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实验室设计的方案需要注意哪些事项

2019-10-19

  实验室建设是一项系统工程,涉及周期长、预算约束、场地约束、地理位置、气候特征等诸多因素。它需要系统的闭环思维和概念。俗话说,“磨刀不误切料”,实验室建设需要提前在实验室设计阶段打好基础,以免在装修阶段、验收阶段、使用阶段甚至后期维护阶段发现各种头痛后遗症。我相信许多实验室经理都有过类似的失败经历。


  一个好的实验室设计计划应该注意哪些因素?


  一、实验室布局设计


  实验室布局设计是根据实验室性质、实验室目标定位、实验室功能要求、实验类型、实验工艺流程等因素,按照国家相关标准,科学合理地区分和布局现有实验室场地的功能。


  实验室平面设计要求实验室设计人员必须熟悉我国的建筑装饰知识、我国实验室的相关标准和规范,并熟悉所设计的实验室实验工艺流程等。


  二、实验室面积和仪器放置


  实验室设计前,应根据实验过程确定仪器的类型、数量、规格、尺寸、电压、功率等参数以及放置位置。设计人员应设计仪器的电源、给排水、供气、净化水和排气管的接口。根据仪器数量和放置位置,确定每个区域所需的面积,并划分有效使用空间。仪器的放置不仅应方便工作,还应考虑接地问题。


  三、通风系统设计


  实验室通风系统的设计是实验室设计的重中之重,也是实验室建设成败的关键因素。实验室通风系统的设计包括排气系统和空气补充系统两个方面。


  实验室通风系统的设计应依据《暖通空调设计规范》GB50019-2003和《民用建筑暖通空调设计规范》GB50736-2012。通过实验室实际需要的排气量、管道长度、管道方向和现场实际情况,根据流体力学的综合分析计算,科学合理地设计排气系统,达到设计实验室安全、舒适、节能的目的。


  四、电气工程设计


  实验室电气工程的设计包括强电流和弱电流两个方面。强电主要包括仪器电、照明插座等。弱电包括:网络、数据通信、广播、视频监控等。


  强电设计应基于各种仪器设备的功率汇总,功能房间、楼层和整栋建筑一级的统计,配电系统的设计应基于电气工程的相关知识。每个仪表室单独设置一个房间终端配电箱,主要仪表需要单独留出一个电路,不能与房间照明或其他插座串联,主要满足仪表设备的使用和维护要求。楼层配电箱应安装在带门锁的专用配电室,由专人管理。


  实验室应配备不间断电源,为实验室的主要设备提供保护。根据实验室设备的功耗参数,确定不间断电源的功率和电流参数。应注意不间断电源的选择。应为实验室的发展预留足够的空间。应考虑未来一段时间在实验室获得仪器和设备的可能性以及计划获得仪器的参数,然后应充分保留分配负荷。

实验室设计的方案需要注意哪些事项

  五、给排水设计


  实验室给排水包括自来水和纯水。由于实验室给排水的方式是采用隐蔽式配件,如果设计中有任何遗漏,将会给以后的实验室管理带来极大的不便和烦恼。


  一般来说,对于普通自来水,实验室供水管选用优质的聚氯乙烯管,主管选用6英尺,支管选用4英尺。排水管应为优质PPR管,一般选用φ50或φ75,特殊情况下可选用φ110。


  纯净水,根据所有设备满负荷运行所需的纯净水数量和等级,确定合适的制水设备,并为所选设备的水处理能力预留足够的空间。


  六、实验室温度和湿度要求(空调系统)


  实验室的温度和湿度应根据实验要求进行设计。普通的物理和化学房间可以配备普通的分体空调或多种连接。对于精密仪器室,对温度和湿度有一定的要求,如电感耦合等离子体、电感耦合等离子体质谱等。对温度和湿度也有一些特殊要求,如纤维检验、纸张检验、纺织品等。设计者在设计这样的实验室时需要根据标准选择材料。


  纺织品和纺织原料测试的标准气氛应符合ISO139和GB6529标准,温度为20±1℃,相对湿度为65±2%;纸张、纸制品和纸箱产品检验的标准气氛应符合ISO187和GB10739,温度为23±1℃,相对湿度为50% 2%。除常规温湿度恒温恒湿实验室外,还有其他特殊要求的恒温恒湿实验室,如低温5-18℃,高温30-80℃,相对湿度要求低于40%相对湿度的低湿度和相对湿度高于80%相对湿度的高湿度。


  七、照度和噪声控制设计


  根据生物安全实验室建筑技术规范,BSL-2实验室要求照度不小于300Lux,噪声不大于68dB6。实验室内部装修前,要求施工方提供实验室的照度。实验室建成后,机房照度约为285-319lux,核心工作区照度约为375-384lux,基本符合BSL-2实验室建设标准。采取独立水电等措施后,实验室的环境噪声明显降低,特别是在相对独立的核心工作区测得的分贝与普通门诊基本相同。


  八、净化和净化水平


  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指南》、《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》(国务院令第424号)进行生物安全评价,确定实验室是否需要净化,净化等级为[2-4级。


  在实际设计中,所有实验室指标完全满足BSL-2实验室的要求,包括明确的标识、独立的更衣室和独立的仓库,配备洗眼器、高压蒸汽灭菌器和应急工具。此外,设计[5]中也提到了BSL-3实验室建设的一些要求。地板高度不小于2.6m,实验室通道净宽不小于1.5m,门宽不小于1m。同时,门的高度和宽度应便于实验室仪器的运输。建成后,实验室门禁系统、通风频率、温湿度控制等指标达到BSL-3实验室水平。


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