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    實(shí)驗室設計關(guān)鍵8要素

    來(lái)源:現代實(shí)驗室裝備網(wǎng)         發(fā)布時(shí)間:2019-05-28 返回列表
      實(shí)驗室建設是一項系統的工程,涉及周期長(cháng)、預算限制、場(chǎng)地制約、地理位置、氣候特點(diǎn)等諸多因素,需要有系統的、閉環(huán)的思維和理念。正所謂磨刀不誤砍材工,實(shí)驗室建設需要提前在實(shí)驗室設計階段打好基礎,才能不至于出現在裝修階段、驗收階段、使用階段,甚至是后期的維護階段發(fā)現各種各樣令人頭疼的后遺癥,相信很多實(shí)驗室管理人員都有過(guò)類(lèi)似的失敗經(jīng)歷。
      那么一個(gè)好的實(shí)驗室設計方案應該關(guān)注哪些因素呢?
      第一、實(shí)驗室平面布局設計
      實(shí)驗室平面布局設計是根據實(shí)驗室性質(zhì)、實(shí)驗室的目標定位、實(shí)驗室的功能要求、實(shí)驗類(lèi)型以及實(shí)驗工藝流程等因素,按照國家相關(guān)標準針對實(shí)驗室既有場(chǎng)地進(jìn)行科學(xué)、合理的功能間區分和布局的工作。
      實(shí)驗室平面設計要求實(shí)驗室設計師必須熟悉我國建筑裝飾知識、我國實(shí)驗室相關(guān)標準和規范、熟悉所設計的實(shí)驗室實(shí)驗工藝流程等。
      第二、實(shí)驗室面積及儀器擺放
      實(shí)驗室設計前應根據該實(shí)驗流程來(lái)確定儀器的種類(lèi)、數量、規格型號、外形尺寸、電壓功率等參數以及擺放位置,設計師針對性的做出儀器電源、給排水、供氣、純凈水以及排風(fēng)管道接口的設計。根據儀器數量及放置位置確定各區域所需面積,分割有效利用空間。儀器擺放不僅要方便工作,還要考慮地面承重問(wèn)題。
      第三、通風(fēng)系統設計
      實(shí)驗室通風(fēng)系統設計是實(shí)驗室設計中的重中之重,也是實(shí)驗室建設成敗的關(guān)鍵因素。實(shí)驗室通風(fēng)系統設計包含排風(fēng)系統和補風(fēng)系統兩方面。
      實(shí)驗室通風(fēng)系統的設計應根據《采暖通風(fēng)與空氣調 節設計規范》GB50019-2003,《民用建筑供暖通風(fēng)空氣調節設計規范》GB50736-2012等規范,排風(fēng)系統則需要通過(guò)實(shí)際實(shí)驗室所需排風(fēng)風(fēng)量、管道長(cháng)度、管道走向以及現場(chǎng)實(shí)際情況,依據流體力學(xué)進(jìn)行綜合的分析計算,科學(xué)合理的設計排風(fēng)系統,進(jìn)而達到設計上實(shí)驗室的安全、舒適、節能等目的。
      補風(fēng)系統,則應根據實(shí)驗室類(lèi)型的要求進(jìn)行設計,以實(shí)現特定的實(shí)驗室對房間壓差的特定要求。一般理化實(shí)驗室要求保持微負壓(-5Pa—-10Pa)狀態(tài);個(gè)別特殊的生物安全實(shí)驗室則有壓力梯度的要求,如標準的PCR實(shí)驗室四個(gè)功能區壓力就是要求遞減,試劑準備區(+5Pa)→樣品制備區(+0Pa)→基因擴增區(-5Pa)→產(chǎn)物分析區(-10Pa)。這樣的實(shí)驗室在設計時(shí)需要通過(guò)送排風(fēng)的控制來(lái)實(shí)現。
      第四、電氣工程設計
      實(shí)驗室電氣工程設計包含強弱電兩方面。強電方面主要包含儀器用電、照明插座等,弱電包含:網(wǎng)絡(luò )、數據通信、廣播、視頻監控等等。
      強電設計應根據各儀器設備功率匯總,按功能間、樓層、整棟大樓一級一級的進(jìn)行統計,依據電氣工程學(xué)相關(guān)知識進(jìn)行配電系統的設計。每個(gè)儀器間單獨設置房間終端配電箱,且主要儀器需要單獨留出一個(gè)回路,不能與房間照明或其他插座串聯(lián),這樣主要是滿(mǎn)足儀器設備的使用和維護要求。樓層配電箱應安置在專(zhuān)用的配電房,設置門(mén)鎖,需專(zhuān)人管理。
      實(shí)驗室應配備UPS(不間斷電源)為實(shí)驗室主要設備提供保護。根據實(shí)驗室設備用電參數,確定不間斷電源功率及電流參數,應注意不間斷電源的選擇應為實(shí)驗室發(fā)展預留足夠空間,考慮未來(lái)一段時(shí)間實(shí)驗室添置儀器設備的可能性及計劃購置儀器的參數,然后充分預留配電負荷。電插根據需要可設計在墻面或地面,地面電插應有一定程度的防水,電插位置應靠近所供電儀器,減少地面走線(xiàn)使實(shí)驗室更加整潔。由于不間斷電源散熱、噪音較大,實(shí)驗室規劃時(shí)在后部設置了獨立供電房并在房間中安裝專(zhuān)用空調。
      弱電方面:針對現代實(shí)驗室發(fā)展要求和科技發(fā)展趨勢,建議主要房間都要設計多個(gè)網(wǎng)絡(luò )通訊端口和至少一個(gè)電話(huà)接口;實(shí)驗室規劃設計階段需要在主要通道設計攝像頭進(jìn)行實(shí)驗室管理監控,有條件的可以每個(gè)房間設計,甚至重要精密儀器室加強攝像監控。
      第五、給排水設計
      實(shí)驗室給排水包含自來(lái)水和純水。因為實(shí)驗室的給排水最好的方式都是采用暗裝,所以設計如果有遺漏的話(huà)將會(huì )給后期的實(shí)驗室管理帶來(lái)很大的不便和煩惱。
      普通自來(lái)水一般而言,實(shí)驗室給水管道選用優(yōu)質(zhì)的U-PVC管道,主管可以選用6′,支管可以選用4′;排水管選用優(yōu)質(zhì)的PPR管道,一般選擇φ50或φ75,特殊情況可以選用φ110的。
      純凈水,根據所有設備滿(mǎn)負荷運行所需純水水量及等級確定合適制水設備,所選設備水處理能力也應預留足夠空間。設計中將噪音最大的氣泵(為自動(dòng)化流水線(xiàn)提供氣體壓力)和純水處理儀放置在中心實(shí)驗室后部獨立的水機房,純水儀防漏管道直接聯(lián)通實(shí)驗室排水系統,并在機房?jì)仍O置了吸水泵,方便處理一定程度的泄露。此外,還在實(shí)驗室儀器軸線(xiàn)上設置了兩個(gè)地底凹槽,給排水管路全部鋪設在地下。
      第六、實(shí)驗室溫度、濕度要求 (空調系統)
      實(shí)驗室的溫濕度應根據實(shí)驗要求設計,普通的理化室采用普通的分體空調或多聯(lián)機即可。對于精密儀器室對溫濕度有一定的要求,比如ICP、ICP-MS等。另有一些特殊的如纖維檢驗、紙品檢測、紡織面料等對溫濕度都有更高的要求。設計師在設計這樣的實(shí)驗室是需要依據標準針對性的選材。
      紡織品和紡織原料檢驗的標準大氣按ISO139和GB6529標準規定,溫度20±1 ℃,相對濕度65%±2%;紙張、紙品和紙箱類(lèi)商品檢驗的標準大氣按照ISO187和GB10739標準規定,溫度23±1℃,相對濕度50%±2%。除了常規溫濕度的恒溫恒濕實(shí)驗室,還有其它特殊的5-18℃低溫、30-80℃高溫、相對濕度要求小于40%RH低濕、相對濕度高于80%RH的高濕等特殊要求的恒溫恒濕實(shí)驗室。
      第七、照度及噪音控制設計
      根據生物安全實(shí)驗室建筑技術(shù)規范要求BSL-2實(shí)驗室照度不低于300Lux,噪聲不超過(guò)68dB6。實(shí)驗室內裝修前,向施工方提出了實(shí)驗室的照度要求,建成后又進(jìn)行了照度檢測,機房照度約為285-319lux,核心工作區照度約為375-384lux,基本符合BSL-2實(shí)驗室建設標準。采取水電獨立等措施后實(shí)驗室環(huán)境噪音明顯減小,尤其是在相對獨立的核心工作區測定分貝數與普通診室基本相同。
      第八、凈化及凈化等級
      實(shí)驗室建設前應根據微生物和生物醫學(xué)實(shí)驗室生物安全通用準則、GB19489-2008實(shí)驗室生物安全通用要求、病原微生物實(shí)驗室生物安全管理條例(國務(wù)院424號令)進(jìn)行生物安全評估,確定實(shí)驗室是否需要凈化以及凈化等級〔2-4〕。
      評估結果:自動(dòng)化實(shí)驗室防護水平應不低于BSL-2級實(shí)驗室要求,實(shí)際設計中實(shí)驗室各項指標完全符合BSL-2實(shí)驗室要求,包括明確標識、獨立更衣室、獨立庫房,配備了洗眼器、高壓蒸汽滅菌器及應急工具。此外還在設計中參考了BSL-3實(shí)驗室建設的部分要求[5]。樓層高度不小于2.6m,實(shí)驗室內通道凈寬不小于1.5m,門(mén)寬度不小于1m,同時(shí)門(mén)的高度與寬度應方便實(shí)驗室內儀器運輸,建成后實(shí)驗室門(mén)禁系統、換氣頻率、溫濕度控制等部分指標達到了BSL-3級實(shí)驗室水平。
      綜上,實(shí)驗室建設是一個(gè)系統工程,不同于一般的商業(yè)或辦公環(huán)境設計建設,需要專(zhuān)業(yè)的團隊系統作業(yè),出具縝密的建設方案。

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