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。
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。
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
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〕。
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。