實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)關(guān)鍵8要素

    什么是實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)關(guān)鍵8要素？為了使一個實(shí)驗(yàn)室建設(shè)更加規(guī)范化，不管是什么功能類型的實(shí)驗(yàn)室，在建設(shè)的過程中，都必須遵循一些建設(shè)要素和原則，避免在建設(shè)過程中出現(xiàn)不必要的麻煩。

    實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，涉及周期長、預(yù)算限制、場地制約、地理位置、氣候特點(diǎn)等諸多因素，需要有系統(tǒng)的、閉環(huán)的思維和理念。正所謂磨刀不誤砍材工，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)需要提前在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)階段打好基礎(chǔ)，才能不至于出現(xiàn)在裝修階段、驗(yàn)收階段、使用階段，甚至是后期的維護(hù)階段發(fā)現(xiàn)各種各樣令人頭疼的后遺癥，相信很多實(shí)驗(yàn)室管理人員都有過類似的失敗經(jīng)歷。

那么一個好的實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)方案應(yīng)該關(guān)注哪些因素呢？

第一、實(shí)驗(yàn)室平面布局設(shè)計(jì)

    實(shí)驗(yàn)室平面布局設(shè)計(jì)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)室性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)室的目標(biāo)定位、實(shí)驗(yàn)室的功能要求、實(shí)驗(yàn)類型以及實(shí)驗(yàn)工藝流程等因素，按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)針對實(shí)驗(yàn)室既有場地進(jìn)行科學(xué)、合理的功能間區(qū)分和布局的工作。

?實(shí)驗(yàn)室平面設(shè)計(jì)要求實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)師必須熟悉我國建筑裝飾知識、我國實(shí)驗(yàn)室相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、熟悉所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)工藝流程等。

第二、實(shí)驗(yàn)室面積及儀器擺放

    實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)前應(yīng)根據(jù)該實(shí)驗(yàn)流程來確定儀器的種類、數(shù)量、規(guī)格型號、外形尺寸、電壓功率等參數(shù)以及擺放位置，設(shè)計(jì)師針對性的做出儀器電源、給排水、供氣、純凈水以及排風(fēng)管道接口的設(shè)計(jì)。根據(jù)儀器數(shù)量及放置位置確定各區(qū)域所需面積，分割有效利用空間。儀器擺放不僅要方便工作，還要考慮地面承重問題。

第三、通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)中的重中之重，也是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成敗的關(guān)鍵因素。實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含排風(fēng)系統(tǒng)和補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)兩方面。

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào) 節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019-2003，《民用建筑供暖通風(fēng)空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50736-2012等規(guī)范，排風(fēng)系統(tǒng)則需要通過實(shí)際實(shí)驗(yàn)室所需排風(fēng)風(fēng)量、管道長度、管道走向以及現(xiàn)場實(shí)際情況，依據(jù)流體力學(xué)進(jìn)行綜合的分析計(jì)算，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)排風(fēng)系統(tǒng)，進(jìn)而達(dá)到設(shè)計(jì)上實(shí)驗(yàn)室的安全、舒適、節(jié)能等目的。

補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，則應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室類型的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)特定的實(shí)驗(yàn)室對房間壓差的特定要求。一般理化實(shí)驗(yàn)室要求保持微負(fù)壓（-5Pa—-10Pa）狀態(tài)；個別特殊的生物安全實(shí)驗(yàn)室則有壓力梯度的要求，如標(biāo)準(zhǔn)的PCR實(shí)驗(yàn)室四個功能區(qū)壓力就是要求遞減，試劑準(zhǔn)備區(qū)（+5Pa）→樣品制備區(qū)（+0Pa）→基因擴(kuò)增區(qū)（-5Pa）→產(chǎn)物分析區(qū)（-10Pa）。這樣的實(shí)驗(yàn)室在設(shè)計(jì)時需要通過送排風(fēng)的控制來實(shí)現(xiàn)。

第四、電氣工程設(shè)計(jì)

    實(shí)驗(yàn)室電氣工程設(shè)計(jì)包含強(qiáng)弱電兩方面。強(qiáng)電方面主要包含儀器用電、照明插座等，弱電包含：網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)通信、廣播、視頻監(jiān)控等等。

強(qiáng)電設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)各儀器設(shè)備功率匯總，按功能間、樓層、整棟大樓一級一級的進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，依據(jù)電氣工程學(xué)相關(guān)知識進(jìn)行配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。每個儀器間單獨(dú)設(shè)置房間終端配電箱，且主要儀器需要單獨(dú)留出一個回路，不能與房間照明或其他插座串聯(lián)，這樣主要是滿足儀器設(shè)備的使用和維護(hù)要求。樓層配電箱應(yīng)安置在專用的配電房，設(shè)置門鎖，需專人管理。

    實(shí)驗(yàn)室應(yīng)配備UPS(不間斷電源)為實(shí)驗(yàn)室主要設(shè)備提供保護(hù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備用電參數(shù)，確定不間斷電源功率及電流參數(shù)，應(yīng)注意不間斷電源的選擇應(yīng)為實(shí)驗(yàn)室發(fā)展預(yù)留足夠空間，考慮未來一段時間實(shí)驗(yàn)室添置儀器設(shè)備的可能性及計(jì)劃購置儀器的參數(shù)，然后充分預(yù)留配電負(fù)荷。電插根據(jù)需要可設(shè)計(jì)在墻面或地面，地面電插應(yīng)有一定程度的防水，電插位置應(yīng)靠近所供電儀器，減少地面走線使實(shí)驗(yàn)室更加整潔。由于不間斷電源散熱、噪音較大，實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃時在后部設(shè)置了獨(dú)立供電房并在房間中安裝專用空調(diào)。

弱電方面：針對現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室發(fā)展要求和科技發(fā)展趨勢，建議主要房間都要設(shè)計(jì)多個網(wǎng)絡(luò)通訊端口和至少一個電話接口；實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)階段需要在主要通道設(shè)計(jì)攝像頭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室管理監(jiān)控，有條件的可以每個房間設(shè)計(jì)，甚至重要精密儀器室加強(qiáng)攝像監(jiān)控。

第五、給排水設(shè)計(jì)

    實(shí)驗(yàn)室給排水包含自來水和純水。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室的給排水最好的方式都是采用暗裝，所以設(shè)計(jì)如果有遺漏的話將會給后期的實(shí)驗(yàn)室管理帶來很大的不便和煩惱。

    普通自來水一般而言，實(shí)驗(yàn)室給水管道選用優(yōu)質(zhì)的U-PVC管道，主管可以選用6′，支管可以選用4′；排水管選用優(yōu)質(zhì)的PPR管道，一般選擇φ50或φ75，特殊情況可以選用φ110的。

純凈水，根據(jù)所有設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)行所需純水水量及等級確定合適制水設(shè)備，所選設(shè)備水處理能力也應(yīng)預(yù)留足夠空間。設(shè)計(jì)中將噪音最大的氣泵（為自動化流水線提供氣體壓力）和純水處理儀放置在中心實(shí)驗(yàn)室后部獨(dú)立的水機(jī)房，純水儀防漏管道直接聯(lián)通實(shí)驗(yàn)室排水系統(tǒng)，并在機(jī)房內(nèi)設(shè)置了吸水泵，方便處理一定程度的泄露。此外，還在實(shí)驗(yàn)室儀器軸線上設(shè)置了兩個地底凹槽，給排水管路全部鋪設(shè)在地下。

第六、實(shí)驗(yàn)室溫度、濕度要求 （空調(diào)系統(tǒng)）

    實(shí)驗(yàn)室的溫濕度應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)，普通的理化室采用普通的分體空調(diào)或多聯(lián)機(jī)即可。對于精密儀器室對溫濕度有一定的要求，比如ICP、ICP-MS等。另有一些特殊的如纖維檢驗(yàn)、紙品檢測、紡織面料等對溫濕度都有更高的要求。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)這樣的實(shí)驗(yàn)室是需要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)針對性的選材。

   紡織品和紡織原料檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)大氣按ISO139和GB6529標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，溫度20±1 ℃，相對濕度65%±2%；紙張、紙品和紙箱類商品檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)大氣按照ISO187和GB10739標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，溫度23±1℃，相對濕度50%±2%。除了常規(guī)溫濕度的恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室，還有其它特殊的5-18℃低溫、30-80℃高溫、相對濕度要求小于40%RH低濕、相對濕度高于80%RH的高濕等特殊要求的恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室。

第七、照度及噪音控制設(shè)計(jì)

    根據(jù)生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范要求BSL-2實(shí)驗(yàn)室照度不低于300Lux，噪聲不超過68dB6。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)裝修前，向施工方提出了實(shí)驗(yàn)室的照度要求，建成后又進(jìn)行了照度檢測，機(jī)房照度約為285-319lux，核心工作區(qū)照度約為375-384lux，基本符合BSL-2實(shí)驗(yàn)室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。采取水電獨(dú)立等措施后實(shí)驗(yàn)室環(huán)境噪音明顯減小，尤其是在相對獨(dú)立的核心工作區(qū)測定分貝數(shù)與普通診室基本相同。

第八、凈化及凈化等級

    實(shí)驗(yàn)室建設(shè)前應(yīng)根據(jù)微生物和生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室生物安全通用準(zhǔn)則、GB19489-2008實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求、病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全管理?xiàng)l例（國務(wù)院424號令）進(jìn)行生物安全評估，確定實(shí)驗(yàn)室是否需要凈化以及凈化等級〔2-4〕。

評估結(jié)果：自動化實(shí)驗(yàn)室防護(hù)水平應(yīng)不低于BSL-2級實(shí)驗(yàn)室要求，實(shí)際設(shè)計(jì)中實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)指標(biāo)完全符合BSL-2實(shí)驗(yàn)室要求，包括明確標(biāo)識、獨(dú)立更衣室、獨(dú)立庫房，配備了洗眼器、高壓蒸汽滅菌器及應(yīng)急工具。此外還在設(shè)計(jì)中參考了BSL-3實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的部分要求[5]。樓層高度不小于2.6m，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通道凈寬不小于1.5m，門寬度不小于1m，同時門的高度與寬度應(yīng)方便實(shí)驗(yàn)室內(nèi)儀器運(yùn)輸，建成后實(shí)驗(yàn)室門禁系統(tǒng)、換氣頻率、溫濕度控制等部分指標(biāo)達(dá)到了BSL-3級實(shí)驗(yàn)室水平。

實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是一個系統(tǒng)工程，不同于一般的商業(yè)或辦公環(huán)境設(shè)計(jì)建設(shè)，需要專業(yè)的團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)作業(yè)，出具縝密的建設(shè)方案。