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实验室设计的8个关键要素讲解

2020-06-17

  实验室建设是一个系统工程,涉及周期长、场地限制、地理位置、预算限制、气候特征等诸多因素。它需要系统的和闭环式的思考和想法。俗话说“磨刀不误砍柴”,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


  实验室的布局设计是根据实验室的性质、实验室的目标定位、实验室的功能要求、实验的类型和实验的工艺流程等因素,科学合理地区分和布局现有实验室的功能。


  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流程等。


  第二,实验室区域和仪器放置


  在设计实验室之前,应根据实验过程确定仪器的类型、规格、尺寸、数量、电压、功率等参数以及放置位置。设计者应设计仪器的电源、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,确定各区域所需面积,划分有效使用空间。仪器的放置不仅要方便工作,还要考虑地面承重问题。


  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符合《采暖通风与空气调 节设计规范》 GB50019-2003、《民用建筑供暖通风空气调节设计规范》 GB50736-2012等规范。根据流体力学的综合分析计算,通过实际实验室所需的排气风量、管道长度、管道走向和现场实际情况,科学合理地设计排气系统,以达到实验室设计安全、舒适、节能的目的。


  供气系统应根据实验室类型的要求进行设计,以满足特定实验室对房间压差的具体要求。一般物理和化学实验室要求保持轻微负压(-5Pa—-10Pa);个别特殊生物安全实验室有压力梯度要求。例如,标准聚合酶链反应实验室的四个功能领域的压力正在下降。试剂准-备区(5Pa) 样品备区(0Pa)基因扩增区(-5Pa)产品分析区(-10Pa)。这种实验室需要通过控制空气供应和排气来设计。


  四、电气工程设计


  实验室电气工程设计包括强电和弱电两个方面。强电主要包括仪表电、照明插座等。弱电包括:网络、数据通信、广播、视频监控等。


  强电的设计应基于各种仪器设备的功率汇总,功能用房、楼层及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室内终端配电箱,主要仪表需要单独留出一个回路,不能与室内照明或其他插座串联,主要满足仪表和设备的使用和维护要求。地板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。根据实验室设备的用电参数,确定不间断电源的功率和电流参数。应注意选择


  弱电:根据现代实验室的发展要求和科学技术的发展趋势,建议主用房应设计有多个网络通信端口和至少一个电话接口。在实验室的规划和设计阶段,应在主要通道中为实验室管理和监控设计摄像机。如果条件允许,每个房间都可以设计,甚至重要的精密仪器室都应该加强摄像头监控。五、给排水设计


  实验室供水和排水包括自来水和纯净水。由于实验室给排水的佳方式是采用隐蔽式配件,如果设计中有任何遗漏,都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,实验室给水管选用优质的聚氯乙烯管,主管选用6 ',支管选用4 '。排水管采用优质PPR管,一般选用50或75,特殊情况下可选用110。


  纯净水,根据所有设备满负荷运行所需的纯净水的数量和等级,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。在设计中,噪音高的气泵(为汽车生产线提供气压)和纯水处理仪器放置在中央实验室后面的独立水机房内。纯水仪器的防漏管道直接与实验室的排水系统相连,在机房内设置一台抽吸泵,便于处理一定程度的泄漏。此外,在实验室仪器的轴线上设置了两个地下凹槽,所有的给排水管道都敷设在地下。


  六、实验室温和湿度要求(空调系统)


  实验室中温的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使用普通的分体式空调或多重连接。对于精密仪器室,温,对湿度有一定的要求,如电感耦合等离子体、电感耦合等离子体质谱等。温,对湿度也有一些特殊要求,如纤维检验、纸张检验、纺织品等。在设计这样的实验室时,设计者需要根据标准选择材料。


  测试纺织品和纺织品原材料的标准环境应符合ISO139和GB6529标准。温度为201,相对湿度为652%;纸张、纸制品和纸箱产品检验的标准大气符合ISO187和GB10739标准,温温度为231,相对湿度为502%。除了温,常规湿度的恒温恒湿实验室外,还有其他恒温恒湿实验室有特殊要求,如5-18的低温、30-80的高温、相对湿度要求低于40%相对湿度的低湿度、相对湿度高于80%相对湿度的高湿度。


  第七,照度和噪声控制设计


  根据生物安全实验室的建筑技术规范,要求BSL-2实验室的照度不低于300勒克斯,噪声不超过68分贝6。在实验室内部装修之前,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285-319勒克斯,核心工作区照度约为375-384勒克斯,基本满足BSL-2实验室建设标准。采取水电独立等措施后,实验室环境噪声明显降低,特别是在相对独立的核心工作区测得的分贝值与普通门诊基本一致。


  第八,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》、《实验室生物安全通用要求》(GB19489-2008)和《病原微生物实验室生物安全管理规定》(国务院第424号令)进行生物安全评估,以确定实验室是否需要净化和净化等级[2-4]。


  评价结果:自动化实验室的防护水平不应低于BSL-2实验室要求。在实际设计中,所有实验室指标完全满足BSL-2实验室要求,包括清晰的标识、独立的更衣室、独立的仓库、配备洗眼器、高压蒸汽灭菌器和应急工具。此外,设计中还提到了BSL-3实验室建设的一些要求[5]。楼层高度不小于2.6m,实验室通道净宽不小于1.5m,宽度不小于1.5m


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