体系的实验室建设设备，已经考虑了将实验人员安全作为一个关键的功能指标，对防控新冠病毒（SARS-CoV-2）应该是安全的，至少实验室环境应该被以为是低危险的气溶胶传达。可是SARS-CoV-2经过空气传达的或许性非常大，应该关注操控实验室内病毒气溶胶的露出。在实验室内，病毒等污染物的散布或许高度不均匀。正因为这种不均匀性，会使室内人员，特别是在呼吸区面对不同程度的露出危险。剖析标明，与接近污染源的室内人员，接近排风格栅的室内人员，在通风柜前操作的室内人员比较，或许会露出在更高浓度的污染物中。要评价这种危险程度，该辅导文件以为需要引入室内环境气溶胶病原体危险的评价东西。阅历了疫情防控，对未来实验室又应该提出什么样的新要求。

实验室危险评价

实验室危险评价首要选用室内环境气溶胶病原体危险的评价工具。目的是帮助实验室建设标椎内运用的空间，以确认露出于病原体气溶胶和感染传达的相对危险。该东西将传达危险视为各种危险要素的函数，包括室内人员类型和数量、空间的巨细、运用者的间隔和持续时间、调控室内的暖通空调体系的类型以及暖通空调体系的运转操作。

图1描述了一个体系，人们运用着该体系所服务的办公室、会议室和实验室等不同类型的公共空间。送风量和送风质量取决于通风体系的规划和运转。实验室常采有直流的通风体系，室内有一部分空气不经过HVAC体系再循环。

当感染者呼气、打喷嚏或咳嗽时，可在空间内发生并散布潜在的传染性气溶胶。较大的气溶胶液滴或许会沉积在附近的表面上，而较小的气溶胶（即<10μm）能够经过呼气的动力以及室内气流形式在空间内活动。空间的体积和送风量或许有助于稀释，但气流形式和湍流混合程度会添加室内人员露出和表面污染的或许性。操控目标是约束来自源头的分散，并尽量削减在整个空间中的搬迁。优化作业实践，例如在室内戴口罩，能够削减污染物的发生和分散，然后有助于下降危险。加强通风体系的操作能够在到达感染剂量前增强捕集、稀释和去除。

根据各要素的评级和权重，用0到4的数值来标明危险程度，其中0标明可疏忽的危险等级，4标明的危险等级。

尽量削减危险的尽力，应会集在经过运用口罩来约束感染物发生、坚持交际间隔以削减近间隔露出以及极限地进步通风功率。在大多数规划杰出、功用正常的实验室建设方案中，规划一个能够一同稀释、捕获和铲除空气中污染物的通风体系，以极限地削减露出剂量，并有助于下降感染危险和晦气对于健康的影响。经过应用相对简略的空气跟踪实验或运用更复杂的办法，能够评价各种空间的通风效果。实验室或任何空间低于的通风功率都应该晋级或修正，以便将危险下降到合理、可行的水平。

未来实验室规划攻略

未来实验室向何处发展？未来实验室又怎么规划？疫情防控给咱们又有什么新的启示？

通风体系的功能将或许成为未来实验室设备规划中越来越重要的方面。这将有利于这些体系供给一个更高的隔离水平，极限地削减实验室内个人之间的空气传达。

在大流行的前期阶段，人们以为COVID-19首要是由SARS-CoV-2冠状病毒传达的，这种病毒是由受感染者咳嗽和打喷嚏发生的大液滴传达的。交际间隔被主张人与人之间的间隔坚持6英尺（1.82m），以防止触摸这些大颗粒，因为重力，这些大颗粒被假定首要降落在这个间隔内。尽管气溶胶在传达COVID-19疾病中的效果尚不确认，但一个由239名科学家组成的小组在一封公开信中呼吁世界卫生组织，“毫无疑问，病毒是在呼气过程中释放出来的，咳嗽时有微小的液滴，小到足以停留在高空，在间隔感染者1m到2m的当地有露出的危险。

2020年1月下旬，在我国广州的一家餐厅发生了一次COVID-19感染事件。对这家饭馆的感染传达的研讨标明，这种传达与没有密切触摸或触摸带有病毒的气溶胶的传达形式共同。结果还标明，气溶胶的传达是由空调通风和缺乏室外空气引起的。病毒在饭馆内传达的关键要素之一是气流的方向。

因而，为了防止在实验室环境中传达感染的危险，未来的实验室空间应处理因为局部气流形成的穿插污染的或许性。送风设备、排风口、实验室家具和密封设备的正确设置有助于削减整个实验室运用范围内涵呼吸区内污染物的存在。在无法防止穿插污染的区域，例如当通风柜用作实验室的首要排风口时，或许需要采纳额定措施来维护运用者。

尽量削减穿插污染

通风功率通常是评价通风体系在房间内供给均匀气流和温度散布的能力。但是，在实验室环境中，通风体系的规划还应考虑到体系在根据时间露出（剂量），将呼吸区内空气污染物危险小化方面的有用性。污染物的首要来历通常被以为是或许发生在通风安全柜外的液体泄漏或气体排放。但是，这些相同的技能也可用于规划实验室通风体系，以尽量削减空气中病毒颗粒的露出。

空气是实验室修建内和周围热、湿和污染物的首要载体。气流形式在确认空气速度、空气温度和污染物浓度方面起着重要效果，这些要素随后决议了室内人员的热舒适性和室内空气质量。但是，没有简略的办法能够将气流形式可视化。

空气的活动途径和由此发生的污染物的活动道路或许取决于几个彼此相关的要素，包括送风量或每小时换气次数；在通风主导的实验室中，污染物的发生量及其方位和类型；送风设备的方位、数量和类型；排风和回风格栅的数量和方位；在冷热负荷主导的实验室中，各种热源的方位和强度；在通风柜主导的实验室中，通风柜的方位和尺寸；家具和其他气流障碍物的终究布置。

实时检测影响实验室通风功率的一切参数，包括气流形式和污染物的活动途径。在这种情况下，核算流体力学（CFD）剖析供给了一个杰出的科学选择。CFD剖析，如果有足够的专业知识，能够预测气流形式和空气污染物在实验室空间或许的活动途径。此类剖析可作为有价值的规划东西，用于为现有空间拟定恰当的缓解策略，并在新规划的前期阶段优化室内人员舒适度和室内空气质量，并将空气污染物的浓度降至。近对一个典型实验室空间的CFD研讨标明，尽管存在“混合杰出”的气流形式，但污染物的散布或许高度不均匀。这种不均匀性，特别是在呼吸区，会使室内人员面对不同程度的健康危险。剖析标明，与接近污染源的室内人员比较，接近排风格栅的室内人员或许露出在更高浓度的污染物中。

此外，该项研讨标明，运用排风管中的浓度水平来监测实验室环境或许会危及室内人员的安全。因为污染物散布的高度不均匀性，排风管内的监测或许会低估室内某些人员的化学露出（剂量）。但是，一些简略的改善，例如添加一个额定的排风格栅，能够明显影响污染物在空间中的散布，然后下降污染物浓度水平，下降室内人员的化学露出（剂量）。另一项CFD研讨强调，HVAC体系的规划比每小时换气次数（ACH）更能影响污染物露出水平。在某些情况下，高换气量的化学露出危险比低换气量更高。

如果健康人或许与感染者一同运用实验室，则露出的危险首要在于彼此接近（近场浓度）、内部气流形式有关空间、由此发生的浓度散布（远场浓度）以及任何一个人在空间中停留的时间长度。在一个实验室里，送风和排风规划成串联作业，有用地稀释和去除污染物将发生的危险。但是，如图6所示，站在作为实验室排风口的通风柜前的人无疑会露出在外，但经过更有用的稀释和更快地去除污染物，能够将剂量降至。在实验室内戴口罩也有助于削减污染源的发生和分散。通风柜的用户应咨询AIHA和/或其健康和安全人员，以取得在通风柜前作业时应该穿戴恰当的个人防护设备（PPE）的辅导。

美国供暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE）于2020年11月12日公布了实验室疫情防控辅导文件。一同发表免责声明。

该辅导文件根据到本文件日期ASHRAE可用的证据和知识。有关COVID-19传达的知识正在敏捷取得进展。本攻略应与相关攻略和现有研讨一同阅读。该文件不能代替合格专业人员的主张。经过采纳这些运用主张，每位运用者同意承当因运用者或其代表运用本文件而引起的或与之相关的任何人身损伤、逝世、损失、危害或延误的全部职责。不管其原因为何，并同意为ASHRAE辩护、补偿并使其免受危害，以及参与出版的其他人，不承当因上述运用而发生的或与之相关的任何及一切职责，不管受补偿方是否有任何疏忽。