西门子空调控制系统守卫中国首个P4实验室
西门子为亚洲首个P4实验室中国科学院武汉病毒研究所的5组互为备份的空调机组和9台标准空调机组提供先进可靠的压力阶梯控制方案，为P4实验室加上防止研究对象随空气逃逸的安全防护的重要砝码。
猴年我们从猴子说起。
1995年一部电影《极度恐慌》讲述了一场因走私携带病毒的非洲猴而引发的惨剧。影片中的病毒以埃博拉病毒为原型，让我们见识了它致命的杀伤力。
现实中，埃博拉疫情在西非蔓延了一年多后刚刚结束传播，而一种通过蚊虫传播的寨卡病毒又自2015年起在全球30多个国家和地区爆发。人类和传染病之间的斗争旷日持久，没有哪一个国家可以置身事外。
面对肆虐的传染病毒，人们应该上升到国家、人类安全的高度去认识和防范。作为国家战略级科技基础设施的亚洲首个P4实验室——中国科学院武汉病毒研究所的国家生物安全四级实验室于2015年落成，并将很快投入运营。
由于研究对象非常危险，所以P4实验室堪称“魔鬼实验室”，实验室必须有防止被研究对象（病原微生物）扩散的机制和人体防护的措施；不同危害群的微生物必须在不同的物理防护条件下操作，一方面防止实验人员和其他物品受污染，同时也防止其逃逸到环境中带来更大的危害。
在这一项目中，西门子针对实验室的5组互为备份的空调机组和9台标准空调机组提供先进可靠的压力阶梯控制方案，为P4实验室加上防止研究对象随空气逃逸的安全防护的重要砝码。
武汉病毒研究所的国家生物安全四级实验室外观
探秘“魔鬼实验室”
大部分中国人想必对2003年的传染性非典型肺炎（SARS）病毒仍心有余悸。中国P4实验室的建造计划也始于那时。那么，什么是P4实验室呢？
P4实验室，即生物安全四级实验室，其等级由P1至最高的P4，或称BSL-4，Bio-Safety Level 4， 这是全球生物安全最高级别的实验室，用于从事在人类可以引起严重或致死、且目前尚无预防和治疗方法的微生物或病素的研究工作。
目前，除中国外，全球仅法国、加拿大、德国、美国等9个国家拥有P4实验室。
建设全球顶尖水平的P4实验室是国家安全的迫切需要。在中法政府的共同推动下，中国科学院武汉病毒研究所与法国里昂高等生物安全实验室形成战略合作，借鉴其在P4实验室功能、建设、管理、研究等领域的先进理念和丰富经验。
鉴于西门子解决方案在法国P4 实验室的成功应用，西门子再次披上了魔鬼实验室“卫士”的战衣为武汉病毒研究所保驾护航。
P4实验室内部是什么样子的呢？
位于湖北武汉市江夏区中科院武汉病毒所郑店园区内的P4实验室是一栋灰色的4层建筑，如同一个密封的大盒子。从外观看，它与普通的科学实验楼并无明显区别。可一旦走进其中，便会发现其中的奥妙。
大楼从下往上，底层是设备层，第二层是核心实验室，第三层是管道夹层，最上一层则是空调系统。 由于一些被研究的病毒传播途径和风险不明，因此防止危险物质的外泄是实验室防护措施的重中之重。为了保障科研实验和人员安全，核心实验室内部为负压的密封空间。
“气流的走向总是从压力值高的区域流向压力值小的区域，就如同水往低处流。如果室外压力高于室内压力，那么室内的气体就出不来，只有外面的气体可以进去，这样才是安全的。”西门子楼宇科技集团的刘堃宇解释道。
西门子为P4实验室提供了创新的空调控制系统，能确保不同功能区之间保持不同的压力，区域间形成压力值阶梯。最核心的病毒研究区域压力值最小，确保病毒无法外泄。
“为了实现压差的阶梯控制，西门子空调控制系统可以精确控制区域内的送风单元。当送风量小于排风量时，可以减小压力。P4实验室采取定送定排的方式以实现轻松控制以及高稳定性。” 刘堃宇说。
武汉病毒研究所的国家生物安全四级实验室外观2
创新“热备” 保障最低风险
“武汉P4实验室空调通风系统技术先进，在设计上有重大改进。”P4实验室的总设计师Bruno Jonery如此评价道。那么所谓的重大改进体现在哪里呢？
一般来说，空调系统冗余备份是常规的处理机制。一旦运行设备出现故障停运，冗余设备开始启动，这种方法俗称为“冷备”。
冷备的潜在风险在于重启系统再快也需要一定的过程。在P4实验室的项目中，时间就是生命，任何延误都可能导致严重的后果。
对此，西门子建设性地提出了“热备”控制方案。相对于“冷备”而言，“热备”具有稳定性高，响应速度快的优势，可使风险降到最低。
所谓“热备”就是两套空调机组各自以50%的工作负荷同时运行。一旦一套机组出现异常甚至停机，另一套机组随即从50%工作负荷调整到100%。这样能规避启动的延时，响应速度快，系统稳定性高，保证安全。
挑战在于，“热备”对技术要求更高，该模式要求两套控制系统高度配合，对于控制系统的编排、运行稳定性的要求以及工程实施人员的专业水平要求更高。西门子团队在这方面有着深厚的专业积累，出色地完成了任务，满足客户的要求。
武汉P4实验室基于最高级别的生物安全等级，满足极端苛刻的条件要求，属于业界顶级案例。在未来生物安全防护实践中，具有极强的典型性和极高的借鉴价值。
对于一个国家来说，P4实验室代表着尖端的科技实力。作为中国传染病防治的基础研究与开发中心、烈性毒种保藏中心和WHO参考实验室，它的建成标志着中国真正拥有了研究、对抗埃博拉病毒等烈性病原体的硬件条件，承担起保障世界生物安全的大国担当。