PCR實(shí)驗(yàn)室又稱為基因擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)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(fù)制。利用基因追蹤系統(tǒng)，掌握人體內(nèi)部的病毒含量，此種試驗(yàn)的精確度可達(dá)到納米級(jí)別。PCR 實(shí)驗(yàn)室對(duì)溫度沒(méi)有嚴(yán)格要求，從實(shí)驗(yàn)室人性化考慮，人體溫度在環(huán)境溫度（18℃～25℃，相對(duì)濕度: 50%），人體感覺比較舒適。因此，PCR 實(shí)驗(yàn)室應(yīng)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(nèi)。
平面布置
目前，國(guó)內(nèi)的二級(jí)醫(yī)院基本上都在積極開展基因擴(kuò)增檢查實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，PCＲ 實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)與建設(shè)越來(lái)越受到醫(yī)學(xué)界的重視。根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程，房間功能分別為樣品準(zhǔn)備區(qū)，標(biāo)本制備區(qū)，基因增擴(kuò)區(qū)，物產(chǎn)分析區(qū)幾個(gè)區(qū)域，規(guī)范對(duì)此區(qū)域沒(méi)有潔凈度的要求，如果此區(qū)域采用空調(diào)凈化，可以采用十萬(wàn)級(jí)凈化潔凈度。
實(shí)驗(yàn)室布局
主試驗(yàn)區(qū)功能劃分
標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室建筑平面布置應(yīng)該包括一個(gè)公共走廊，四個(gè)相鄰的功能試驗(yàn)區(qū)域，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)設(shè)置獨(dú)立的緩沖區(qū)，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(yàn)區(qū)功能劃分
為了防止室外的污染源進(jìn)入潔凈區(qū)而使室內(nèi)壓力高于潔凈區(qū)外部的壓力，潔凈區(qū)的壓力成為正壓潔凈區(qū); 反之，為了防止?jié)崈魠^(qū)內(nèi)的污染源擴(kuò)散至實(shí)驗(yàn)室外部，而使內(nèi)部的壓力低于外部的壓力，這種實(shí)驗(yàn)室成為負(fù)壓潔凈區(qū)。所以潔凈室的正負(fù)壓是相對(duì)而言的，主要看每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的壓力相對(duì)大小。PCＲ 實(shí)驗(yàn)室有嚴(yán)格的壓力梯度，就有嚴(yán)格的氣流方向。
相鄰主實(shí)驗(yàn)區(qū)之間壓差取值 5 Pa，試驗(yàn)區(qū)與緩沖間壓差取值5 Pa; 主試驗(yàn)區(qū)壓力梯度及氣流方向?yàn)? 試劑準(zhǔn)備區(qū)、標(biāo)本制備室、擴(kuò)增區(qū)、產(chǎn)物分析區(qū)、測(cè)序室，壓力梯度不能混亂，氣流方向不能出現(xiàn)滯留或倒流。同時(shí)各個(gè)區(qū)域的緩沖間與主試驗(yàn)區(qū)壓差為+ 5 Pa，防止試驗(yàn)區(qū)的污染氣流流向非污染區(qū)。
按照規(guī)范十萬(wàn)級(jí)凈化區(qū)可取 15次/h ～ 25次/h 換氣次數(shù)，文中次數(shù)按照 15次/h 取值。?
人物分流
所謂人物分流，就是實(shí)驗(yàn)員跟試驗(yàn)物品各行其道，避免互相交叉。
試驗(yàn)品通過(guò)主試驗(yàn)區(qū)的傳遞窗，通過(guò)一個(gè)流程，完成實(shí)驗(yàn)物品的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。試驗(yàn)人員通過(guò)公共走道及緩沖間達(dá)到不同試驗(yàn)區(qū)域。
試驗(yàn)區(qū)溫度控制
試驗(yàn)區(qū)溫濕度
對(duì)于實(shí)驗(yàn)室的溫濕度控制，應(yīng)從兩個(gè)方面綜合考慮:
第一方面，從試驗(yàn)工藝的要求考慮，個(gè)別試驗(yàn)程序?qū)τ趯?shí)驗(yàn)儀器、試劑的要求嚴(yán)格，需要恒溫恒濕控制。
第二方面，潔凈區(qū)的換氣次數(shù)遠(yuǎn)大于常規(guī)試驗(yàn)室，處于對(duì)于實(shí)驗(yàn)人員舒適度的考慮，實(shí)驗(yàn)室的溫度應(yīng)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(yàn)室可以得出適當(dāng)?shù)臏囟扰c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(yàn)室的溫濕度控制在合理的范圍內(nèi)。通過(guò)對(duì)溫濕度的監(jiān)控，并對(duì)環(huán)境溫度與濕度做好記錄，各項(xiàng)指標(biāo)偏離要求時(shí)，自控系統(tǒng)能很好的調(diào)節(jié)閥門開度與加濕機(jī)與除濕機(jī)的工作狀態(tài)。
空氣處理過(guò)程
通風(fēng)系統(tǒng)流程
PCR實(shí)驗(yàn)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(cè)回式、測(cè)送下回式、上送上回式、PCR實(shí)驗(yàn)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(duì)稱分布的排風(fēng)柱下部的排風(fēng)口排風(fēng)。
新風(fēng)從室外進(jìn)入處理機(jī)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(shè)可調(diào)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(shè)置Ⅱ級(jí) 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(dú)立設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)口要求設(shè)置在建筑物的屋面上，生物安全柜排風(fēng)管與所在室內(nèi)的全面排風(fēng)互鎖，局部排風(fēng)與全面排風(fēng)不能同時(shí)開啟。
新風(fēng)機(jī)組與排風(fēng)系統(tǒng)都采用變頻系統(tǒng)，以應(yīng)對(duì)不同變風(fēng)量處理過(guò)程。
圖 1 通風(fēng)系統(tǒng)流程圖
空氣過(guò)濾要求:
實(shí)驗(yàn)室的送風(fēng)經(jīng)過(guò)凈化過(guò)濾，需達(dá)到國(guó)家規(guī)范要求，實(shí)驗(yàn)室完工后，需經(jīng)過(guò)測(cè)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(jì)數(shù)效率，滿足此要求，可達(dá)到PCR實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)處理空氣標(biāo)準(zhǔn)，方可滿足實(shí)驗(yàn)室使用要求。
整體實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)流程見圖1。
夏季制冷量計(jì)算
PCR實(shí)驗(yàn)室不允許有回風(fēng)狀態(tài)，所以實(shí)驗(yàn)室為全新風(fēng)系統(tǒng)。夏季新風(fēng)不僅承擔(dān)室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷，同時(shí)還要承擔(dān)大風(fēng)量換氣所帶來(lái)的大量新風(fēng)負(fù)荷。夏季室內(nèi)溫度可以控制在26℃，濕度控制在50% ; 室內(nèi)的夏季冷負(fù)荷可根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算。對(duì)于全新風(fēng)系統(tǒng)，空氣處理的過(guò)程見圖 2。?
圖 2 全新風(fēng)空氣處理過(guò)程
根據(jù)焓濕圖可查出出風(fēng)狀態(tài)點(diǎn) T1 的比焓值 H1，室內(nèi)設(shè)計(jì)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(dān)室內(nèi)冷負(fù)荷為:
?Q = G( H1－H2 )。
2)?新風(fēng)承擔(dān)自身的冷負(fù)荷，室外空氣進(jìn)入系統(tǒng)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(fù)擔(dān):
?Q = G( H0 － H1 ) 。
潔凈區(qū)全新風(fēng)系統(tǒng)，本身風(fēng)量比舒適性空調(diào)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(jì)算
按照規(guī)范要求，潔凈區(qū)不得采用散熱器及地暖等方式冬季供暖PCR實(shí)驗(yàn)室冬季通風(fēng)方式屬于全面通風(fēng)，設(shè)置機(jī)械送風(fēng)，同時(shí)依靠機(jī)械送風(fēng)的方式給房間供暖。設(shè)置機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)對(duì)房間進(jìn)行熱平衡計(jì)算。
1 、全面通風(fēng)應(yīng)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(yàn)室的正負(fù)壓要依靠送風(fēng)、排風(fēng)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。
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(yàn)室不得出現(xiàn)排風(fēng)死角。
5) 此種送風(fēng)與供暖相結(jié)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(yán)格的全面通風(fēng)公式計(jì)算得出結(jié)果。
2、 風(fēng)量平衡計(jì)算
通風(fēng)房間內(nèi)，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入房間的風(fēng)量等于單位時(shí)間排出房間的風(fēng)量，這被稱為風(fēng)量平衡，這時(shí)，室內(nèi)外壓差為0。如果機(jī)械進(jìn)風(fēng)量大于機(jī)械排風(fēng)量時(shí)，室內(nèi)的壓力升高，處于正壓狀態(tài); 反 之，如果機(jī)械進(jìn)風(fēng)量小于機(jī)械排風(fēng)量時(shí)，室內(nèi)壓力低于外部壓力，室內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)。
當(dāng)房間處于正壓或負(fù)壓狀態(tài)時(shí)，空氣會(huì)通過(guò)房間不嚴(yán)密的縫隙或者窗戶、門縫滲透到室外，這種滲透到外部的空氣量，稱為無(wú)組織排風(fēng)。PCR實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)中，要使?jié)崈舳纫筝^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(fù)壓狀態(tài)。
風(fēng)量平衡計(jì)算的公式為:
3、?熱量平衡計(jì)算
要使通風(fēng)房間溫度保持不變，必須使室內(nèi)的總得熱量等于總失熱量，保持室內(nèi)熱量平衡，即熱平衡計(jì)算。因?yàn)椴捎脵C(jī)械送風(fēng)加熱系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)進(jìn)行供熱通風(fēng)，因此，冬季室外參數(shù)采用供暖室外計(jì)算溫度，而不能采用冬季通風(fēng)室外計(jì)算溫度。PCＲ 實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有明確規(guī)定設(shè)計(jì)溫度，由于實(shí)驗(yàn)人員室內(nèi)操作儀器，不宜穿著太厚，則冬季室內(nèi)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(yàn)室內(nèi)有精密儀器，要求更高的溫濕度，則以測(cè)量?jī)x器的溫濕度來(lái)計(jì)算通風(fēng)溫度、濕度。
實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)溫度必須通過(guò)熱平衡公式計(jì)算:
冬季空調(diào)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(tǒng)總的加熱量由下面的公式確定:
冬季空調(diào)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(duì)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(shè)計(jì)參數(shù)很低的場(chǎng)合，都可能使進(jìn)入設(shè)備時(shí)，發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象，因此，一般情況，先將空氣預(yù)熱，使預(yù)熱后的空氣在露點(diǎn)溫度以上。
結(jié)語(yǔ)
PCR實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)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(nèi)溫度工藝要求與舒適度要求。因此空調(diào)的送風(fēng)量、送風(fēng)溫度應(yīng)進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算方式，以避免實(shí)驗(yàn)室潔凈度達(dá)到要求，溫濕度卻不能保證，對(duì)于實(shí)驗(yàn)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》
