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在功能上涉及到給水、排水、通風(fēng)、排風(fēng)、強電、弱電、空調(diào)、消防、廢氣廢液處理、集中供氣等復(fù)雜的工藝技術(shù),同時還要考慮到環(huán)保、安全、可持續(xù)性發(fā)展等諸多因素,因此是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,要做到以下幾點要求。
1、合理定位,科學(xué)規(guī)劃
在構(gòu)建專業(yè)實驗室的流程中,“構(gòu)”的部分至關(guān)重要,它包括了實驗室的定位和規(guī)劃,是整個實驗室建設(shè)的基礎(chǔ)和靈魂。
實驗室規(guī)劃包括兩個方面:一是實驗室建筑規(guī)劃,二是實驗室工藝規(guī)劃。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)之前,調(diào)查實驗室需求的過程實際上就是確定整個實驗室3~5年規(guī)劃的過程,因此需要進行大量前期調(diào)研工作,既要明晰自身的需求和未來的發(fā)展方向又要廣泛地考察相關(guān)單位已建成的實驗室,學(xué)習(xí)其經(jīng)驗和教訓(xùn)。此外,還應(yīng)該從理念上充分認識到專業(yè)實驗室建設(shè)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,是對工作環(huán)境的構(gòu)建以及環(huán)境造就出的工作方式,而不是儀器和家具的簡單組合。
2、實驗室設(shè)計應(yīng)先于土建設(shè)計
“構(gòu)”應(yīng)先于“建”,只有“構(gòu)”清楚了,才可以開始“建”。就是用專業(yè)的手段將抽象構(gòu)思進行具體實現(xiàn)的過程,包括實驗室設(shè)計、安裝、調(diào)試、維護和升級等。目前,我國對實驗室的建設(shè)沒有相關(guān)的建筑規(guī)范,因此很多實驗室在土建設(shè)計階段,沒有充分考慮到實驗室對建筑的特殊要求。正確的實驗室建設(shè)流程是首先進行實驗室的工藝設(shè)計,然后在滿足實驗室工藝要求的前提下,進行實驗室的土建設(shè)計。這就要求建設(shè)單位咨詢專業(yè)的實驗設(shè)計方,在項目的土建設(shè)計階段,就及時介入。如有可能最好帶土建設(shè)計師一起參觀其他單位的實驗室以加深其認識。
土建比較常見的設(shè)計問題:
(1)未設(shè)計風(fēng)井,或者風(fēng)井的位置、大小、數(shù)量不能滿足要求;
(2)未考慮氣瓶室,僅按消防用氣瓶室設(shè)計;
(3)未考慮特殊房間功能,如恒溫恒濕室等;
(4)凈層高過低,影響管線布局,裝修后空間低矮。
3、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),只有按照功能分區(qū)和工作流程的需求做好相應(yīng)的平面布局規(guī)劃才能確保后續(xù)的水、電、風(fēng)等專業(yè)的設(shè)計,可謂牽一發(fā)而動全身。因此平面布局設(shè)計階段應(yīng)盡可能地詳細考慮工作和發(fā)展的需求,合理配置空間,盡量優(yōu)化整合。除了布局的優(yōu)化和儀器設(shè)備的擺放位置的設(shè)計外,還應(yīng)充分考慮到人員流動與物品流動的方向是否符合工作要求。例如,為了避免實驗人員頻繁跑動,前處理室應(yīng)該和儀器室在同一樓層;氣瓶室應(yīng)和氣相色譜儀、氣質(zhì)聯(lián)用儀等儀器在同一樓層;盡量讓單層面積最大化,以避免樓層過多,每一層都要設(shè)置洗滌室、樣品室以充分利用空間;生物安全室應(yīng)合理布局潔凈區(qū)、半潔凈區(qū)、污染區(qū),以避免交叉污染?!?br/>4、實驗室配電系統(tǒng)
實驗室的配電系統(tǒng)是根據(jù)實驗儀器和設(shè)備的具體要求,經(jīng)過專業(yè)的設(shè)計人員綜合多方面因素設(shè)計完成的,與普通建筑有很大區(qū)別。因為實驗室儀器設(shè)備對電路的要求比較復(fù)雜,并不是通常人們所認為的那樣,只要滿足最大電壓和最大功率的要求就可以了。事實上有很多儀器設(shè)備對電路都有特殊的要求(例如靜電接地、斷電保護、等電位連接等)。對配電系統(tǒng)的設(shè)計,不但要考慮現(xiàn)有的儀器設(shè)備情況,同時也要考慮實驗室?guī)啄甑陌l(fā)展規(guī)劃,充分考慮配電系統(tǒng)的預(yù)留問題及日后的電路維護等問題。為了保證電力的可靠保障,還應(yīng)考慮不間斷電源或雙線路設(shè)計,不間斷電源的容量應(yīng)符合實際所需并保證一定可擴增區(qū)間以滿足未來的發(fā)展所需。此外對于某些特殊的區(qū)域,如氣瓶間則應(yīng)采用防爆電器元件以確保無安全隱患。墻上的插座應(yīng)充分考慮需求,例如樣品室應(yīng)留足冰箱的插座、前處理室應(yīng)預(yù)備離心機的插座、門口應(yīng)預(yù)留自動鞋套機的插座、走廊兩側(cè)也應(yīng)考慮到分布一些插座。
5、實驗室空調(diào)系統(tǒng)
空調(diào)系統(tǒng)不僅僅是控制實驗室的溫濕度,同時還應(yīng)實驗室通風(fēng)系統(tǒng)配合,才能真正有效地保證實驗室的溫濕度和房間壓差,令人員和精密儀器有一個良好的工作環(huán)境。實驗室所在的整棟大樓若采用中央空調(diào)則一定要能夠進行分區(qū)域、分時段的模塊式管理,以避免加班時因不能正常使用空調(diào)而影響儀器的檢測性能。中央空調(diào)管線的布局應(yīng)結(jié)合實驗室通排風(fēng)管道的設(shè)計,避免施工的時候交錯重疊,影響層高。極端天氣情況下,應(yīng)能確保樣品室、氣瓶室、超低溫冰箱室、精密儀器室、不間斷電源室等對溫度要求高的區(qū)域保持24小時的恒定溫度調(diào)節(jié)。
6、實驗室消防系統(tǒng)
實驗室是一個特殊環(huán)境,對消防的要求相對于普通的辦公樓來說要高很多。實驗室設(shè)計要根據(jù)實驗室的具體情況(設(shè)備投資及工藝特點、實驗工藝要求、儲存樣品和試劑的種類、實驗室建筑物的特點等),采用不同的消防措施來保障實驗室的消防安全。如對于精密儀器室和無菌室、配電室、不間斷電源室而言,其消防就不能采用自動噴淋裝置,而應(yīng)采用氣體滅火裝置,以避免自動噴淋裝置損壞儀器設(shè)備或破壞潔凈環(huán)境。
7、實驗室給排水系統(tǒng)
排水系統(tǒng)的管道應(yīng)耐酸堿腐蝕及有機試劑對材質(zhì)的融解,應(yīng)采用PPR或其他材質(zhì),而不能用普通的PVC管材,同時也要根據(jù)污水的性質(zhì)、流量、排放規(guī)律并結(jié)合室外排水條件而確定方案。由于大型實驗室下水管道復(fù)雜,應(yīng)采取必要措施避免管道堵塞滲漏,如養(yǎng)成良好的用水習(xí)慣、放置濾網(wǎng)、設(shè)置存水彎、彎頭采用45°角連接等。集中供水系統(tǒng)由于成本較高,水質(zhì)不穩(wěn)定,因此不推薦使用。為了避免二次污染,可采用感應(yīng)式水龍頭,缺點是容易壞。為了美觀,熱水器可采用內(nèi)置式的即熱式電熱水器。
8、實驗室集中供氣系統(tǒng)
實驗室的很多設(shè)備的運行都需要各種各樣的氣體供應(yīng),目前來說以集中供氣作為主流設(shè)計方案得到廣泛使用。氣瓶室的安全性必須得到保障,必須采用防爆門、泄爆窗、氣體泄漏感應(yīng)報警裝置、所有電器電路均應(yīng)采用防爆型的、還應(yīng)考慮防雷、防靜電以及空調(diào)設(shè)備。
9、實驗室通排風(fēng)系統(tǒng)
實驗室供排風(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、影響最廣泛的系統(tǒng)之一。供排風(fēng)系統(tǒng)完善與否,直接對實驗室環(huán)境、實驗人員的身體健康、實驗設(shè)備的運行維護等方面產(chǎn)生重要影響。通排風(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。實驗室噪音、房間的換氣次數(shù)、壓差、通風(fēng)柜有毒氣體殘留等都是值得關(guān)注的問題。另外,樣品室和試劑室也應(yīng)考慮有通排風(fēng)設(shè)備,以免樣品帶來的異味影響環(huán)境;一個現(xiàn)代化的實驗室,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)采用可以調(diào)節(jié)方向活動室百葉設(shè)計,以避免冬夏季節(jié)外界冷熱空氣直接吹響操作者。
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