實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì) /LAB DESIGN

實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，無(wú)論是新建、擴(kuò)建、或是改建項(xiàng)目，它不單純是選購(gòu)合理的儀器設(shè)備，還要綜合考慮實(shí)驗(yàn)室的總體規(guī)劃、合理布局和平面設(shè)計(jì)，以及供電、供水、供氣、通風(fēng)、空氣凈化、安全措施、環(huán)境保護(hù)等基礎(chǔ)設(shè)施和基本條件。因此實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室里， 的科學(xué)儀器和優(yōu)越完善的實(shí)驗(yàn)室是提升現(xiàn)代化科技水平，促進(jìn)科研成果增長(zhǎng)的必備條件。“以人為本，人與環(huán)境”己成為人們高度關(guān)注的課題。本著“安全、環(huán)保、實(shí)用、耐久、美觀、經(jīng)濟(jì)、卓越、 ”，的規(guī)劃設(shè)計(jì)理念。規(guī)劃設(shè)計(jì)主要分為六個(gè)方面：平面設(shè)計(jì)系統(tǒng)、單臺(tái)結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)、供排水設(shè)計(jì)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、特殊氣體配送系統(tǒng)、有害氣體輸出系統(tǒng)等六個(gè)方面。下面就按上述六方面依次講解。

平面設(shè)計(jì)系統(tǒng)

平面設(shè)計(jì)我們主要考慮以下幾個(gè)方面的因素：

1、疏散、撤離、逃生、順暢、無(wú)阻，安全通道；一般實(shí)驗(yàn)室門主要向里開，但如設(shè)置有爆炸危險(xiǎn)的房間，房門應(yīng)朝外開，房門材質(zhì)選擇壓力玻璃。

2、人體學(xué)（前后左右工作空間），完美的設(shè)備與科技工作者操作空間范圍的協(xié)調(diào)搭配體現(xiàn)了科學(xué)化、人性化的規(guī)劃設(shè)計(jì)。

在做平面設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先要考慮的因素是就是“安全”，實(shí)驗(yàn)室是最易發(fā)生爆炸、火災(zāi)、毒氣泄露等的場(chǎng)所。我們?cè)谧銎矫嬖O(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)盡量地要保持實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)流暢、逃生通道暢通。根據(jù) 人體工程學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)。我們做如下的劃分以供參照：（祥見下圖）

實(shí)驗(yàn)臺(tái)與實(shí)驗(yàn)臺(tái)通道劃分標(biāo)準(zhǔn)(通道間隔用L表示)

L>500mm時(shí)，一邊可站人操作；

L>800mm時(shí)，一邊可坐人操作；

L>1200mm時(shí)，一邊可坐人，一邊可站人，中間不可過(guò)人;

L>1500mm時(shí)，兩邊可坐人，中間可過(guò)人；

L>1800mm時(shí)，兩邊可坐人，中間可過(guò)人可過(guò)儀器

天平臺(tái)、儀器臺(tái)不宜離墻太近，離墻400mm為宜。為了在工作發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)易于疏散，實(shí)驗(yàn)臺(tái)間的過(guò)道應(yīng)全部通向走廊。另:實(shí)驗(yàn)室建筑層高宜為3.7米-4.0米為宜，凈高宜為2.7米-2.8米，有潔凈度、壓力梯度、恒溫恒濕等特殊要求的實(shí)驗(yàn)室凈高宜為2.5米-2.7米（不包括吊頂）；實(shí)驗(yàn)室走廊凈寬宜為2.5米-3.0米.普通實(shí)驗(yàn)室雙門寬以1.1米-1.5米(不對(duì)稱對(duì)開門)為宜,單門寬以0.8米-0.9米為宜。


3、潔凈實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)：主要是通過(guò)人為的手段，應(yīng)用潔凈技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制室內(nèi)空氣中塵埃、含菌濃度、溫濕度與壓力、以達(dá)到所要求的潔凈度、溫濕度和氣流速度等環(huán)境參數(shù)。空氣潔凈度是指潔凈空氣環(huán)境中空氣含塵量程度，空氣潔凈度的級(jí)別以含塵濃度劃分。潔凈度是指每升空氣中所含粒徑≥0.5um的塵粒的總顆粒。我國(guó)空氣潔凈等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分為：100級(jí)、1000級(jí)、10000級(jí)、100000級(jí)。 標(biāo)準(zhǔn)則劃分為：1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)、4級(jí)、5級(jí)。潔凈室的組及其相互關(guān)系如圖所示：

潔凈室一般實(shí)施兩級(jí)隔離，一級(jí)隔離通過(guò)生物安全柜、負(fù)壓隔離器、正壓防護(hù)服、手套、眼罩等實(shí)現(xiàn)；二級(jí)隔離通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的建筑、空調(diào)凈化和電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。但由于凈化空調(diào)需要風(fēng)量小為了安全起見，風(fēng)量都按大的估算，一般都要超過(guò)規(guī)范規(guī)定，物別是百級(jí)以上，冷熱負(fù)荷在要求不是很嚴(yán)格的情況可能估算，現(xiàn)在專門有凈化空調(diào)機(jī)組，可以直接利用。二級(jí)~四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室應(yīng)實(shí)施兩級(jí)隔離。一般實(shí)驗(yàn)室裝備有:超凈工作臺(tái)、生物安全柜、邊臺(tái)或不銹鋼操作臺(tái)、洗滌臺(tái)等。

以PCR實(shí)驗(yàn)室為例（PCR即聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)），是分子生物學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)的常規(guī)方法，也是生物學(xué)、醫(yī)學(xué)臨床等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。其特點(diǎn)是能將微量的DNA大幅增加，實(shí)驗(yàn)室通常分為四個(gè)區(qū)域，即：試劑儲(chǔ)存和準(zhǔn)備區(qū)、標(biāo)本制備區(qū)、擴(kuò)增反應(yīng)混合物配制和擴(kuò)增區(qū)、擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)（如使用全自動(dòng)分析儀，區(qū)域可適當(dāng)合并）。進(jìn)入各個(gè)區(qū)域必須嚴(yán)格按照單一方向進(jìn)行，不同的工作區(qū)域使用不同的工作服（例如不同的顏色）。工作人員離開時(shí)，不得將工作服帶出。

試劑儲(chǔ)存和準(zhǔn)備室（標(biāo)本制備區(qū)），儀器主要配置有：冷凍離心機(jī)、生物安全柜、冰箱、可移動(dòng)紫外燈、全自動(dòng)力核酸蛋白純化儀、專用工作服和工作鞋等。擴(kuò)增反應(yīng)混合物配制和擴(kuò)增區(qū)配置有：冰箱、高速離心機(jī)、超凈工作臺(tái)、PCR儀（要求負(fù)壓狀態(tài)）、可移動(dòng)紫外燈、微量加樣器、核酸擴(kuò)增儀等。擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)主要配置有：移液器、振蕩器、超凈工作臺(tái)、毛細(xì)管電泳儀、冰箱、離心機(jī)、微量加樣器、可移動(dòng)紫外燈等。PCR實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)方案如下圖所示：



電子計(jì)算機(jī)室和研究室，電子計(jì)算機(jī)與我們的生活最為密切，主要考慮空調(diào)散熱、電源電壓等問(wèn)題。配置的裝備主要是帶鍵盤儀器臺(tái)。研究所主要是供研究人員辦公的地方，對(duì)我們實(shí)驗(yàn)室裝備要求較低，在此不多作講解。

輔助實(shí)驗(yàn)室：主要有天平室、高溫室、純水室、氣瓶室、貯藏室、溶液配制室、暗室等。天平室，分析天平是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室必備的常用儀器，高精度天平對(duì)環(huán)境有一定要求，主要是氣流和風(fēng)速的影響，天平室應(yīng)靠近化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，以方便使用，但不宜與高溫室和有較強(qiáng)電磁干擾的房間相鄰。高精度微量天平宜設(shè)在底層。天平室內(nèi)不得設(shè)置洗滌臺(tái)或任何管道穿過(guò)窒內(nèi)，以免管道滲漏影響天平的維護(hù)和使用。高溫室，高溫爐和恒溫箱是常備設(shè)備，一般放置在高溫工作臺(tái)上，但特大型的恒溫箱須落地安置為宜，高溫爐秘恒溫箱須分開放置。純水室，主要是設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝備有；邊臺(tái)和洗滌臺(tái)。現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室多使用去離子水、水量大且能保證水質(zhì)。地面需設(shè)地漏。氣瓶室，實(shí)驗(yàn)室用氣除不燃?xì)怏w（氮?dú)狻⒍趸迹⒍栊詺怏w（氬氣、氦氣等）外，其他氣體具有高壓、劇毒、氧化分解、爆炸等危險(xiǎn)性氣體，例如易燃?xì)怏w氫氣、一氧化碳；劇毒氣體為氟氣、氯氣；助燃?xì)怏w為氧氣等，這些氣體不得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室。可以通過(guò)管子接到各實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。溶液配制室，用于配制各種標(biāo)準(zhǔn)溶液和不同濃度的溶液。在允許的條件下，可由兩個(gè)房間組成，其一設(shè)有天平臺(tái)。另一間作配制試劑和存放試劑之用，一般應(yīng)配置：通風(fēng)柜、實(shí)驗(yàn)臺(tái)、試劑柜。

服務(wù)供應(yīng)部分，為基本實(shí)驗(yàn)室和輔助實(shí)驗(yàn)室服務(wù)的場(chǎng)所，如高壓鍋室和水電氣輔助室等。我們只需稍作了解。

4、工作程序、流程專業(yè)設(shè)計(jì)；

部分為平面設(shè)計(jì)，甲方（使用方）先拿出最根本的功能要求、分布方案，乙方（設(shè)計(jì)院）、丙方（實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃與設(shè)計(jì)專業(yè)公司）與甲方參與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)設(shè)計(jì)小組，共同討論，三方共同確認(rèn)后方進(jìn)入第二程序。因?yàn)閭鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)室建筑設(shè)計(jì)按國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)，僅是以外型和室內(nèi)結(jié)構(gòu)為主，并非以實(shí)驗(yàn)室功能為主，建筑設(shè)計(jì)與功能設(shè)計(jì)脫節(jié)。我們公司在這方面就有很多教訓(xùn)。比如廣東醫(yī)學(xué)院，合同簽了兩年因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)不符合安裝條件，還沒(méi)有安裝。

第二部分為單臺(tái)功能，單臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)逐項(xiàng)、逐件、逐層，從整棟大樓、分層、分房間、分單件設(shè)計(jì)確定，全面細(xì)分確認(rèn)；

第三部分，全部確認(rèn)后，邀請(qǐng)用戶高層領(lǐng)導(dǎo)參與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)演示會(huì)，當(dāng)場(chǎng)表態(tài)決策；由甲方請(qǐng)乙方、丙方的項(xiàng)目監(jiān)理嚴(yán)格監(jiān)督安裝、建筑過(guò)程中標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行情況跟蹤實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目的順利完工；建設(shè)實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃與設(shè)計(jì)和產(chǎn)品招標(biāo)分為兩部分；招標(biāo)：A、設(shè)計(jì)為 部分；B、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為第二部分；建筑裝修、凈化、基礎(chǔ)裝備分三個(gè)專業(yè)進(jìn)行，不可混同、總包，不同專業(yè)，分別招標(biāo)，然后中標(biāo)三方緊密配合，裝修和凈化工程先行，交工驗(yàn)收后實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)配套將進(jìn)入責(zé)任明確階段，承擔(dān)責(zé)任，全部完工時(shí)集中三家同時(shí)驗(yàn)收，基礎(chǔ)裝備部分為產(chǎn)品測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試與前兩項(xiàng)工程不同，有很大區(qū)別不可等同對(duì)待。

7、地面、墻壁通風(fēng)流暢，防止死角，室內(nèi)四角盡量空閑，易打理，簡(jiǎn)潔。

單臺(tái)結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)

不同專業(yè)采用不同實(shí)驗(yàn)室專用基礎(chǔ)配套裝備，系列產(chǎn)品共分五大部分：A、實(shí)驗(yàn)臺(tái)部分；B、儀器臺(tái)部分；C、功能柜部分；D、儀器設(shè)備部分；E、輸出系統(tǒng)部分；

A、實(shí)驗(yàn)臺(tái)部分

1、實(shí)驗(yàn)臺(tái)的分類：

①實(shí)驗(yàn)臺(tái)按實(shí)驗(yàn)室的功能劃分為：物理實(shí)驗(yàn)臺(tái)（主要用于電子、電工、物理實(shí)驗(yàn)）；化學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)（主要用于有機(jī)、無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)）；生物實(shí)驗(yàn)臺(tái)（主要用于凈化無(wú)菌實(shí)驗(yàn)，如簡(jiǎn)易解剖臺(tái)、不銹鋼操作臺(tái)等）；

②按結(jié)構(gòu)劃款式分為：MM（由鋼制支撐架、基箱、臺(tái)面、試劑架、連接件、輔件組成）MR（基箱、臺(tái)面、試劑架、連接件、輔件組成）。

③按用途可分為：中央實(shí)驗(yàn)臺(tái)、邊臺(tái)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、洗滌實(shí)驗(yàn)臺(tái)、試劑架、基箱、實(shí)驗(yàn)凳。

2、基箱的分類：

基箱按材質(zhì)可分為：鋼木制基箱、鋁木制基箱、全木制基箱。

    按制作工藝分為：鋼制歐式基箱（即門面板與側(cè)板連接）、鋼制美式基箱（即門面板裝嵌在基箱內(nèi)）

按款式可分為：活動(dòng)式基箱、落地式基箱、懸掛式基箱。其中活動(dòng)式基箱、懸掛式基箱用于MM款。落地式基箱用于MR款。鋼木制基箱是我們公司新開發(fā)的產(chǎn)品，側(cè)板、門面板為鋼制材質(zhì)，其它如層板、頂板、抽屜底板、維修板均為木制材質(zhì)，具有安全防火、性價(jià)比高、玻璃器皿放置時(shí)不易破碎等優(yōu)點(diǎn)。全木制不適于制作懸掛式基箱和洗滌臺(tái)。

B、儀器臺(tái)部分：承重性、穩(wěn)定性、抗外干擾、電控要求很高，氣體配送嚴(yán)格、安全、可靠、方便、易管理；承重：500Kg以上。主要用于儀器分析實(shí)驗(yàn)室，如光譜、色譜、原子分析實(shí)驗(yàn)室等。產(chǎn)品主要有：標(biāo)準(zhǔn)儀器臺(tái)、光譜儀器臺(tái)、色譜儀器臺(tái)、顯微鏡臺(tái)、連體儀器臺(tái)、天平臺(tái)、電腦臺(tái)、高溫儀器臺(tái)、教學(xué)臺(tái)功能柜部分：

功能柜部分是前兩部分服務(wù)、儲(chǔ)存，重要功能部分涉及安全、環(huán)保問(wèn)題；有全木和鋼木之分；試劑、藥劑、揮發(fā)性藥品、輻射性藥品、劇毒品、易燃培養(yǎng)等儲(chǔ)存功能基本分十三種：

1、一般性能藥品柜；2、揮發(fā)性藥品儲(chǔ)存柜；3、染劑專用柜；4、防輻射藥品柜；
5、易燃品儲(chǔ)存柜（防火柜）； 6、文件柜（資料柜）；7、更衣柜（剎菌更衣柜）； 8、培養(yǎng)柜；

9、標(biāo)本柜； 10、儀器柜；11、純堿柜； 12、硫酸柜；13、無(wú)菌柜。

D、儀器設(shè)備部分：

1、通風(fēng)柜；                      2、生物安全柜；

3、超凈工作臺(tái)；                  4、器皿清洗機(jī)（全自動(dòng)）

5、劇毒品安全儲(chǔ)存柜；            6、智能密集柜；

7、解剖臺(tái)；                      8、取材臺(tái)；

9、感應(yīng)功能柜。                 10、揮發(fā)性藥品柜

E、有害氣體輸出部分。在后面章節(jié)將會(huì)詳細(xì)說(shuō)明，這里就作不重復(fù)。

供排水設(shè)計(jì)系統(tǒng)

供排水設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要是為前期實(shí)驗(yàn)室建筑設(shè)計(jì)服務(wù)。為建筑設(shè)計(jì)院提供實(shí)驗(yàn)臺(tái)上下水水點(diǎn)。水嘴分為急流水嘴和緩流水嘴,單聯(lián)水嘴(MBs-016)為急流水嘴。一般搭配PP水槽（MBc-032）。雙聯(lián)水嘴（MBs-02）為緩流水嘴，一般搭配PP水槽（MBc-029）規(guī)格為。在默認(rèn)情況下我們一般給客戶配置雙聯(lián)水嘴。三聯(lián)水嘴（MBc-01）為一急兩緩水嘴。一般搭配PP水槽（MBc-029）。大水槽（MBc-031）、通風(fēng)柜的杯槽（MBc-028）。

電控系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)室用電主要包括照明電和動(dòng)力電兩大部分。動(dòng)力電主要用于各類儀器設(shè)備用電、電梯、空調(diào)等的電力供應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室供電系統(tǒng)也是實(shí)驗(yàn)室最基本的條件之一。電源插座有：10A、13A、16A、20A；漏電保護(hù)開關(guān)、過(guò)載保護(hù)開關(guān)等。電源插座應(yīng)遠(yuǎn)離水盆和煤氣、氫氣等噴嘴口，并不影響實(shí)驗(yàn)臺(tái)儀器的放置和操作位置。線槽主要多功能鋼線槽(主要用于試劑架上)和PVC線槽配西班牙插座(主要用于邊臺(tái)和中央臺(tái)臺(tái)面上).

特殊氣體配送系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)室用氣主要有不燃?xì)怏w（氮?dú)狻⒍趸迹⒍栊詺怏w（氬氣、氦氣等）、易燃?xì)怏w（氫氣、一氧化碳）；劇毒氣體(氟氣、氯氣)；助燃?xì)怏w（氧氣）組成。除不燃?xì)怏w、惰性氣體外其它氣體不得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室。可以通過(guò)輸氣管接到各實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。一般氣相室配置氦氣（He）、氮?dú)猓∟2）。氣質(zhì)聯(lián)用室配置了氮?dú)狻錃狻⒀鯕狻錃夤芫€上的連接管件都要連接后焊接，嚴(yán)禁有泄漏的可能。所有的管線在安裝完畢后一定要做氣密性實(shí)驗(yàn)，并在使用前要先除油。由于管道細(xì)小，管間距小，安裝過(guò)程中可依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整，保證間距不小于45mm，氣瓶裝瓶時(shí)，易燃易爆與惰性氣體同柜，杜絕兩種易燃?xì)怏w同瓶裝一柜。

有害氣體輸出系統(tǒng)

在通風(fēng)系統(tǒng)的介紹里我們會(huì)單獨(dú)列出進(jìn)行分析