理化實驗室設(shè)計

筆者在2011年建立了現(xiàn)代化的新型食品檢驗實驗室，作為建設(shè)過程整體的經(jīng)驗者，本文就實驗室建設(shè)的一些基本理論和經(jīng)驗進行了以下探討。現(xiàn)代化食品檢測實驗室專業(yè)涉及食品化學(xué)、物理學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)和食品感覺評價等多個學(xué)科，功能上涉及供水、排水、通風(fēng)、排氣、強電、弱電、空調(diào)、消防、廢氣廢液處理、集中供氣等復(fù)雜技術(shù)，同時考慮環(huán)境保護、安全、可持續(xù)發(fā)展等多個因素

1、合理定位，科學(xué)規(guī)劃

在構(gòu)建專業(yè)實驗室的過程中，構(gòu)建的部分很重要，包括實驗室的定位和規(guī)劃，是整個實驗室建設(shè)的基礎(chǔ)和靈魂。

實驗室的定位是指實驗室在國際、國內(nèi)的定位(達到什么水平？)實驗室在行業(yè)(系統(tǒng))內(nèi)的定位實驗室在社會上的定位(行使政府的功能嗎？第三者的檢查是什么？通用實驗室？)實驗室位于地理區(qū)域。實驗室計劃包括實驗室建筑計劃和實驗室技術(shù)計劃兩個方面。實驗室建筑規(guī)劃包括建筑外觀、風(fēng)格、高度、園區(qū)布局等實驗室建設(shè)前，實驗室需求的調(diào)查過程實際上是確定實驗室整體規(guī)劃3~5年的過程，需要進行大量的前期調(diào)查，明確自己的需求和未來的發(fā)展方向，廣泛考察相關(guān)機構(gòu)建設(shè)的實驗室圖2:實驗室建設(shè)過程除此之外，還應(yīng)充分認(rèn)識到專業(yè)實驗室建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不是儀器和家具的簡單組合，而是工作環(huán)境的構(gòu)建和環(huán)境的構(gòu)建。

2、實驗室的設(shè)計必須比土建設(shè)計

構(gòu)造先于建設(shè)，只有構(gòu)造清楚，才能開始建設(shè)。通過專業(yè)手段具體實現(xiàn)抽象構(gòu)想的過程，包括實驗室的設(shè)計、設(shè)置、調(diào)整、維護、升級等。

3、實驗室設(shè)計和承包公司的選擇

實驗室設(shè)計和承包公司應(yīng)選擇國內(nèi)規(guī)模一定的企業(yè)，應(yīng)嚴(yán)格考察其設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)和施工能力和資質(zhì)水平，最好實地考察已完成的項目和公司所在地。設(shè)計單位的設(shè)計人員應(yīng)專業(yè)全面，經(jīng)驗豐富，認(rèn)真負(fù)責(zé)，團隊穩(wěn)定。建設(shè)部門最好在實驗室所在地承擔(dān)建設(shè)項目，熟悉當(dāng)?shù)厍闆r。另外，由于我國地區(qū)廣闊，南北方差異大，附近的原則也容易施工和后續(xù)的維護。設(shè)計圖紙完成后，最好請第三方機構(gòu)和權(quán)威專家審查，以免發(fā)生不合理的設(shè)計和重大缺陷。在施工工程中，要求對方配備有實際經(jīng)驗的項目經(jīng)理，有利于進度控制、資源配置、交流協(xié)調(diào)。
 

4、實驗室平面布局的設(shè)計

實驗室平面布局是實驗室設(shè)計的基礎(chǔ)，只有根據(jù)功能分區(qū)和工作流程的需求制定相應(yīng)的平面布局計劃，才能確保后續(xù)的水、電、風(fēng)等專業(yè)設(shè)計，可以說是牽著頭發(fā)動全身。因此，平面布局設(shè)計階段應(yīng)盡可能詳細(xì)考慮工作和發(fā)展需求，合理布局空間，盡可能優(yōu)化整合。除了布局優(yōu)化和儀器設(shè)備擺放位置設(shè)計外，還要充分考慮人員流動和物品流動的方向是否符合工作要求。例如，為了避免實驗者頻繁奔跑，前處理室應(yīng)與設(shè)備室在同一樓層的氣瓶室應(yīng)與氣相色譜儀、氣質(zhì)聯(lián)用儀等設(shè)備在同一樓層盡量最大化單層面積，避免樓層過多，各樓層應(yīng)設(shè)置洗滌室、樣品室，充分利用空間的生物安全室應(yīng)合理配置清潔區(qū)、半清潔區(qū)、污染區(qū)，避免交叉污染。

 

5、實驗室配電系統(tǒng)

實驗室配電系統(tǒng)是根據(jù)實驗儀器和設(shè)備的具體要求，經(jīng)專業(yè)設(shè)計人員綜合多方面因素設(shè)計完成的，與普通建筑大不相同。實驗室設(shè)備對電路的要求很復(fù)雜，不像普通人認(rèn)為的那樣，只要滿足最大電壓和最大電力的要求就可以了。事實上，許多儀器對電路有特殊要求(如靜電接地、斷電保護、等電位連接等)。配電系統(tǒng)的設(shè)計不僅要考慮現(xiàn)有的設(shè)備狀況，還要考慮實驗室數(shù)年的發(fā)展計劃，充分考慮配電系統(tǒng)的預(yù)約問題和將來的電路維護等問題。為了保證電力的可靠性，還應(yīng)考慮UPS或雙線設(shè)計，UPS電源的容量應(yīng)符合實際需求，保證一定能擴大區(qū)間，滿足未來發(fā)展的需要。除

6、實驗室弱電系統(tǒng)

實驗室弱電系統(tǒng)主要包括電話、監(jiān)控、門禁、網(wǎng)絡(luò)等，弱電系統(tǒng)具有預(yù)設(shè)后不能變更的特點，因此不能像強電線路那樣隨意變更。例如，網(wǎng)絡(luò)接口應(yīng)與墻壁并列，高度應(yīng)高于實驗臺，以便將來使用。儀器室應(yīng)預(yù)留足夠的網(wǎng)絡(luò)接口，不采用地面插入形式，應(yīng)預(yù)留足夠長的線頭，以便儀器臺在安裝時與臺面網(wǎng)絡(luò)接口連接。走廊長的話，可以在遠端預(yù)約電話線，工作時打電話很方便，無菌室內(nèi)外隔音效果好，所以預(yù)約對話電話，交流很方便。門禁系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置在各層實驗室的主入口或其他需要控制出入的地方。
 

7、實驗室空調(diào)系統(tǒng)

標(biāo)準(zhǔn)化實驗室設(shè)計與建設(shè)，標(biāo)準(zhǔn) 理論 實踐全套拿走！

空調(diào)系統(tǒng)不僅要控制實驗室的溫濕度，還要配合實驗室的通風(fēng)系統(tǒng)，實驗室的溫濕度和房間的壓差實驗室所在的大樓整體采用中央空調(diào)時，必須進行區(qū)域、時間段的模塊管理，以免加班時不能正常使用空調(diào)而影響設(shè)備的檢測性能。中央空調(diào)管線布局應(yīng)結(jié)合實驗室通排風(fēng)管道設(shè)計，避免施工時交錯重疊，影響層高。在極端天氣情況下，應(yīng)保證樣板房、氣瓶房、超低溫冰箱房、精密儀器房、UPS房等對溫度要求較高的區(qū)域保持24小時恒溫調(diào)節(jié)。

8、實驗室消防系統(tǒng)

實驗室是一個特殊的環(huán)境，對消防的要求比普通辦公樓高得多。實驗室的設(shè)計應(yīng)根據(jù)實驗室的具體情況(設(shè)備投資和技術(shù)特征、實驗技術(shù)要求、樣品和試劑的貯藏種類、實驗室建筑物的特征等)采用不同的消防措施保障實驗室的消防安全。精密儀器室和無菌室、配電室、不間斷電源室，消防不能采用自動淋浴裝置，應(yīng)采用氣體滅火裝置，以免自動淋浴裝置損壞儀器設(shè)備，破壞清潔環(huán)境。
 

9、實驗室給排水系統(tǒng)

排水系統(tǒng)的管道必須耐酸堿腐蝕和有機試劑對材質(zhì)的融解，采用PPR或其他材質(zhì)，不能使用普通的PVC管材由于大型實驗室的下水管道復(fù)雜，應(yīng)采取必要措施，以避免管道堵塞和泄漏。例如，養(yǎng)成良好的用水習(xí)慣，放置過濾器，設(shè)置存水彎頭，彎頭以45°角連接。集中供水系統(tǒng)成本高，水質(zhì)不穩(wěn)定，不推薦使用。為了避免二次污染，可以采用感應(yīng)式水龍頭，缺點是容易損壞。為了美觀，熱水器可以使用內(nèi)置的即熱電熱水器。
 

10、實驗室集中供氣系統(tǒng)

實驗室的許多設(shè)備運行都需要各種氣體供應(yīng)，目前以集中供氣為主流設(shè)計方案得到廣泛應(yīng)用。氣瓶室的安全性必須得到保障，必須采用防爆門、防爆窗、氣體泄漏感應(yīng)報警裝置、所有電氣電路采用防爆型、防雷、防靜電、空調(diào)設(shè)備。
 

11、實驗室通風(fēng)系統(tǒng)

實驗室通風(fēng)系統(tǒng)是整個實驗室設(shè)計和建設(shè)過程中規(guī)模最大、影響最廣的系統(tǒng)之一。排氣系統(tǒng)是否完善直接影響實驗室環(huán)境、實驗人員健康、實驗設(shè)備運行維護等。

toff排風(fēng)系統(tǒng)完善的實驗室，應(yīng)該是環(huán)境和諧、安全、健康的工作場所。實驗室噪聲、房間通風(fēng)次數(shù)、壓差、通風(fēng)柜有毒氣體殘留等都是值得關(guān)注的問題。此外，樣板房和試劑室還應(yīng)考慮通風(fēng)設(shè)備，以免樣板帶來的異味影響環(huán)境。現(xiàn)代實驗室應(yīng)設(shè)計新風(fēng)系統(tǒng)。通風(fēng)柜前方的新風(fēng)口散流器應(yīng)采用可調(diào)節(jié)方向的活動室百葉窗設(shè)計，以避免冬季和夏季外部冷熱空氣直接影響操作者。

12、實驗室家具的選擇

實驗室家具的選擇首先要考慮充分滿足工作需求，主要涉及桌面材質(zhì)、柜體結(jié)構(gòu)和材質(zhì)、顏色組合等因素。例如，前處理室應(yīng)采用耐酸堿的陶瓷桌面、儀器室應(yīng)采用理化桌面等。柜臺結(jié)構(gòu)主要分為鋼木、鋁木、全鋼三種，實驗柜臺支架分為c形、回形，必須根據(jù)各部門的需要決定。各房間柜臺的布局、種類、數(shù)量也要充分考慮。邊緣柜臺、中央柜臺、高柜臺、吊柜等組合，以免日后工作不便。另外還要考慮一些細(xì)節(jié)，比如電腦的位置合理配置，避免日后使用不便。
 

13、實驗室裝修細(xì)節(jié)

實驗室吊頂應(yīng)采用小方格扣板形式，不應(yīng)采用大塊整體結(jié)構(gòu)，方便施工和后期維護。為了方便參觀檢查，參觀走廊兩側(cè)或大型儀器室可采用落地玻璃幕墻設(shè)計，更透明、更明亮，管理方便，缺點是不能在墻根預(yù)留插座，同時門的穩(wěn)定性差，成本也高。實驗室要達到最佳視覺效果，配色也是考慮的方面。合理的柜體、柜臺、地板、天花突出優(yōu)秀的高級特征，讓參觀者過目不忘，使用者身心愉快。
 

14、關(guān)聯(lián)的常用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

GB19489-2004實驗室，生物安全通用要求