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实验室规划设计


现代实验室规划设计理念

随着科学实验室水平的不断发展,对实验室的功能性和规范化提出了更高的要求,高精尖的的实验仪器要发挥其应有的效果,必须借助于匹配的实验室配套装备。随着实验室资质认定、计量认证等体系的推广宣贯,以安全性、人性化、高科技为特征的现代化科学实验室新概念正逐步形成。
  凡事预则立,不预则废,同样,缜密而细致的前期规划是实验室建设成败的关键。
  在进行实验室规划设计之前,首先要了解目标实验室的总体规划,包括实验室的性质、目的、任务、依据和规模,确定实验室功能和仪器设备选型等。
  仪器设备的选型是实验室前期准备的落脚点,也是实验室整体规划的基础。其中大型仪器设备的选型直接关系到水、电、通风、气路等相关设施的布置,普通仪器设备的配置与实验室的区域划分关系密切。通常的做法是:按照相关的国家标准和检测规范,确定仪器设备的基本需求,参照同行业的已有做法并结合自身实际,确定仪器设备的选型。
  实验室规划设计中涉及到的内容主要有平面布置、给排水、电路、气路、通风、安全通道、吊顶、地面、墙面等。
1.平面布置图
  确定实验室整体平面布置图,明确实验室布局。实验室要求与办公区域有效隔离,功能区域划分明晰,实验间互不干扰,疏散通道畅通。
  在现代化实验研究机构中,实验室通常按物理、一般化学、有机合成化学、生物学来分类,根据需要设置天平室、精密仪器室、高温室、标样室、制水间、洗涤室、预处理室、仓库等。在药品,医学,食品,农林畜牧等领域的实验室中,可靠性高的无菌,无尘环境是必不可缺的。在生物实验室中,一般考虑检查,测试,照相,洗相等数据处理工作流程的特殊要求,通常可在进口处设置洗涤台和干燥台。
  有使用剧毒品和易制毒品试剂的实验室必须按照要求设置专用剧度品仓库,需要设置铁门、铁窗、铁柜,设置110联动报警系统。
2.给排水
 
实验室的给水遵循方便就近取用的原则,在必要的地方如洗涤区设置热水系统。排水重点要关注地漏的设置,以及排热水区域对排水管管材的耐高温要求。
根据所有设备满负荷运行所需纯水水量及等级确定合适制水设备,所选设备水处理能力也应预留足够空间。该室设计中将噪音最大的气泵(为自动化流水线提供气体压力)和纯水处理仪放置在中心实验室后部独立的水机房,纯水仪防漏管道直接联通实验室排水系统,并在机房内设置了吸水泵,方便处理一定程度的泄露。此外,还在实验室仪器轴线上设置了两个地底凹槽,给排水管路全部铺设在地下。
 3.电路
  电路设计须考虑整体功率的大小、三相电要求、特殊仪器稳定性的要求。为方便操作和满足安全管理的要求,实验室一般要求设置独立控制开关,且建议实验室配备大功率不间断电源为实验室全部设备提供保护,各设备分别进行电源保护,不易维护且浪费空间。根据实验室设备情况,确定不间断电源功率及电流参数,应注意不间断电源的选择应为实验室发展预留足够空间,建议负荷功率应在现有仪器总功率两倍以上。电插根据需要可设计在墙面或地面,地面电插应有一定程度的防水,电插位置应靠近所供电仪器,减少地面走线使实验室更加整洁。由于不间断电源散热、噪音较大,实验室规划时在后部设置了独立供电房并在房间中安装专用空调。
  一个正确和良好的接地系统对分析实验室仪器正常、可靠和安全运行是非常必要的。
4.气路
 
  供气模式有集中供气和单独供气两种,原则上对于仪器使用的特殊气体配管,应该尽量接近分析仪器。
5.通风系统 
  通风是实验室设计中不可缺少的一个组成部分。为了使实验室工作人员不吸人或咽人一些有毒的、可致病的或毒性不明的化学物质和有机体、实验室中应有良好的通风。
实验室的通风方式有两种,即局部排风和全室通风。局部排风是在有害物产生后产即就近排出,这种方式能以较少的风量排走大量的有害物,节能有效,是改善现在实验室条件可行和经济的方法,也是适应现代化实验室通风建设的最好的方式,被广泛采用。对于有些实验不能使用局部排风,或者局部排风满足不了要求时,应该采用全室通风。专业性通风系统如无菌系统的通风系统必须是自成体系的。通风系统的关注焦点是进出风口位置的确定和风口的预埋。
6.洁净等级
实验室是否需要净化以及净化等级 实验室建设前应根据微生物和生物医学实验室生物安全通用准则GB19489 -2008实验室生物安全通用要求和病原微生物实验室生物安全管理条例(国务院424号令)枠进行生物安全评估,确定实验室是否需要净化以及净化等级〔2‐4〕 。该室评估结果认为自动化实验室防护水平应不低于BSL‐2 级实验室要求,实际设计中实验室各项指标完全符合BSL‐2 实验室要求,包括明确标识、独立更衣室、独立库房,配备了洗眼器、高压蒸汽灭菌器及应急工具。此外还在设计中参考了BSL‐3 实验室建设的部分要求〔5〕 。楼层高度不小于2 .6 m ,实验室内通道净宽不小于1 .5 m ,门宽度不小于1 m ,同时门的高度与宽度应方便实验室内仪器运输,建成后实验室门禁系统、换气频率、温湿度控制等部分指标达到了BSL‐3 级实验室水平。
  7.安全通道
  实验室规划设计中不能忽视对安全通道的,特别是实验室室内设计中的安全距离设计。
  (1)安全门:作为疏散通道。门宽900 1500mm,其中单门一般为900 f il m,双门有1200、1400、1500 r a i n等。
  (2)安全距离:对于主通道来说,若两个实验台双面操作,距离应≥1500 mm;单面操作≥1200mm;有排毒柜的话,距离应≥1500 i nm,且特别注意排毒柜不能放置在靠近门口的位置。
  (3)通道距离:一般建筑内部的消防通道最小宽度是1200 nl l n,而实验室则不同,最少应留1500 m nl宽。
  8.吊顶
  吊顶的高度一般没有特别的要求,但专业性特别强的如无菌系统等对吊顶的高度有具体要求,必须关注。同时在吊顶施工过程中也应与通风系统的设施同步考虑。
   9.地面
  要针对不同实验室采用不同地面,不能在实验室内使用大理石地面。现在最常用的是PV C地面和还氧树脂地面两种,也有的用瓷砖。地面除了要注意类型外,还要注意上下水管道的位置等。
  10.墙面
包括柱体的位置、窗台高、踢脚板的宽度等都要确定清楚。








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