西門(mén)子空調(diào)控制系統(tǒng)守衛(wèi)中國(guó)首個(gè)P4實(shí)驗(yàn)室
西門(mén)子為亞洲首個(gè)P4實(shí)驗(yàn)室中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所的5組互為備份的空調(diào)機(jī)組和9臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)空調(diào)機(jī)組提供先進(jìn)可靠的壓力階梯控制方案，為P4實(shí)驗(yàn)室加上防止研究對(duì)象隨空氣逃逸的安全防護(hù)的重要砝碼。
猴年我們從猴子說(shuō)起。
1995年一部電影《極度恐慌》講述了一場(chǎng)因走私攜帶病毒的非洲猴而引發(fā)的慘劇。影片中的病毒以埃博拉病毒為原型，讓我們見(jiàn)識(shí)了它致命的殺傷力。
現(xiàn)實(shí)中，埃博拉疫情在西非蔓延了一年多后剛剛結(jié)束傳播，而一種通過(guò)蚊蟲(chóng)傳播的寨卡病毒又自2015年起在全球30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)爆發(fā)。人類和傳染病之間的斗爭(zhēng)曠日持久，沒(méi)有哪一個(gè)國(guó)家可以置身事外。
面對(duì)肆虐的傳染病毒，人們應(yīng)該上升到國(guó)家、人類安全的高度去認(rèn)識(shí)和防范。作為國(guó)家戰(zhàn)略級(jí)科技基礎(chǔ)設(shè)施的亞洲首個(gè)P4實(shí)驗(yàn)室——中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所的國(guó)家生物安全四級(jí)實(shí)驗(yàn)室于2015年落成，并將很快投入運(yùn)營(yíng)。
由于研究對(duì)象非常危險(xiǎn)，所以P4實(shí)驗(yàn)室堪稱“魔鬼實(shí)驗(yàn)室”，實(shí)驗(yàn)室必須有防止被研究對(duì)象（病原微生物）擴(kuò)散的機(jī)制和人體防護(hù)的措施；不同危害群的微生物必須在不同的物理防護(hù)條件下操作，一方面防止實(shí)驗(yàn)人員和其他物品受污染，同時(shí)也防止其逃逸到環(huán)境中帶來(lái)更大的危害。
在這一項(xiàng)目中，西門(mén)子針對(duì)實(shí)驗(yàn)室的5組互為備份的空調(diào)機(jī)組和9臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)空調(diào)機(jī)組提供先進(jìn)可靠的壓力階梯控制方案，為P4實(shí)驗(yàn)室加上防止研究對(duì)象隨空氣逃逸的安全防護(hù)的重要砝碼。
武漢病毒研究所的國(guó)家生物安全四級(jí)實(shí)驗(yàn)室外觀
探秘“魔鬼實(shí)驗(yàn)室”
大部分中國(guó)人想必對(duì)2003年的傳染性非典型肺炎（SARS）病毒仍心有余悸。中國(guó)P4實(shí)驗(yàn)室的建造計(jì)劃也始于那時(shí)。那么，什么是P4實(shí)驗(yàn)室呢？
P4實(shí)驗(yàn)室，即生物安全四級(jí)實(shí)驗(yàn)室，其等級(jí)由P1至最高的P4，或稱BSL-4，Bio-Safety Level 4， 這是全球生物安全最高級(jí)別的實(shí)驗(yàn)室，用于從事在人類可以引起嚴(yán)重或致死、且目前尚無(wú)預(yù)防和治療方法的微生物或病素的研究工作。
目前，除中國(guó)外，全球僅法國(guó)、加拿大、德國(guó)、美國(guó)等9個(gè)國(guó)家擁有P4實(shí)驗(yàn)室。
建設(shè)全球頂尖水平的P4實(shí)驗(yàn)室是國(guó)家安全的迫切需要。在中法政府的共同推動(dòng)下，中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所與法國(guó)里昂高等生物安全實(shí)驗(yàn)室形成戰(zhàn)略合作，借鑒其在P4實(shí)驗(yàn)室功能、建設(shè)、管理、研究等領(lǐng)域的先進(jìn)理念和豐富經(jīng)驗(yàn)。
鑒于西門(mén)子解決方案在法國(guó)P4 實(shí)驗(yàn)室的成功應(yīng)用，西門(mén)子再次披上了魔鬼實(shí)驗(yàn)室“衛(wèi)士”的戰(zhàn)衣為武漢病毒研究所保駕護(hù)航。
P4實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部是什么樣子的呢？
位于湖北武漢市江夏區(qū)中科院武漢病毒所鄭店園區(qū)內(nèi)的P4實(shí)驗(yàn)室是一棟灰色的4層建筑，如同一個(gè)密封的大盒子。從外觀看，它與普通的科學(xué)實(shí)驗(yàn)樓并無(wú)明顯區(qū)別?？梢坏┳哌M(jìn)其中，便會(huì)發(fā)現(xiàn)其中的奧妙。
大樓從下往上，底層是設(shè)備層，第二層是核心實(shí)驗(yàn)室，第三層是管道夾層，最上一層則是空調(diào)系統(tǒng)。 由于一些被研究的病毒傳播途徑和風(fēng)險(xiǎn)不明，因此防止危險(xiǎn)物質(zhì)的外泄是實(shí)驗(yàn)室防護(hù)措施的重中之重。為了保障科研實(shí)驗(yàn)和人員安全，核心實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部為負(fù)壓的密封空間。
“氣流的走向總是從壓力值高的區(qū)域流向壓力值小的區(qū)域，就如同水往低處流。如果室外壓力高于室內(nèi)壓力，那么室內(nèi)的氣體就出不來(lái)，只有外面的氣體可以進(jìn)去，這樣才是安全的?！蔽鏖T(mén)子樓宇科技集團(tuán)的劉堃宇解釋道。
西門(mén)子為P4實(shí)驗(yàn)室提供了創(chuàng)新的空調(diào)控制系統(tǒng)，能確保不同功能區(qū)之間保持不同的壓力，區(qū)域間形成壓力值階梯。最核心的病毒研究區(qū)域壓力值最小，確保病毒無(wú)法外泄。
“為了實(shí)現(xiàn)壓差的階梯控制，西門(mén)子空調(diào)控制系統(tǒng)可以精確控制區(qū)域內(nèi)的送風(fēng)單元。當(dāng)送風(fēng)量小于排風(fēng)量時(shí)，可以減小壓力。P4實(shí)驗(yàn)室采取定送定排的方式以實(shí)現(xiàn)輕松控制以及高穩(wěn)定性。” 劉堃宇說(shuō)。
武漢病毒研究所的國(guó)家生物安全四級(jí)實(shí)驗(yàn)室外觀2
創(chuàng)新“熱備” 保障最低風(fēng)險(xiǎn)
“武漢P4實(shí)驗(yàn)室空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)，在設(shè)計(jì)上有重大改進(jìn)?！盤(pán)4實(shí)驗(yàn)室的總設(shè)計(jì)師Bruno Jonery如此評(píng)價(jià)道。那么所謂的重大改進(jìn)體現(xiàn)在哪里呢？
一般來(lái)說(shuō)，空調(diào)系統(tǒng)冗余備份是常規(guī)的處理機(jī)制。一旦運(yùn)行設(shè)備出現(xiàn)故障停運(yùn)，冗余設(shè)備開(kāi)始啟動(dòng)，這種方法俗稱為“冷備”。
冷備的潛在風(fēng)險(xiǎn)在于重啟系統(tǒng)再快也需要一定的過(guò)程。在P4實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目中，時(shí)間就是生命，任何延誤都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。
對(duì)此，西門(mén)子建設(shè)性地提出了“熱備”控制方案。相對(duì)于“冷備”而言，“熱備”具有穩(wěn)定性高，響應(yīng)速度快的優(yōu)勢(shì)，可使風(fēng)險(xiǎn)降到最低。
所謂“熱備”就是兩套空調(diào)機(jī)組各自以50%的工作負(fù)荷同時(shí)運(yùn)行。一旦一套機(jī)組出現(xiàn)異常甚至停機(jī)，另一套機(jī)組隨即從50%工作負(fù)荷調(diào)整到100%。這樣能規(guī)避啟動(dòng)的延時(shí)，響應(yīng)速度快，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，保證安全。
挑戰(zhàn)在于，“熱備”對(duì)技術(shù)要求更高，該模式要求兩套控制系統(tǒng)高度配合，對(duì)于控制系統(tǒng)的編排、運(yùn)行穩(wěn)定性的要求以及工程實(shí)施人員的專業(yè)水平要求更高。西門(mén)子團(tuán)隊(duì)在這方面有著深厚的專業(yè)積累，出色地完成了任務(wù)，滿足客戶的要求。
武漢P4實(shí)驗(yàn)室基于最高級(jí)別的生物安全等級(jí)，滿足極端苛刻的條件要求，屬于業(yè)界頂級(jí)案例。在未來(lái)生物安全防護(hù)實(shí)踐中，具有極強(qiáng)的典型性和極高的借鑒價(jià)值。
對(duì)于一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)，P4實(shí)驗(yàn)室代表著尖端的科技實(shí)力。作為中國(guó)傳染病防治的基礎(chǔ)研究與開(kāi)發(fā)中心、烈性毒種保藏中心和WHO參考實(shí)驗(yàn)室，它的建成標(biāo)志著中國(guó)真正擁有了研究、對(duì)抗埃博拉病毒等烈性病原體的硬件條件，承擔(dān)起保障世界生物安全的大國(guó)擔(dān)當(dāng)。