实验室系统工程与建设：最佳实践

实验室的建设,无论是新建、扩建、或是改建项目,它不单纯是选购合理的仪器设备,还要综合考虑实验室的供电、供水、供气、通风、空气净化、安全措施、环境保护等基础设施和基本条件。因此,实验室的建设是一项复杂的系统工程,在现代实验室里,先进的科学仪器和优越完善的实验室是提升现代化科技水平,促进科研成果增长的必备条件。“以人为本,人与环境”已成为人们高度关注的课题。本着“安全、环保、实用、耐久、美观、经济、卓越、领先”的建设理念。

实验室基础设施系统工程建设主要分为七个方面:给排水系统、气体管路系统、强弱电系统、通排风系统、消防系统、空调暖通系统、装修工程七个方面。下面就按上述七个方面依次讲解。

1.实验室给排水系统

排水系统的管道应耐酸碱腐蚀及有机试剂对材质的溶解,应采用PPR或其他材质,而不能用普通的PVC管材,同时也要根据污水的性质、流量、排放规律并结合室外排水条件而确定方案。由于大型实验室下水管道复杂,应采取必要措施避免管道堵塞渗漏,如养成良好的用水习惯、放置滤网、设置存水弯、弯头采用45°角连接等。集中供水系统由于成本较高,水质不稳定,因此不推荐使用。为了避免二次污染,可采用感应式水龙头,缺点是容易坏。为了美观,热水器可采用内置式的即热式电热水器。

2.实验室气体管路系统

实验室的很多设备的运行都需要各种各样的气体供应,目前来说以集中供气作为主流设计方案得到广泛使用。气瓶室的安全性必须得到保障,必须采用防爆门、泄爆窗、气体泄漏感应报警装置、所有电器电路均应采用防爆型的、还应考虑防雷、防静电以及空调设备。

3.实验室强弱电系统

实验室的配电系统是根据实验仪器和设备的具体要求,经过专业的设计人员综合多方面因素设计完成的,与普通建筑有很大区别。因为实验室仪器设备对电路的要求比较复杂,并不是通常人们所认为的那样,只要满足最大电压和最大功率的要求就可以了。事实上有很多仪器设备对电路都有特殊的要求(例如静电接地、断电保护、等电位连接等)。对配电系统的设计,不但要考虑现有的仪器设备情况,同时也要考虑实验室几年的发展规划,充分考虑配电系统的预留问题及日后的电路维护等问题。为了保证电力的可靠保障,还应考虑不间断电源或双线路设计,不间断电源的容量应符合实际所需并保证一定可扩增区间以满足未来的发展所需。

此外,对于某些特殊的区域,如气瓶间则应采用防爆电器元件以确保无安全隐患。墙上的插座应充分考虑需求,例如样品室应留足冰箱的插座、前处理室应预备离心机的插座、门口应预留自动鞋套机的插座、走廊两侧也应考虑到分布一些插座。

实验室的弱电系统主要包括电话、监控、门禁、网络等,弱电系统有一个特点即预置后不可变更,因此不能像强电线路一样可以根据所需任意更改。例如,网络接口应与墙插并列,高度应恰好高过实验台,这样方便日后使用。仪器室应预留足够多的网络接口,不要采用地插形式而应预留足够长的线头以方便仪器台安装时连接到台面网络接口。走廊如果很长,可以在远端预留电话线,方便工作时接打电话,无菌室内外由于隔音效果较好,应预设对讲电话,便于沟通。门禁系统应设在每层实验室的主入口处或其他需要控制出入的地方。(www.xing528.com)

4.实验室通排风系统

实验室供排风系统是整个实验室设计和建设过程中规模最大、影响最广泛的系统之一。供排风系统完善与否,直接对实验室环境、实验人员的身体健康、实验设备的运行维护等方面产生重要影响。

通排风系统完善的实验室,应该是环境和谐、安全、健康的工作场所。实验室噪音、房间的换气次数、压差、通风柜有毒气体残留等都是值得关注的问题。另外,样品室和试剂室也应考虑有通排风设备,以免样品带来的异味影响环境;一个现代化的实验室,应设计新风系统;通风柜前方的新风口散流器应采用可以调节方向活动室百叶设计,以避免冬夏季节外界冷热空气直接吹响操作者。

5.实验室消防系统

实验室是一个特殊环境,对消防的要求相对于普通的办公楼来说要高很多。实验室设计要根据实验室的具体情况(设备投资及工艺特点、实验工艺要求、储存样品和试剂的种类、实验室建筑物的特点等),采用不同的消防措施来保障实验室的消防安全。如对于精密仪器室和无菌室、配电室、不间断电源室而言,其消防就不能采用自动喷淋装置,而应采用气体灭火装置,以避免自动喷淋装置损坏仪器设备或破坏洁净环境。

6.实验室空调系统

空调系统不仅仅是控制实验室的温湿度,同时还应实验室通风系统配合,才能真正有效地保证实验室的温湿度和房间压差,令人员和精密仪器有一个良好的工作环境。实验室所在的整栋大楼若采用中央空调则一定要能够进行分区域、分时段的模块式管理,以避免加班时因不能正常使用空调而影响仪器的检测性能。中央空调管线的布局应结合实验室通排风管道的设计,避免施工的时候交错重叠,影响层高。极端天气情况下,应能确保样品室、气瓶室、超低温冰箱室、精密仪器室、不间断电源室等对温度要求高的区域保持24小时的恒定温度调节。

7.实验室室内装修系统

实验室的天花板应采用小方格的扣板形式,而不应采用大块的整体结构,小块便于施工和后期维护。为了便于参观检查,参观走廊两侧或大型仪器室可采用落地玻璃幕墙设计,这样更加通透明亮,便于管理,缺点是不能在墙根预留插座,同时门的稳定性较差,造价也较高。实验室若要达到最佳的视觉效果,配色也是一个考虑的方面。搭配合理的柜体、台面、地面、天花板会凸显其卓尔不凡的高端特征,令参观者过目不忘,令使用者身心愉悦。