無(wú)菌實(shí)驗室的規劃設計

實(shí)驗室設計建設是一個(gè)非常復雜的系統工程，涉及到的環(huán)節眾多，所以，一般實(shí)驗室的設計建設都會(huì )邀請專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗室設計單位來(lái)承接設計工作，今天中綠能漢郁小編就把實(shí)驗室各個(gè)環(huán)節設計的基本知識進(jìn)行了匯總，希望能對你有所幫助。

實(shí)驗室在專(zhuān)業(yè)上涉及到化學(xué)、物理學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物安全、和感官品評等多個(gè)學(xué)科，在功能上又涉及到給水、排水、通風(fēng)、排風(fēng)、強電、弱電、空調、消防、廢氣廢液處理、供氣等復雜的工藝技術(shù)，同時(shí)還要考慮到環(huán)保、安全、可持續性發(fā)展等諸多因素，因此是一個(gè)復雜的系統工程。

一、合理定位、科學(xué)規劃

在構建專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室的流程中，“構”的部分至關(guān)重要，它包括了實(shí)驗室的定位和規劃，是整個(gè)實(shí)驗室建設的基礎和靈魂。

實(shí)驗室定位是指：實(shí)驗室在國際、國內的定位（要達到一個(gè)什么樣的水準）；實(shí)驗室在行業(yè)（系統）內的定位；實(shí)驗室在社會(huì )中的定位（行使政府職能、第三方檢測的通用實(shí)驗室）實(shí)驗室在所處地理區域的定位。

二、實(shí)驗室設計應先于土建設計

“構”應先于“建”，只有“構”清楚了，才可以開(kāi)始“建”。構建就是用專(zhuān)業(yè)的手段將抽象構思進(jìn)行具體實(shí)現的過(guò)程，包括實(shí)驗室設計、安裝、調試、維護和升級等。

應明確意識到，實(shí)驗建筑是為實(shí)驗室建設服務(wù)的，是為開(kāi)展實(shí)驗活動(dòng)服務(wù)的。目前，由于許多設計人員對相關(guān)實(shí)驗室建設標準和規范的學(xué)習不夠或認知不足，因此很多實(shí)驗室在土建設計階段，沒(méi)有充分考慮到實(shí)驗室對建筑的特殊要求。

正確的實(shí)驗室建設流程是首先考慮實(shí)驗室的功能定位，結合實(shí)驗室的工藝要求進(jìn)行實(shí)驗室的建筑設計；對于常規的實(shí)驗建筑，也可以按照通用性良好的尺度現行進(jìn)行建筑設計。這就要求建設單位咨詢(xún)對實(shí)驗室設計和建造具有豐富經(jīng)驗的專(zhuān)業(yè)機構。專(zhuān)業(yè)機構在項目建筑設計階段的及時(shí)介入，將對實(shí)驗建筑，尤其是建筑內部實(shí)驗室的科學(xué)設計起到良好的作用，可避免更多的合規性、科學(xué)性、適用性、實(shí)用性方面的問(wèn)題。此外，如有可能最好邀請建筑設計師一起參觀(guān)其他單位的實(shí)驗室以加深其認識，這將有利于建筑設計能夠更大程度地符合實(shí)驗室建設的要求。

比較典型的建筑設計問(wèn)題包括：

（1）未對實(shí)驗室進(jìn)行整體的平面規劃，分區過(guò)于簡(jiǎn)單或不合理；

（2）未考慮實(shí)驗區與非實(shí)驗區分隔的要求，如垂直交通是位置、生活與辦公區位置的設置無(wú)法符合標準規范要求的問(wèn)題；

（3）未設計風(fēng)井，或者風(fēng)井的位置、大小、數量不能滿(mǎn)足要求；

（4）未充分考慮對通風(fēng)空調要求高的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室的建設要求，如負壓生物安全實(shí)驗 室、PCR實(shí)驗室、SPF動(dòng)物房等對建筑層高、進(jìn)深、開(kāi)間、柱網(wǎng)等要求；

（5）未考慮特殊室內環(huán)境參數的要求，如恒溫恒濕室實(shí)驗室對建筑的要求等；

（6）未考慮建筑呼吸性的要求，無(wú)法適應未來(lái)實(shí)驗室的改建或升級要求；

（7）未考慮儀器布置的要求。

三、實(shí)驗室平面布局的設計

實(shí)驗室平面設計是實(shí)驗室設計的基礎，是決定實(shí)驗室功能設置和功能區布局是否科學(xué)合理的關(guān)鍵，是決定每個(gè)實(shí)驗室是否符合法律法規和標準規范要求的前提。只有按照功能分區和工作流程的需求做好相應的平面布局規劃才能確保后續的水、電、風(fēng)等專(zhuān)業(yè)的設計，可謂牽一發(fā)而動(dòng)全身。因此平面布局設計階段應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?jì)?yōu)化整合。

除了布局的優(yōu)化和儀器設備的擺放位置的設計外，還應充分考慮到人員流動(dòng)與物品流動(dòng)的方向是否符合工作要求。例如，為了避免實(shí)驗人員頻繁跑動(dòng)，前處理室應該和儀器室在同一樓層；氣瓶室應盡量與氣相色譜儀、氣質(zhì)聯(lián)用儀等儀器在同一樓層；盡量按功能需求，保證單層面積最優(yōu)化，以避免樓層面積過(guò)多或過(guò)少；通常，每一層都要設置消洗室、樣品室等輔助用室，以合理利用空間優(yōu)化實(shí)驗流程。

四、實(shí)驗室配電系統

實(shí)驗室的配電系統是根據實(shí)驗儀器和設備的具體要求，經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)的設計人員綜合多方面因素設計完成的，與普通建筑有很大區別。因為實(shí)驗室儀器設備對電路的要求比較復雜，并不是通常人們所認為的那樣，只要滿(mǎn)足最大電壓和最大功率的要求就可以了。事實(shí)上有很多儀器設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）。

對配電系統的設計，不但要考慮現有的儀器設備情況，同時(shí)也要考慮實(shí)驗室幾年的發(fā)展規劃，充分考慮配電系統的預留問(wèn)題及日后的電路維護等問(wèn)題。為了保證電力的可靠保障，還應考慮不間斷電源或雙線(xiàn)路設計，不間斷電源的容量應符合實(shí)際所需并保證一定可擴增區間以滿(mǎn)足未來(lái)的發(fā)展所需。

此外對于某些特殊的區域，如氣瓶間則應采用防爆電器元件以確保無(wú)安全隱患。墻上的插座應充分考慮需求，例如樣品室應留足冰箱的插座、前處理室應預備離心機的插座、門(mén)口應預留自動(dòng)鞋套機的插座、走廊兩側也應考慮到分布一些插座。

五、實(shí)驗室弱電系統

實(shí)驗室的弱電系統主要包括電話(huà)、監控、門(mén)禁、網(wǎng)絡(luò )等，弱電系統有一個(gè)特點(diǎn)即預置后不可變更，因此不能像強電線(xiàn)路一樣可以根據所需任意更改。例如，網(wǎng)絡(luò )接口應與墻插并列，高度應恰好高過(guò)實(shí)驗臺，這樣方便日后使用。儀器室應預留足夠多的網(wǎng)絡(luò )接口，不要采用地插形式而應預留足夠長(cháng)的線(xiàn)頭以方便儀器臺安裝時(shí)連接到臺面網(wǎng)絡(luò )接口。走廊如果很長(cháng)，可以在遠端預留電話(huà)線(xiàn)，方便工作時(shí)接打電話(huà)，無(wú)菌室內外由于隔音效果較好，應預設對講電話(huà)，便于溝通。門(mén)禁系統應設在每層實(shí)驗室的主入口處或其他需要控制出入的地方。關(guān)鍵設施設備應留有通訊接口，以便根據需要實(shí)現智能化管理。

六、實(shí)驗室空調系統

實(shí)驗室空調系統的設計，應考慮實(shí)驗室使用率的問(wèn)題。通常，宜采用可靈活使用的形式，以利于節約能耗。不相容環(huán)境的通風(fēng)空調系統不得混合設置，以免發(fā)生交叉污染或氣體混合后發(fā)生爆炸燃燒等更大危害的情況。

空調系統不僅僅是控制實(shí)驗室的溫濕度，同時(shí)還應實(shí)驗室通風(fēng)系統配合，才能真正有效地保證實(shí)驗室的溫濕度和房間壓差，令人員和精密儀器有一個(gè)良好的工作環(huán)境。

實(shí)驗室所在的整棟大樓若采用中央空調則一定要能夠進(jìn)行分區域、分時(shí)段的模塊式管理，以避免加班時(shí)因不能正常使用空調而影響儀器的檢測性能。中央空調管線(xiàn)的布局應結合實(shí)驗室通排風(fēng)管道的設計，避免施工的時(shí)候交錯重疊，影響層高。極端天氣情況下，應能確保樣品室、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域保持24小時(shí)的恒定溫度調節。

七、實(shí)驗室消防系統

實(shí)驗室是一個(gè)特殊環(huán)境，對消防的要求相對于普通的辦公樓來(lái)說(shuō)要高很多。要根據實(shí)驗室的具體情況（設備投資及工藝特點(diǎn)、實(shí)驗工藝要求、儲存樣品和試劑的種類(lèi)、實(shí)驗室建筑物的特點(diǎn)等），采用不同的消防措施來(lái)保障實(shí)驗室的消防安全。如對于精密儀器室和無(wú)菌室、配電室、不間斷電源室而言，其消防就不能采用自動(dòng)噴淋裝置，而應采用氣體滅火裝置，以避免自動(dòng)噴淋裝置損壞儀器設備或破壞潔凈環(huán)境。

八、實(shí)驗室給排水系統

排水系統的管道應耐酸堿腐蝕及有機試劑對材質(zhì)的融解，應采用PPR或HDPE等其他材質(zhì)，而不能用普通的PVC管材，同時(shí)也要根據污水的性質(zhì)、流量、排放規律并結合室外排水條件而確定方案。由于大型實(shí)驗室下水管道復雜，應采取必要措施避免管道堵塞滲漏，如養成良好的用水習慣、放置濾網(wǎng)、設置存水彎、彎頭采用45°角連接等。集中供水系統由于成本較高，水質(zhì)不穩定，因此不推薦使用。為了避免二次污染，可采用感應式水龍頭，缺點(diǎn)是容易壞。為了美觀(guān)，熱水器可采用內置式的即熱式電熱水器。

九、實(shí)驗室集中供氣系統

實(shí)驗室的很多設備的運行都需要各種各樣的氣體供應，集中供氣作為一種設計方案得到廣泛使用，特別是在用氣量大、用氣集中的實(shí)驗室，集中供氣的價(jià)值會(huì )得以充分體現。氣瓶室的安全性必須得到保障，必須采用防爆門(mén)、泄爆窗、氣體泄漏感應報警裝置、所有電器電路均應采用防爆型的、還應考慮防雷、防靜電以及空調設備。

十、實(shí)驗室通排風(fēng)系統

實(shí)驗室供排風(fēng)系統是整個(gè)實(shí)驗室設計和建設過(guò)程中規模最大、影響最廣泛的系統之一。供排風(fēng)系統完善與否，直接對實(shí)驗室環(huán)境、實(shí)驗人員的身體健康、實(shí)驗設備的運行維護等方面產(chǎn)生重要影響。

通排風(fēng)系統完善的實(shí)驗室，應該是環(huán)境和諧、安全、健康的工作場(chǎng)所。實(shí)驗室噪音、房間的換氣次數、壓差、通風(fēng)柜有毒氣體殘留等都是值得關(guān)注的問(wèn)題。另外，樣品室和試劑室也應考慮有通排風(fēng)設備，以免樣品帶來(lái)的異味影響環(huán)境；一個(gè)現代化的實(shí)驗室，應設計新風(fēng)系統；新風(fēng)口（包括空調送風(fēng)口）的位置應避免冷熱空氣直接吹響操作者，更要注意的是，應避免其對生物安全柜、通風(fēng)柜和排風(fēng)罩等局部排風(fēng)裝置的吸入氣流產(chǎn)生橫向干擾。