【摘要】實驗室系統(tǒng)工程宜以安全、綠色、人性化、智能化、可持續(xù)性為前提，以滿足檢測實驗室的功能要求為原則，構(gòu)建規(guī)劃合理、布局科學的檢測環(huán)境，從而降低運行風險、提高使用效率、減少能耗損失，滿足檢驗檢測工作需求。
【關(guān)鍵詞】實驗室；實驗室系統(tǒng)工程；實驗室系統(tǒng)工程設(shè)計；實驗室設(shè)計
正文：
實驗室系統(tǒng)工程設(shè)計是一個嚴謹、復(fù)雜的技術(shù)工作，標準與規(guī)范是工程設(shè)計人員的“憲法”和“法律”，特別是其中的強制性條款。廣州菲恩從實驗室平面規(guī)劃總圖設(shè)計、實驗室三廢排放與處理設(shè)計、實驗室智能化系統(tǒng)、實驗室基礎(chǔ)設(shè)施與設(shè)備選擇、實驗室的水電暖設(shè)計等方面簡明扼要闡述實驗室系統(tǒng)工程規(guī)劃設(shè)計的常識。
一、平面規(guī)劃總圖設(shè)計的原則主要是滿足實驗室工作流程的優(yōu)化及日常管理等方面的需要。例如，在符合工作流程的情況下，將進行樣品處理、容量分析、離心、沉淀、過濾等工作的實驗室安排在通風良好的位置；易爆實驗或貯存間宜遠離機械振源及熱發(fā)生源；當X射線、γ射線探傷室設(shè)在實驗樓里時，宜布置在無地下室的底層一端，但不宜靠近人流多的地段或工作人員多的辦公室；當外部電磁干擾強度影響到電子儀器設(shè)備的正常工作時，宜做好屏蔽措施等等。立體空間布局上應(yīng)考慮底層設(shè)置大型或重型設(shè)備、較大振動的設(shè)備、噪聲較大的設(shè)備、對振動很敏感的精密測量儀器、待測試件較重或較大或重復(fù)性試驗項目頻繁的實驗室、測試過程需大量酸堿液的實驗室、需做設(shè)備基礎(chǔ)或防振基礎(chǔ)的實驗室、需設(shè)置建筑防護設(shè)備的實驗室；對于以下實驗室則宜布置在建筑物的頂層且宜處于下風向位置：產(chǎn)生有毒有害氣體的實驗室、產(chǎn)生粉塵物質(zhì)的實驗室、易燃或易爆物質(zhì)的實驗室、排風裝置較多的實驗室；以下實驗室宜布置在建筑物的北側(cè)：溫濕度精度要求高的或有溫濕度要求的實驗室、需避免日光直射的實驗室、器皿藥品貯存間、空調(diào)機房、配電間、精密儀器存放間。
二、實驗室三廢排放與處理設(shè)計應(yīng)符合國家現(xiàn)行相關(guān)法律法規(guī)。對于使用有放射性、爆炸性、毒害性和污染性物質(zhì)的實驗室，在系統(tǒng)設(shè)計中的位置應(yīng)符合有關(guān)安全、防護、疏散、環(huán)境保護等規(guī)定。實驗室建筑宜處于最小頻率風向的上風側(cè)。
實驗室廢水處理按其性質(zhì)、成分等采取不同的方式，如：回收利用、直接排放、處理后排放等。一般設(shè)備冷卻用水在使用后僅水溫略有升高，這類廢水不經(jīng)處理就可排入水體或外部排水管網(wǎng)，有的經(jīng)簡單處理還可重復(fù)使用，而當廢水含有毒有害、放射性物質(zhì)則需經(jīng)適當處理或回收利用其有用物質(zhì)后，符合國家規(guī)定的排放標準，才可排入水體或外部排放管網(wǎng)。廢水的處理方法，尤其對于酸堿性廢水處理方法，簡單可行的方法是建設(shè)水池，將酸性廢水和堿性廢水在池中中和，調(diào)整廢水pH值到微堿性，加入絮凝劑沉淀，上清液可直接排放或進污水管網(wǎng)，沉淀物處理后按固體廢棄物處理。具體應(yīng)符合GB50015、CJ343、GB8978等國家現(xiàn)行法律法規(guī)、規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。
實驗室廢氣處理主要為兩大類：酸霧和有機氣體。產(chǎn)生兩類污染的操作宜在不同的通風柜中進行，通風系統(tǒng)可分別設(shè)置。酸霧氣體用堿性水溶液吸收處理，有機廢氣可用高效吸收裝置進行處理。實驗室廢氣處理應(yīng)符合GB16297等國家現(xiàn)行法律法規(guī)、規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。
實驗室廢渣、廢物處理，對于高毒性的可溶性廢渣廢物，實驗室必須設(shè)專門容器分別加以收集，嚴禁埋入地下污染地面水體，其它廢渣、廢物可按照國家相關(guān)法律法規(guī)進行處理。具體應(yīng)符合GB 18599等國家相關(guān)的規(guī)定。
三、實驗室智能化系統(tǒng)包括實驗室業(yè)務(wù)信息管理系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、安全預(yù)警系統(tǒng)等。實驗室應(yīng)根據(jù)建筑物的規(guī)模和功能需求等實際情況，設(shè)計配置相關(guān)的系統(tǒng)，同時還應(yīng)配備遠程通訊設(shè)施或預(yù)留接口。實驗室應(yīng)設(shè)置安防措施，避免無授權(quán)人員進入，如門禁系統(tǒng)，安防系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)考慮消防、應(yīng)急要求。實驗室的關(guān)鍵部位(如有人值守和無人值守需長期試驗的實驗室、試驗人員無法接近觀察測試過程的部位)應(yīng)設(shè)置監(jiān)視器，需要時，可實時監(jiān)視并錄制實驗室活動情況和實驗室周圍情況。監(jiān)視設(shè)備應(yīng)有足夠的分辨率，影像存儲介質(zhì)應(yīng)有足夠的數(shù)據(jù)存儲容量，具體應(yīng)符合GB50348等有關(guān)的規(guī)定。
四、實驗室基礎(chǔ)設(shè)施與設(shè)備選擇應(yīng)綜合考慮安全、節(jié)能環(huán)保、現(xiàn)代化等要求。
實驗室應(yīng)設(shè)計安全和應(yīng)急裝置，如：洗眼器、緊急沐浴器、滅火器、保護手套、防護衣服、急救箱等，安全裝置的最佳位置是在實驗室的主入口上，方便工作人員使用、維護保養(yǎng)。實驗室標志是保證實驗人員安全的重要措施，可以起到安全防范警示等作用，避免或減少實驗室安全事故的發(fā)生，包括通用安全標志、消防標志、化學品作業(yè)場所安全警示標志、工業(yè)管道標志、氣瓶標志、設(shè)備標志等，緊急通道和出入口應(yīng)設(shè)置醒目標志。
實驗室建筑的防火設(shè)計必須符合現(xiàn)行GB50016的規(guī)定，通用實驗室的安全出口不宜少于兩個，易發(fā)生火災(zāi)、爆炸、化學品傷害等事故的實驗室的門宜向疏散方向開啟。
設(shè)置采暖及空氣調(diào)節(jié)的實驗建筑，在滿足采光要求的前提下，應(yīng)減少外窗面積。實驗室應(yīng)優(yōu)先考慮自然通風，無法自然通風的才考慮機械通風。
底層、半地下室及地下室的外窗應(yīng)采取防蟲及防嚙齒動物的措施，實驗室的門扇應(yīng)設(shè)觀察窗。在共用建筑物中建立的實驗室，應(yīng)設(shè)可自動關(guān)閉的帶鎖的門，必要時，可設(shè)立緩沖區(qū)域，如緩沖間等。在爆炸危險的房間內(nèi)應(yīng)設(shè)置外開門。實驗室墻面總體要求為方便清潔，實驗室地面應(yīng)堅實耐磨、不起塵、不積塵并能夠防水、防滑、防放射性沾染、防靜電，使用強酸強堿實驗室所布置地面應(yīng)具有耐腐蝕性，用水量較多的實驗室地面應(yīng)設(shè)地漏。
實驗室家具按布局形式可分為：一字型、L型、島型、半島式。一字型實驗臺適用于小型實驗室或大型實驗室邊臺，L型實驗臺與實驗室的兩相臨墻壁平行布置且留維修通道，中央實驗室臺可做島型，便于工作人員活動并可以快速接近緊急設(shè)備或出口，當實驗室兩側(cè)或兩端有確定的出口時可采用半島形實驗臺。
五、實驗室的給水排水、電氣、暖通空調(diào)設(shè)計。
水是實驗室不可缺少的基礎(chǔ)條件之一，化學實驗對環(huán)境的影響和潛在危害是客觀存在的，在建設(shè)實驗室過程中必須充分重視，實驗室給水排水管道材料的選擇應(yīng)考慮防腐、抑菌。實驗室的地面或樓面應(yīng)設(shè)置地漏，明敷給水管道應(yīng)采取防冷凝水措施，不宜與其它無關(guān)的管道穿越。必須穿越時，室內(nèi)不得設(shè)置閥門。
實驗室工程設(shè)計必須重視電器設(shè)備的用電設(shè)計。首先應(yīng)考慮電源負荷大小和今后可能的發(fā)展情況，在敷設(shè)電線、安裝插座時應(yīng)留有適當余量；對于24h運轉(zhuǎn)的設(shè)備如烘箱、恒溫箱、冰箱、純水制備系統(tǒng)等，應(yīng)設(shè)有專用或不間斷電源，以免因故停電而中斷。實驗室的安全關(guān)系到檢測人員和設(shè)備的安全，因此供電系統(tǒng)必須有良好的地線，大功率設(shè)備供電應(yīng)設(shè)置安全空氣開關(guān)和接觸器。
實驗室通�？梢圆捎脦аh(huán)風的空調(diào)系統(tǒng)，但是如果涉及化學溶媒、感染性材料制作和動物實驗，則應(yīng)采用全新風系統(tǒng)。散發(fā)有毒有害氣體的實驗室設(shè)置空調(diào)時，應(yīng)設(shè)置獨立的直流系統(tǒng)；當與其它實驗室、辦公室合用一個系統(tǒng)時，嚴禁從散發(fā)有毒或有害氣體的實驗室回風�？照{(diào)設(shè)備節(jié)能運行設(shè)計應(yīng)在滿足室內(nèi)空氣質(zhì)量要求的前提下，控制新風閥的開合度以保持最小新風量運行。條件許可時，可采用根據(jù)室內(nèi)CO2濃度變化自動控制新風、排風及回風閥門的動作，從而節(jié)約冷量。根據(jù)季節(jié)變化，充分利用自然冷源，過渡季節(jié)應(yīng)盡量采用室外新風的自然冷卻能力，節(jié)省人工冷源的冷量。
實驗室通風系統(tǒng)主要由通風柜、排氣罩和通風管道組成，實驗室的排風系統(tǒng)宜獨立設(shè)置，同一個房間若有兩臺以上的通風柜，應(yīng)劃為一個系統(tǒng)，避免一臺通風柜使用時，其它通風柜產(chǎn)生倒流污染室內(nèi)。實驗室的補風由新風機所送入的新風、通過門窗縫隙或預(yù)留百葉補風口滲入的新風或經(jīng)中央空調(diào)送入的新風組成。通風柜應(yīng)布置在遠離新風口的地方，避免氣流短路。為避免實驗室內(nèi)的有害氣體污染其余房間和走廊，室內(nèi)一般可通過調(diào)整排風量大小以及風機的開停順序設(shè)計成微負壓狀態(tài)，新風可通過房間的門窗縫隙滲透入室內(nèi)。實驗室要有一定的換氣次數(shù)，以保證室內(nèi)揮發(fā)性有害物質(zhì)及時排出室外。實驗室的排氣系統(tǒng)應(yīng)視廢氣的具體產(chǎn)生量而定，如果量少可直接排出室外，但應(yīng)采用專門的排氣管從樓頂排放；對有毒、有害或量大的廢氣，可在風機排風口末端加裝活性碳或其它吸咐裝置進行處理后排放。
采暖地區(qū)實驗室的冬季采暖室內(nèi)計算溫度應(yīng)為18～20℃，采暖系統(tǒng)宜按南北朝向分開環(huán)路設(shè)置，采暖系統(tǒng)的散熱器宜按每個自然開間的采暖熱負荷進行設(shè)置。采暖系統(tǒng)的散熱器其散熱量宜有調(diào)節(jié)的可能性，但布置在更衣間、淋浴間以及熱媒有凍結(jié)危險場所的散熱器除外。采暖系統(tǒng)應(yīng)在每個環(huán)路回水干管末端和每根立管上設(shè)帶短管的閥門。
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