实验室中央供气系统

实验室中央供气系统是疾病预防控制中心实验室高效、安全运行的关键基础设施之一，其设计需兼顾功能需求、安全规范与可扩展性。以下是环扬未来整理出的详细规划框架：

一、系统概述

中央供气系统通过集中供气站向实验室输送高纯度气体（如氮气、二氧化碳、压缩空气等），替代分散式气瓶，优势包括：

• 安全性：减少气瓶泄漏、爆炸风险；
• 便捷性：气体压力稳定，自动切换备用气源；
• 经济性：降低气体损耗和管理成本。

二、设计核心要点

1. 气体种类与用途

    

   气体类型	纯度要求	典型应用场景
   氮气（N）	99.999%	PCR实验室样本灭活、质谱仪载气
   二氧化碳（CO）	99.5%	细胞培养箱、微生物厌氧培养
   压缩空气	无油无水	气相色谱仪、自动化设备驱动
   氢气（H）	99.999%	气相色谱检测器（如FID）
   氦气（He）	99.999%	气相色谱载气、低温保存箱

2. 安全设计原则

   • 分区供气：按实验室需求划分供气回路，避免气体混用；
   • 压力分级：高压气源（如钢瓶/液氮罐）→ 减压阀 → 终端使用压力；
   • 报警装置：配置气体泄漏传感器、压力异常报警及自动切断系统；
   • 应急备份：主供气源+备用气瓶/液氮罐，确保断电或故障时持续供气。

3. 设备选型关键

   • 气源设备：
     • 氮气：液氮储罐（低成本）或制氮机（按需生产）；
     • 压缩空气：无油空压机+多级过滤（含活性炭吸附）；
     • 特种气体：集中气瓶柜（带自动切换阀）或气体发生器。
   • 管道材质：
     • 腐蚀性气体（如CO）：316L不锈钢管；
     • 惰性气体（如N）：铜管或环氧树脂涂层钢管；
     • 压缩空气：镀锌钢管或铝塑复合管。
   • 终端配置：二级减压阀、气体过滤器（0.01μm）、快速接头。

三、布局规划原则

1. 气源站位置
   • 独立设置于实验室外部，远离人员密集区；
   • 通风良好，配备防爆照明和静电消除装置。
2. 管道走向
   • 主管道沿走廊/技术夹层铺设，避开生物安全柜排风口；
   • 实验室内部采用环形或枝状管网，终端设置气体阀门箱。
3. 功能分区
   • 高纯气体区：独立供气回路，避免与其他气体管道交叉；
   • 普通气体区：压缩空气、二氧化碳等可共用管道（需加装过滤）。

四、智能监控与维护

1. 数字化管理
   • 气体流量、压力、纯度实时监测（通过传感器+物联网平台）；
   • 远程预警：低气压、泄漏、纯度超标时自动推送通知。
2. 定期维护
   • 滤芯更换：气体过滤器每6-12个月更换；
   • 管道检测：每年进行氦质谱检漏测试；
   • 安全演练：模拟气瓶泄漏、管道破裂等场景应急处理。

五、合规性要求

• 标准遵循：
  • GB 50736《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》；
  • GB 50016《建筑设计防火规范》（气瓶间防爆设计）；
  • 实验室生物安全相关标准（如BSL-2/BSL-3气体供应安全）。
• 验收重点：
  • 气体纯度检测报告；
  • 管道压力试验（1.5倍工作压力保压24小时无泄漏）；
  • 报警系统与备用电源功能测试。

六、扩展性设计

• 预留接口：实验室新设备接入时，预留管道接口和阀门位置；
• 模块化升级：气源站设计可扩展空间（如新增制氮机或液氮罐）；
• 智能扩展：预留物联网传感器接口，适配未来智慧实验室需求。