暖通空調(diào)系統(tǒng)作為生物安全室二級屏障重要的環(huán)節(jié)，其主要功能是為實驗室工作人員及周圍提供保護，同時避免交叉感染，為了達到這個目的，暖通空調(diào)系統(tǒng)需要提供新風(fēng)、控制溫濕度、減少異味和污染，對于生物安全實驗室，暖通系統(tǒng)的設(shè)計還需通過運行管理人員、使用人員以及生物安全負責(zé)人員的審查。
一、空調(diào)負荷
一般辦公房間的空調(diào)負荷包括圍護結(jié)構(gòu)負荷、新風(fēng)負荷、照明負荷、辦公設(shè)備負荷、人員負荷以及其他負荷等。對于生物安全實驗室，其空調(diào)負荷相比一般辦公房間的空調(diào)計算負荷要大得多，它需要額外考慮實驗設(shè)備的散熱量。
實驗室相比于一般辦公房間，除辦公設(shè)備散熱量外還需要額外考慮實驗室用設(shè)備的高散熱量，如低溫冰箱、高壓滅菌器等都會影響實驗室的顯熱負荷；另外為維持房間風(fēng)量平衡而補充的新風(fēng)量（make-up fresh air），實驗室因為存在局部排風(fēng)設(shè)備，如生物安全柜，為了維持實驗室的風(fēng)量平衡，除人員新風(fēng)外還要補充新風(fēng)，需要考慮額外的新風(fēng)負荷。
二、空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)
生物安全實驗室的空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)根據(jù)操作對象的危害程度、平面布置、風(fēng)險評估等情況經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定，普通型BSL-2級生物安全實驗室一般可選擇采用全空氣系統(tǒng)、“空氣—水"系統(tǒng)、變冷媒流量多聯(lián)機（VRF）系統(tǒng)或者分體空調(diào)等多種形式。
在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)注意采取有效措施避免實驗室之間以及與其他區(qū)域的交叉污染。普通型BSL-2級生物安全實驗室當(dāng)配置有生物安全柜時應(yīng)設(shè)置機械通風(fēng)系統(tǒng)：設(shè)置內(nèi)循環(huán)型生物安全柜的實驗室應(yīng)設(shè)置全室排風(fēng)系統(tǒng)；而全排型生物安全柜需要設(shè)置獨立于建筑物其他公共通風(fēng)系統(tǒng)的專用風(fēng)機及管道將其排出。
需要注意的是，全排型生物安全柜的排風(fēng)并未在有關(guān)規(guī)范中禁止與所在實驗室的通風(fēng)系統(tǒng)合并，國外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中還提供了合并排風(fēng)的具體做法，美國BMBL標(biāo)準(zhǔn)以及NSF/ANSI-49給出了合并排風(fēng)的實施方案。
1、對于TYPE A1/A2 CLASS II生物安全柜，可通過傘形罩或套管將部分排風(fēng)接至實驗室排風(fēng)系統(tǒng)。套管或傘形罩的尺寸比生物安全柜的上接口B稍大些（直徑差通常為2.5cm），A、B之間的空隙提供了一個緩沖調(diào)節(jié)空間保證生物安全柜的排風(fēng)不受外部排風(fēng)風(fēng)變化的影響，即使外部風(fēng)機停止運行，生物安全柜仍可繼工作。《WHO實驗室生物安全手冊》要求“實驗室排風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)能力應(yīng)能滿足房間排風(fēng)和安全柜排風(fēng)的要求，套管應(yīng)可拆卸，或者設(shè)計成對安全柜進行操作測試的類型" 。

2、對于TYPE B1/B2 CLASS II生物安全柜，則通過硬管嚴(yán)密地連接到實驗室排風(fēng)系統(tǒng)或者針對每一個生物安全柜安裝專用風(fēng)管與風(fēng)機。WHO實驗室生物安全手冊要求“建筑排風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)量和排風(fēng)靜壓必須與生產(chǎn)廠商所指ding的要求正好一致，對硬管連接的生物安全柜進行認證時，要比將空氣再循環(huán)送回房間或采用套管連接的生物安全柜更費時。
三、氣流組織
為了防止有害生物因子無序或逆向擴散，不論是哪種類型的實驗室都應(yīng)重視室內(nèi)的氣流組織，生物安全實驗室的氣流組織宜采用上送下排方式，其送風(fēng)口和排風(fēng)口的布置應(yīng)形成向內(nèi)的定向氣流，從低污染區(qū)流向高污染區(qū)，避免氣流在房間內(nèi)形成較大的死角或者渦流，而且務(wù)必不能影響生物安全柜的性能表現(xiàn)?！渡锇踩珜嶒炇医ㄖ夹g(shù)規(guī)范》中明確“在生物安全柜操作面或其他有氣溶膠產(chǎn)生地點的上方附近不應(yīng)設(shè)送風(fēng)口。氣流組織上送下排時，高效過濾器排風(fēng)口下邊沿離地面不宜低于 0.1m，且不宜高于0.15m；上邊沿高度不宜超過地面之上0.6m。排風(fēng)口排風(fēng)速度不宜大于 1m/s"。
四、加強型醫(yī)學(xué)二級生物安全實驗室暖通系統(tǒng)設(shè)計
加強型醫(yī)學(xué)二級生物安全實驗室的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計首先需滿足普通型二級生物安全實驗室的設(shè)置要求。除此外，《醫(yī)學(xué)二級生物實驗室建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》對其排風(fēng)做了特別要求——“加強型醫(yī)學(xué)BSL-2實驗室應(yīng)經(jīng)高效過濾器過濾后排出"。
加強型BSL-2級生物安全實驗室建議每個實驗單元設(shè)置獨立的一套空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)，送、新風(fēng)系統(tǒng)至少需設(shè)置初效+中效過濾。排風(fēng)系統(tǒng)不與其他實驗單元合用，排風(fēng)機根據(jù)需要宜設(shè)置備用風(fēng)機，排風(fēng)側(cè)設(shè)置高效過濾器。根據(jù)實驗室所使用的生物安全柜的不同類型，即 “全排型生物安全柜"或“內(nèi)循環(huán)型生物安全柜"，可進一步劃分，現(xiàn)以全空氣空調(diào)系統(tǒng)為例進行介紹。
1、帶內(nèi)循環(huán)生物安全柜的加強型BSL-2級生物實驗室典型暖通空調(diào)系統(tǒng)原理，如圖所示。

一般送風(fēng)側(cè)采用定風(fēng)量閥（文丘里閥或可靠的電動蝶閥）保證風(fēng)量在風(fēng)壓波動時保持相對穩(wěn)定，排風(fēng)側(cè)根據(jù)壓力梯度控制要求或余風(fēng)量通過變風(fēng)量閥（文丘里或可靠的電動蝶閥）進行調(diào)整滿足壓力梯度要求。此外，為了保證實驗室要求的負壓，排風(fēng)機應(yīng)與送風(fēng)機連鎖，排風(fēng)先于送風(fēng)開啟，后于送風(fēng)關(guān)閉，維持室內(nèi)負壓。

2、帶全排型生物安全柜的加強型BSL-2級生物實驗室典型暖通空調(diào)系統(tǒng)原理，如圖所示。

對于帶全排柜的實驗室，一種典型的做法是額外增加一組生物安全柜的專用排風(fēng)與專用補風(fēng)，為了防止生物安全柜內(nèi)的有害生物因子外逸，生物安全柜專用排風(fēng)機應(yīng)與專用補風(fēng)風(fēng)機連鎖，排風(fēng)先于補風(fēng)開啟，后于補風(fēng)關(guān)閉，始終保持負壓。
五、動物生物安全實驗室暖通系統(tǒng)設(shè)計
動物生物安全實驗室的生物安全防護原則與防護設(shè)施與微生物生物安全實驗室基本相似，但是因為動物生物安全實驗室的操作對象既有微生物又有動物，因此考慮的因素相比微生物生物安全實驗室更加復(fù)雜。例如，動物生物安全實驗室的設(shè)計要考慮人流、物流與動物流避免交叉污染，動物生物安全實驗室排風(fēng)不得循環(huán)使用等。
由于a類和b1類動物生物安全二級實驗室對潔凈度、換氣次數(shù)以及負壓均無特殊要求，下面僅對要求相對較高的b2類動物生物安全二級實驗室的暖通系統(tǒng)設(shè)計進行簡要介紹。
1、b2類動物生物安全二級實驗室內(nèi)一般設(shè)有獨立通風(fēng)籠盒系統(tǒng)，(簡稱IVC)，作為一級屏障， IVC的送、排風(fēng)量取決于籠盒數(shù)量、設(shè)計通風(fēng)換氣率等，一般換氣次數(shù)在40次/h~70次/h這個范圍內(nèi)，IVC的排風(fēng)通常經(jīng)專用排風(fēng)機排出室外，不可直接排放至實驗室內(nèi)。
2、b2類動物生物安全二級主實驗室的二級屏障要求，如圖所示。

b2類動物二級生物實驗室空調(diào)系統(tǒng)一般采用全新風(fēng)直流凈化空調(diào)系統(tǒng)，送風(fēng)側(cè)設(shè)置初效、中效、高效三級空氣過濾，排風(fēng)側(cè)設(shè)置高效過濾。由于要保證主實驗區(qū)的負壓，排風(fēng)機應(yīng)先于送風(fēng)機開啟，后于送風(fēng)機關(guān)閉；排風(fēng)機應(yīng)設(shè)備用風(fēng)機。
3、動物生物安全二級實驗室凈化通風(fēng)基本要求
動物生物安全二級實驗室采用頂送下排氣流組織方式。氣流組織應(yīng)采用控制進入室內(nèi)空氣流動方向及各區(qū)域間空氣流動方向，避免交叉感染。動物生物安全二級實驗室采用采用全新風(fēng)通風(fēng)換氣形式，稀釋及消除空氣中之臭（異）味、微生物、病毒、有害化學(xué)及輻射性物質(zhì)等。應(yīng)保證其換氣量及空氣過濾質(zhì)量。避免實驗室各區(qū)域的污染物擴散到其他房間，實驗室內(nèi)應(yīng)維持適當(dāng)負壓。不同的區(qū)域皆能滿足其各自需求之不同溫、濕度、潔凈度要求。溫濕度與潔凈度要求：負壓潔凈空氣設(shè)計。
動物安樂si工作站應(yīng)比污染區(qū)主實驗室低10 Pa。室內(nèi)噪音及風(fēng)速必須考慮到實驗動物的感受，并避免使實驗動物感受到不舒適之氣流(建議風(fēng)速在0.18-0.21m/s范圍內(nèi))。
排風(fēng)處理：動物生物安全二級實驗室臭氣排放應(yīng)滿足GB14554《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求。
六、PCR實驗室暖通系統(tǒng)設(shè)計
PCR實驗室，又稱基因擴增實驗室，是專門用來檢驗艾滋病、乙型肝炎、禽疫病等病毒感染性疾病的專用特殊實驗室。PCR是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Polymerase Chain Reaction）的簡稱，它是一種分子生物技術(shù)，用于放大DNA片段，可看作生物體外的特殊DNA復(fù)制。當(dāng)前，PCR實驗室廣泛應(yīng)用于醫(yī)院及各疾病預(yù)防控制中心的疫病檢驗，2010年，衛(wèi)生部辦公廳制定并發(fā)布了《醫(yī)療機構(gòu)臨床基因擴增檢驗實驗室管理辦法》以及《醫(yī)療機構(gòu)臨床基因擴增檢驗實驗室工作導(dǎo)則》（以下簡稱導(dǎo)則）。導(dǎo)則規(guī)定了PCR實驗室設(shè)計的基本原則，原則上PCR實驗室需設(shè)置4個區(qū)域：試劑儲存和準(zhǔn)備區(qū)、標(biāo)本制備區(qū)、擴增區(qū)、產(chǎn)物分析區(qū)，各個分區(qū)具體設(shè)備配置如表所示。

PCR反應(yīng)的最大特點就是極gao的靈敏性，極其微量的污染就會造成PCR實驗結(jié)果的假陽性，因此組合型PCR實驗室設(shè)計的核心問題就是避免交叉污染，而組合型PCR實驗室的平面布局模式及各區(qū)域的壓力梯度控制成為了解決這一核心問題的關(guān)鍵。
根據(jù)導(dǎo)則要求，PCR實驗室各個區(qū)域無論在空間上還是使用中必須完quan獨立，不能有任何空氣的直接相通?？諝饬飨蚩砂凑赵噭﹥Υ婧蜏?zhǔn)備區(qū)—標(biāo)本制備區(qū)—擴增區(qū)—產(chǎn)物分析區(qū)壓力遞減的方式進行，防止各區(qū)域空氣的交叉污染。
《疾病預(yù)防控制中心建筑技術(shù)規(guī)范》（以下簡稱規(guī)范）對 PCR 實驗室的各項設(shè)計參數(shù)進行了規(guī)范與要求，PCR 實驗室各區(qū)域并沒有凈化控制要求，但為了避免交叉感染，通常采用全送全排的直流空調(diào)系統(tǒng)，并且需要嚴(yán)格控制好送排風(fēng)的比例，保證各實驗區(qū)域的壓力梯度。
組合型PCR實驗室應(yīng)設(shè)置緩沖間，如圖所示。緩沖間在實驗核心區(qū)與專用走廊區(qū)域形成一道雙向保護屏障，既阻止外部環(huán)境的潛在污染物質(zhì)如氣溶膠等進入實驗核心區(qū)，同時控制核心實驗（產(chǎn)物分析）的有害物質(zhì)滲入環(huán)境，對實驗區(qū)外部環(huán)境及內(nèi)部試劑均起到了保護作用。
空氣流向可按照:試劑儲存和準(zhǔn)備區(qū)—標(biāo)本制備區(qū)—擴增區(qū)—產(chǎn)物分析區(qū)壓力遞減的方式進行，防止各區(qū)域空氣的交叉污染。
組合型PCR實驗室的空調(diào)負荷、換氣次數(shù)等要求與BSL-2生物安全實驗室原則一致。PCR實驗室的暖通空調(diào)系統(tǒng)需設(shè)置獨立的一套全新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，PCR實驗室并無空氣凈化的強制性要求，因此只需要設(shè)置初效+中效過濾器即可，不同房間的排風(fēng)宜設(shè)置止回裝置，排風(fēng)機吸入側(cè)設(shè)置活性炭等生物凈化裝置。