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实验室建设

实验室建设

实验室建设,无论是新建、扩建或是改建,应综合考虑实验室的总体规划、合理布局和平面设计,以及供电、供水、供气、通风、空气净化、安全措施、环境保护等基础设施和基本条件。

实验室如果设在一个综合楼宇的,应该是毒理实验室、理化实验室、微生物实验室,由上向下的顺序分层设置。

一、化学分析实验室化学分析实验室往往涉及有毒、易燃、易爆、强酸碱等物质,有机和无机化学分析实验室有其共性、但又有些差异。

有机化学分析实验室对防爆及通风要求比无机化学分析实验室要求相对较高,通常要增加防爆和通风设施。

1.化学分析实验室平面布局

1.1化学分析实验室标准单元组合设计,应根据工作量大小、工作流程等设1/2单元、一个标准单元或一个以上标准单元组合的无机和有机多间化学实验室。

1.2试验台柜布置

1/2标准单元试验台柜宜设在一侧,不设中央实验台;一个标准单元组合设计的实验室,试验台柜宜设置在两侧,设一个中央台;多个标准单元组合的实验室台柜设在两侧,可设两个以上或多个中央台。

1.3化学实验室水点宜设在一侧或两侧试验边台中央位置,中央台水点宜设在靠窗或门侧端。

1.4送排风

1.4.1中央实验台设置的万向排风罩宜设在中央实验台试剂架两侧。

1.4.2试验边台万向排风罩或原子吸收罩排风依据需要设置,一般应设置在仪器发光点上方。

1.4.3通风柜宜于实验室墙体一侧靠近外窗布置。

设置一个或两个以上通风柜,通风柜台数应根据试验需求确定。

1.4.4实验室补新风:

排风量较大的实验室,应采取补新风措施,取室外新风,要经空气处理机处理后引进,实验室换气次数,应根据实验室内卫生环境设定换气次数,换气次数最低不少于4次/h。

2.化学实验室安全防护

2.1化学实验室应有防火设置:

对于有或产生易燃易爆物质的实验室,电线、照明、插座等应按防爆设计,符合消防规范。

2.2应急洗眼器,宜设肘动、脚踏、感应水龙头,事件证明肘动水龙头更为方便、实用。

2.3化学实验室对于存放或使用剧毒及危险品化学实验室和贮存间,应设危险品储存柜,出入口应设控制或视频控制装置。

2.4有供水的化学实验室,至少应设置一个地漏,以防止跑水时能够及时排水。

3.实验装修基本要求

3.1装饰材料应达到防火要求,应选用A级防火材料。

3.2隔断墙设玻璃开窗,大于1.50m2必须使用安全玻璃,安全玻璃的最大许用面积应符合3.2表1的规定。

3.2表1安全玻璃最大许用面积

玻璃种类

公称厚度(mm)

最大许用面积(m2)

钢化玻璃

4

2.0

5

3.0

6

4.0

8

6.0

10

8.0

12

9.0

注:

本表摘自《建筑玻璃应用技术规范》JGJ113-2009

3.3电源插座于实验边台上,高度不小于100mm,以利于使用方便。

3.4实验边台,设试剂架(柜)不宜设置在透视窗墙体侧。

3.5中央实验台不宜设地插,因小型仪器多布设在实验边台上。

3.6实验台的水点,宜采取上给下行方式,给水恒干管宜敷设在底层或地下室顶板上。

化学实验室宜以大开间为主,按工艺流程进行设计。

二、仪器分析实验室仪器分析实验室的功能是利用各种仪器对样品进行定性与定量分析的专用实验室。

仪器分析室一般可分为大型精密仪器室和小型(或称普通型)仪器室。

1.仪器分析室

1.1大型仪器分析室大型精密仪器室按仪器的类型一般分为光谱室、气相色谱室和液相色谱室。

1.1.1光谱室

光谱室一般放置原子吸收光谱仪(AAS)、原子荧光光谱仪(AFS)、原子发射光谱仪(AES)、等离子体发射光谱仪(ICP)、等离子体发射光谱-质谱联用仪(ICP-MS),不宜和气相、液相质谱放在同一房间。

1.1.2气相色谱室气相色谱室主要放置气相色谱仪(GC)、气相色谱-质谱联用仪(GC-MS/M)S。

1.1.3液相色谱室

液相色谱室一般放置液相色谱仪(LC)、液相色谱-质谱联用仪(LC-MS/MS),液相色谱-质谱联用仪一般要求适温地狱25℃,宜设单间,空调控温。

1.2小型仪器室小型仪器室主要仪器包括紫外-分光光度计(UV-VIS)、红外-分光光度计(FT-IR)、电位滴定仪、放射免疫检测仪、阿贝遮光仪、浊度计、旋光仪、粘度计、PH计等。

2.仪器分析实验室平面布局

2.1仪器分析实验室标准单元组合设计应符合仪器功能、工艺流程、同类仪器数量等。

设1/2标准单元,一个标准单元或一个以上标准单元组合的仪器分析实验室。

2.2同类仪器宜集中布置,有供气需要的仪器靠近气瓶室以便于气体管道的铺设。

室内应有良好通风。

2.3仪器分析实验室宜靠楼宇的北向侧集中布置,应有利与基础实验室统一考虑通风空调系统、恒温恒湿、防护等方便的措施。

2.4仪器分析实验室应远离振动源布置,有恒温恒湿、净化级别要求的应按要求进行设计。

如等离子质谱发射光谱-质谱联用仪(ICP-MS)、液相色谱-质谱联用仪(LC-MS/MS)等对室内环境净化温度单间布置等要求。

2.5台柜布置

2.5.1依据仪器分析实验室的标准单元组合设计进行仪器台柜的合理布置。

2.5.2大型精密仪器室的仪器台一般要求宽度约800mm-1000mm或更宽,高度760mm-840m。

m仪器台内墙留有500mm-800mm的通道,根据需要设置电源插座、网络接口、气体管路接口等。

2.5.3小型仪器室的仪器台可按普通实验边台或中央台设置,并提供足够的电源插座即可。

2.5.4仪器台需要稳定,宜采用全钢结构,或钢木结构台面等。

2.5.5小型仪器台宜沿墙设置,环境条件宜满足仪器的要求,红外光谱仪、旋光仪等要求恒温恒湿环境。

3.送排风

3.1仪器分析室的排风主要是局部排风,通风装置有原子吸收罩和万向排风罩。

原子吸收罩主要用于原子吸收光谱仪、原子荧光光谱仪、原子发射光谱仪和等离子发射光谱仪等的仪器室;万向排风罩主要用于气相色谱仪、液相色谱仪等的仪器室。

3.2为了达到节能目的,通风系统应加装变频和采用补新风装置,补进的空气应经过过滤后进入室内,以保证仪器室的洁净度。

4.气体供应

4.1仪器分析室所用的气体有:

氮气、氦气、氩气、空气、氢气、乙炔气等,空气、氢气常用气体(源)发生器提供。

氮气、氦气、氩气、乙炔气等用压缩气体钢瓶提供。

4.2建立气瓶室采用集中供气方法,即把气瓶集中在可燃气体房间与非可燃气体房间,气体管路由气瓶间进入室内,各种气体管路按规定排列,室内管线通过稳压阀分向每一台仪器用气接口。

4.3气瓶室有气体钢瓶、气瓶柜、各种气体减压阀、排风装置、气路系统等,气瓶室应使用防爆开关和防爆灯具,气瓶室明显可视处应设标牌标识和声光报警装置。

4.4气体管道的组成一般包括气源、切换、管道、调压、泄漏、报警及紧急切断系统。

对于氢气、乙炔气等易燃易爆气体,还应设有气体回火防止器安全装置。

4.5气瓶间应不得靠火源、热源、有腐蚀性的环境,宜设在通风、干燥的环境。

一般把气瓶室设在实验楼(室)旁侧。

5.仪器分析实验室装修基本要求

5.1仪器分析室的建筑装修标准通常高于化学分析实验室,仪器分析实验室要求防尘、防腐蚀、并应有防静电措施。

5.2有空调净化的实验室、房间不得有开启的外窗,房间的门应有自动关闭功能。

5.3仪器分析室宜建在楼宇北方侧,若受保护限制,设在楼宇南、东、西向侧时,外窗应采取遮阳、窗帘等措施防止阳光直射,避免眩光。

5.4仪器分析室为了仪器设备搬运方便宜设仪器设备专用门。

5.5仪器室的各种管线宜暗敷,当管线穿越楼板时宜设技术竖井。

5.6室内天花上安装的风口、灯具以及墙体上的各种箱柜等应于天花、墙体齐平,协调布置。

三、基因扩增(PCR)实验室

1.PCR实验室分区

PCR实验室根据使用仪器的功能合理设置各个区域,如采用聚合酶联反应:

则设置试剂储存和准备区、标本制备区、扩增区、扩增产物分析区四个单独的工作区域。

样品需要粉碎处理的,还需增设样品粉碎区;若使用实时荧光PCR法:

基因扩增区、基因产物分析区可以合并;采用标本处理、核酸提取及扩增检测为一体的全自动化PCR分析仪,则标本制备区、扩增区、扩增产物分析区可合并为一个区域,因此PCR实验室原则上设置五个区或四个区或三个区或二个单独的工作区。

2.PCR实验室建设与装修

2.1根据使用采用仪器的不同确定五个或四个或三个或二个区域,各区域必须设置缓冲间,缓冲间宜设正压,使室内空气不流向室外,室外空气不流向室内,以减少室内外空气交换。

也可设专用走廊,但缓冲间比专用走廊更为重要。

2.2PCR实验室空气流向,可按照试剂储备和准备区→标本制备区→扩增区→扩增产物分析区方向进行空气压力递减方式控制气流流向,防止扩增产物顺空气气流逆向进入扩增前的区域。

也可通过负压排风装置、排风扇或其它可行的方式进行。

2.3压差与净化级别

2.3.1试剂贮存和准备区、样品处理区应设微正压,以防止外界核酸气溶胶的进入,造成污染,可以通过空气进风风量的大于排风量达到正压效果。

2.3.2核酸扩增区、产物分析区应设微负压,防止含核酸的气溶胶扩散出去而污染试剂与样品,造成假阳性结果,可以通过控制排风风量大于进风风量达到负压效果。

2.3.3PCR实验室并没有严格的净化要求,若需要一般采用净化级别8或9级(即万级或十万级)。

3.装饰材料

3.1吊顶与隔墙:

采用彩钢夹心板等材料要符合国家关于实验室的消防规范。

应结构牢固、气密性好;所有阴角应采用弧形线条过渡,墙体内壁光洁不吸附、易清洁消毒、耐腐蚀。

功能相近的实验室隔墙设置比例适宜的透视窗,透视窗以双面玻璃为好,这样能保持与墙体齐平,隔墙距走廊隔墙不低于1.5米为宜,吊顶棚高以2.4~2.6m为宜。

3.2地面:

实验室建议采用PVC卷材或环氧树脂整体地面,地面与墙交界处应圆弧过渡上墙120mm-150m(m需用水冲刷房间),使用进口橡胶卷材(片)更佳。

地面材料与其他围护结构交界处应安全平齐过渡,无缝隙和裂纹,地面铺设前采用自流平处理,地面平整性好、易清洁、耐腐蚀。

3.3门:

彩钢板门框为冷轧槽钢,外加铝型材,配专用密封条,优质闭门器,设可视窗,门单向锁定。

缓冲间的门与主实验室的门有互锁功能。

3.4传递窗:

各实验室区间设不锈钢互锁功能传递窗并具有消毒功能,试剂和标本通过传递窗传递,保证试剂和标本在传递过程中不受污染(人物分流)。

3.5给排水系统:

给排水管宜设在缓冲区。

给水管路最好采用薄壁不锈钢钢管,管上安装逆止阀。

缓冲区设洗手盆,手动水龙头;标本制备区、扩增产物分析区设洗手盆,水龙头(感应、脚踏、手动)和洗眼器。

如果设置地漏,地

漏采用不锈钢密闭地漏。

3.6照明:

灯具要选用净化灯具,便于清洗不积尘。

4.安全与自动系统

4.1疏散出口(专用走廊)设置专用疏散指示灯(标识)及应急照明。

4.2送排风系统采用变频控制,并联动互锁,即工作时先启动排风机后启动送风机。

停机时相反,并设事故自动报警装置。

4.3自动系统发生故障时由手动控制装置控制,自动控制系统设备及主件采用进口产品为宜。

4.4网络与通信:

各区域实验室、缓冲室设网络终端,在专用走廊设电话分机。

4.5强电系统:

实验室用电负荷为一级负荷,采用双路电源供电,设自动切换装置,配电箱单独设置。

根据实验室各区域功能合理配置三相和单相电源,穿管暗线埋设,大型仪器接地线布局到位。

实验室照度满足规范要求(最低照度为200lx),装有紫外线灯,照射无死角。

5.基因扩增实验室(PCR实验室)设计参考文件

文件1、关于批准发布《疾病预防控制中心建设标准》建标127—2009号。

文件择录第13页:

附表一疾病预防控制中心特殊用途实验室用房建筑面积指标。

项目名称

建筑面积

(㎡)

备注

项目功能

室内环境要求

其他

PCR实验室

试剂配备室

25~35

聚合酶链

反应实验

宜为正压

1、适用于有一定生物安全隐患的实验;2、实验流向、气流、人流、物流均为单向流。

样品处理室

20~30

宜为BSL-2或以

上等级实验室

核酸扩增室

20~30

压强不高于样品处理室,局部5级净化

产物分析室

20~30

压强低于核酸扩

增室

文件择录第37页:

如组合形式PCR实验室(基因扩增实验室),根据特定专业要求,应设五个(或四个/三个)相互隔离的工作区域,即试剂贮存和准备区、样品粉碎区(根据需要设置)、样品制备区、扩增反应混合物配制和扩增区以及产物分析区;当采用荧光PCR时,扩增区和产物分析区可合并为一个区域。

为了减少不同工作区之间的空气交换量,各个工作区的出入口应设置缓冲间,并且建筑条件许可时,可设置专用走廊,形成定向的人流、物流与实验流程。

同时对室内环境也有特定要求,需设置通风系统,形成定向的气流保护区,避免各个实验区之间的相互干扰。

文件2、医疗机构临床基因扩增检验实验室管理办法—卫办医政

发【2010】194号:

附件—医疗机构临床基因扩增检验实验室工作导则。

文件择录:

一、临床基因扩增实验室的设计临床基因扩增检验实验室区域设计原则。

原则上临床基因扩增检验实验室应当设置以下区域:

试剂储存和准备区、标本制备区、扩增区、扩增产物分析区。

这4个区域在物理空间上还是在使用中,应当始终处于完全的分隔状态,不能有空气直接相通。

根据使用仪器的功能,区域可适当合并。

例如使用实时荧光PCR仪,扩增区和扩增产物分析区可合并;采用样本处理、核酸提取及扩增检测为一体的自动化分析仪,则标本制备区、扩增区、扩增产物分析区可合并。

临床基因扩增检验实验室的空气流向。

临床基因扩增检验实验室的空气流向可按照试剂储存和准备区→标本制备区→扩增区→扩增产物分析区进行,防止扩增产物顺空气气流进入扩增前的区域。

可按照试剂储存和准备区→标本制备区→扩增区→扩增产物分析区方向空气压力递减的方式进行。

可通过安装排风扇、负压排风装置或其他可行方式实现。

二、临床基因扩增检验实验室工作基本原则。

(一)进入各个工作区域应当严格按照单一方向进行,即试剂储存和准备区→标本制备区→扩增区→扩增产物分析区。

(四)实验室的清洁应当按试剂储存和准备区→标本制备区→扩增区→扩增产物分析区方向进行。

不同的实验区应当有各自的清洁用

具以防止交叉污染

三、临床基因扩增检验实验室各区域工作注意事项

(二)标本制备区。

由于在样本混合、核酸纯化过程中可能会发生气溶胶所致的污染,可通过在本区内设立正压条件,避免从邻近区进入本区的气溶胶污染。

为避免样本间的交叉污染,加入待测核酸后,必须盖好反应混合液的反应管。

对具有潜在传染危险性的材料,必须在生物安全柜内开盖,并有明确的样本处理和灭活程序。

文件3、全国艾滋病检测技术规范(2009年修订版)

第22页4.HIV核酸检测实验室要求

4.1实验室分区和功能实验室应设置两个独立的工作区域:

核酸扩增前区和核酸扩增后区。

核酸扩增前区包括试剂准备区和样品处理区,设在不同房间或区域;核酸扩增后区包括扩增区和扩增产区分析区,设在不同房间或区域。

4.1.4在满足下列要求的前提下,核酸扩增前区或核酸扩增后区可设在一个房间内。

4.1.4.1核酸扩增前区实验室内设置两个不同的位置的实验区,试剂配制在超净工作台中操作,样品处理在生物安全柜内进行。

4.1.4.2在核酸扩增后区使用全封闭的扩增和检测系统时,如实时荧光PCR仪等。

4.5.4单向工作流制度

4.5.4.1实验室的气流应从扩增前区流向扩增后区,不得逆向流

动。

建议扩增前区弱正压状态,扩增后区保持弱负压状态。

4.5.4.2实验室人员单向工作流向应该为:

试剂储存和准备区→标本制备区→扩增区→扩增产物分析区,不得逆向流动。

原则上实验人员在扩增后区工作后当天不能再返回扩增前区工作。

4.5.4.3实验室用品单向工作流向应该为:

试剂储存和准备区→标本制备区→扩增区→扩增产物分析区,不得逆向流动。

实验用品包括实验材料(试剂、样品和扩增产物)、实验器材(容器、板架、实验服帽子、口罩、手套、鞋套)、办公用品(记录纸、笔等)以及清洁材料等。

文件4、出入境检验检疫行业标准SN-T1193—2003基因检验实验室技术要求

文件择录

3.实验室总体要求

3.1基因检验实验室区域设置原则基因产品检测实验室分为五个隔开的工作区域;试剂储存和准备区、样品粉碎、标本制备区、扩增反应混合物配制和扩增区、扩增产物分析区。

如果使用荧光PCR仪,扩增区和扩增产物分析区可以合并。

3.1.3样品制备区

本区可部分或全部设为正压条件。

从实际贮存和准备区拿来的主反应混合液,在此区正压条件下加入待测核酸后,必须盖好核酸反应物的反应管,再次进入反应扩增区。

3.1.5扩增产物分析区本区的功能为:

扩增片段的测定。

本区是最主要的扩增产物污染来源,本区如采用负压条件或减压情况下(如安装排风扇)可减少扩增产物从本区扩散至前面区域的可能性。

3.2基因检验实验室人员操作要求进入各工作区必须严格按照单一方向进行,即试剂储存和准备区→标本制备区→扩增反应混合物配置和扩增区→扩增产物分析区。

实验室的清洁应按试剂储存和准备区→扩增产物分析区方向进行。

不同的实验区域应有各自的清洁用具。

四、生物洁净实验室洁净室和洁净实验室及相关受控环境保证空气中悬浮粒子被控制在合适的级别,以确保完成对污染敏感的有关活动。

洁净室除悬浮粒子洁净度要求外,还有许多因素必须在洁净室和洁净实验室及其受控环境的设计,技术要求、运行和控制中予以考虑。

1.不同气流流型洁净实验室洁净室气流形式可以分为单向气流和非单向气流两种。

如果综合利用两种气流,通常叫做混合气流。

ISO5级或高于5级的洁净室采用单向气流,而ISO6级或低于6级的洁净室通常采用非单向气流和混合气流形式。

级别较高、不要求采用单向气流的洁净室,最好用空气流速较高的区域把洁净室内的工艺核心区分离开,可以被称作单向气流的改良的单向气流系统。

1.1单向流洁净室单向气流可以是垂直的或水平的两种单向气流都依最终过滤的送风和回风入口,它们几乎是相对设置,这样才能使气流的流动形式保持尽可能呈直线状。

两种设计都具有一个重要特性,既保证在工艺核心处气流形式尽可能不受干扰。

在与洁净气流垂直的平面上,所有位置都具有相同的洁净度等级。

无论是水平的还是垂直的单向流,都可在过滤器的上流侧安装静压箱。

静压箱有助于通过适当的分配上流侧空气来尽量减少由于下流分配而造成的过滤器组的变化或者过滤器介质本身的变化。

使用静压箱的系统在设计静压箱时应确保气流均匀,并尽量降低压降。

也可用带单个静压箱的过滤器。

单向气流的干扰:

采用单向气流的洁净室,在室内物理障碍,如工艺设备,操作程序、人员的移动和样品的传送等方面应考虑基本的空气动力要求,防止在对污染敏感的活动周围产生空气紊流。

就要采取必要的措施避免气流干扰和不同的工作台之间产生交叉污染。

1.2非单向流的洁净室

非单向气流的洁净室,空气流过分布于入口平面上多个位置的过滤器出口,并通过远处的位置返回。

过滤器出口可以等距离分布于整个洁净室内,或成组分布于工艺核心区上方。

对洁净室来说,过滤器出口的位置非常重要。

最终的过滤器位置可能很远,但应该采取特别措施,防止过滤器和洁净室之间相互污染(如,监控表面洁净度和气密性,避免引入污染,以及采取去污措施)。

在非单向气流系统中回风的位置不像单向气流的应用中那么重要,但仍应像注意送风一样注意回风的分布,这样可以尽量减少洁净室中盲区。

1.3混合流洁净室采用混合气流的洁净室在同一个区内既有单向气流,又有非单向气流。

2.洁净室的平面布局洁净室以控制无生命微粒为主的是工业洁净室,以控制生命微粒为主的是生物洁净室。

以控制生命微粒为主的生物洁净室不仅对空气中悬浮颗粒子的污染控制在合适的水平,还要实行微生物控制,为保护洁净室和净化空气设备不受低洁净的邻区的污染,在洁净室或生物洁净室的设计时,应充分考虑实验室的合理布局、节能运行。

洁净室应该在实用,允许的情况下保持最小尺寸,并把未来的需求考虑进去,一般情况下,如果要求的空间很大,应该分成几个带或还带物理屏障的区或房间。

生物洁净室设有洁净度要求的操作间、缓冲间等洁净区和无洁净度级别控制要求的准备间、结果判定间、培养间等辅助用房,条件允许宜建正压的气闸室,以阻断室外空气的污染。

平面设计见参考图。

3.建筑装饰

洁净室建筑装饰工程施工,应在主体结构、屋面防水工程和外围结构验收完成后进行。

洁净室的建筑装饰材料除应满足隔热、隔声、防震、防虫、防火、

不吸尘、不积尘等要求外,还应保证洁净室的气密性和装饰表面不产尘、不吸尘、不积尘,并应易清洗。

五、生物安全实验室(BSL-2)生物安全实验室是通过防护屏障和管理措施达到生物安全的微生物实验室和动物实验室。

生物安全实验室由防护区和辅助工作区组成。

1.实验室设计原则及基本要求

实验室选址、设计和建造、防火和安全、建筑材料和设备等应符合国家和地方环境保护和建设主管部门等的规定和要求。

1.1生物安全试验的位置要求:

一级、二级生物安全实验室可共用建筑物与建筑物其他部分可相通可设在一侧或一端,其建筑间距需满足排风间距要求。

为关联办公区和邻近的公共空间提供安全的工作环境及防止危害环境。

1.2实验室的走廊和通道应不妨碍人员和物品通过;应设计紧急撤离路线,紧急出口应有明显标识;房间的门根据需要安装门锁;(实验室有可控制进出自动关闭带锁的门)门锁应便于内部快速打开。

需要时(如:

正当操作危险样品室),房间的入口处应有警示和进入限制。

1.3实验室的防火和安全通道设置应符合国家的消防规定和要求,同时应考虑生物安全的特殊要求;必要时应事先征询消防主管部

门的建议

1.4应有专门设置设计空间以确保存储、转送、收集、处理和处置危险物料的安全。

1.5实验室的温度、湿度、照度、噪声和洁净度等室内环境参数应符合工作要求和卫生等相关要求。

1.6实验室设计还应该考虑节能、环保及舒适性要求和符合职业卫生要求及人机工效学要求。

1.7实验室应有防止节肢动物和啮齿动物进入的措施。

1.8生物安全实验室入口处设置更衣室或更衣柜。

1.9二级和三级中a类的缓冲间可兼做防护衣的更换间。

1.10生物安全实验室有洁净度和负压要求的室内净高不宜低于2.4m,棚上留有一定高度空间,以便于空调净化机组等设施的安装。

1.11生物安全实验室相邻区域和相邻房间之间根据需要设置传递窗,传递窗两门应互锁,并设有消毒灭菌装置。

1.12生物安全柜:

应置于排风口附近,并远离房间门和人员活动少的位置,每增加一台生物安全柜,应增加10m2的建筑面积。

2.生物实验室建设参考文献

(1)《生物安全实验室建筑技术规范》(GB50346-2011)

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