理化实验室设计

笔者在2011年建立了现代化的新型食品检验实验室，作为建设过程整体的经验者，本文就实验室建设的一些基本理论和经验进行了以下探讨。现代化食品检测实验室专业涉及食品化学、物理学、微生物学、分子生物学和食品感觉评价等多个学科，功能上涉及供水、排水、通风、排气、强电、弱电、空调、消防、废气废液处理、集中供气等复杂技术，同时考虑环境保护、安全、可持续发展等多个因素

1、合理定位，科学规划

在构建专业实验室的过程中，构建的部分很重要，包括实验室的定位和规划，是整个实验室建设的基础和灵魂。

实验室的定位是指实验室在国际、国内的定位(达到什么水平？)实验室在行业(系统)内的定位实验室在社会上的定位(行使政府的功能吗？第三者的检查是什么？通用实验室？)实验室位于地理区域。实验室计划包括实验室建筑计划和实验室技术计划两个方面。实验室建筑规划包括建筑外观、风格、高度、园区布局等实验室建设前，实验室需求的调查过程实际上是确定实验室整体规划3~5年的过程，需要进行大量的前期调查，明确自己的需求和未来的发展方向，广泛考察相关机构建设的实验室图2:实验室建设过程除此之外，还应充分认识到专业实验室建设是一项复杂的系统工程，不是仪器和家具的简单组合，而是工作环境的构建和环境的构建。

2、实验室的设计必须比土建设计

构造先于建设，只有构造清楚，才能开始建设。通过专业手段具体实现抽象构想的过程，包括实验室的设计、设置、调整、维护、升级等。

3、实验室设计和承包公司的选择

实验室设计和承包公司应选择国内规模一定的企业，应严格考察其设计、研发、生产和施工能力和资质水平，最好实地考察已完成的项目和公司所在地。设计单位的设计人员应专业全面，经验丰富，认真负责，团队稳定。建设部门最好在实验室所在地承担建设项目，熟悉当地情况。另外，由于我国地区广阔，南北方差异大，附近的原则也容易施工和后续的维护。设计图纸完成后，最好请第三方机构和权威专家审查，以免发生不合理的设计和重大缺陷。在施工工程中，要求对方配备有实际经验的项目经理，有利于进度控制、资源配置、交流协调。
 

4、实验室平面布局的设计

实验室平面布局是实验室设计的基础，只有根据功能分区和工作流程的需求制定相应的平面布局计划，才能确保后续的水、电、风等专业设计，可以说是牵着头发动全身。因此，平面布局设计阶段应尽可能详细考虑工作和发展需求，合理布局空间，尽可能优化整合。除了布局优化和仪器设备摆放位置设计外，还要充分考虑人员流动和物品流动的方向是否符合工作要求。例如，为了避免实验者频繁奔跑，前处理室应与设备室在同一楼层的气瓶室应与气相色谱仪、气质联用仪等设备在同一楼层尽量最大化单层面积，避免楼层过多，各楼层应设置洗涤室、样品室，充分利用空间的生物安全室应合理配置清洁区、半清洁区、污染区，避免交叉污染。

 

5、实验室配电系统

实验室配电系统是根据实验仪器和设备的具体要求，经专业设计人员综合多方面因素设计完成的，与普通建筑大不相同。实验室设备对电路的要求很复杂，不像普通人认为的那样，只要满足最大电压和最大电力的要求就可以了。事实上，许多仪器对电路有特殊要求(如静电接地、断电保护、等电位连接等)。配电系统的设计不仅要考虑现有的设备状况，还要考虑实验室数年的发展计划，充分考虑配电系统的预约问题和将来的电路维护等问题。为了保证电力的可靠性，还应考虑UPS或双线设计，UPS电源的容量应符合实际需求，保证一定能扩大区间，满足未来发展的需要。除

6、实验室弱电系统

实验室弱电系统主要包括电话、监控、门禁、网络等，弱电系统具有预设后不能变更的特点，因此不能像强电线路那样随意变更。例如，网络接口应与墙壁并列，高度应高于实验台，以便将来使用。仪器室应预留足够的网络接口，不采用地面插入形式，应预留足够长的线头，以便仪器台在安装时与台面网络接口连接。走廊长的话，可以在远端预约电话线，工作时打电话很方便，无菌室内外隔音效果好，所以预约对话电话，交流很方便。门禁系统应设置在各层实验室的主入口或其他需要控制出入的地方。
 

7、实验室空调系统

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空调系统不仅要控制实验室的温湿度，还要配合实验室的通风系统，实验室的温湿度和房间的压差实验室所在的大楼整体采用中央空调时，必须进行区域、时间段的模块管理，以免加班时不能正常使用空调而影响设备的检测性能。中央空调管线布局应结合实验室通排风管道设计，避免施工时交错重叠，影响层高。在极端天气情况下，应保证样板房、气瓶房、超低温冰箱房、精密仪器房、UPS房等对温度要求较高的区域保持24小时恒温调节。

8、实验室消防系统

实验室是一个特殊的环境，对消防的要求比普通办公楼高得多。实验室的设计应根据实验室的具体情况(设备投资和技术特征、实验技术要求、样品和试剂的贮藏种类、实验室建筑物的特征等)采用不同的消防措施保障实验室的消防安全。精密仪器室和无菌室、配电室、不间断电源室，消防不能采用自动淋浴装置，应采用气体灭火装置，以免自动淋浴装置损坏仪器设备，破坏清洁环境。
 

9、实验室给排水系统

排水系统的管道必须耐酸碱腐蚀和有机试剂对材质的融解，采用PPR或其他材质，不能使用普通的PVC管材由于大型实验室的下水管道复杂，应采取必要措施，以避免管道堵塞和泄漏。例如，养成良好的用水习惯，放置过滤器，设置存水弯头，弯头以45°角连接。集中供水系统成本高，水质不稳定，不推荐使用。为了避免二次污染，可以采用感应式水龙头，缺点是容易损坏。为了美观，热水器可以使用内置的即热电热水器。
 

10、实验室集中供气系统

实验室的许多设备运行都需要各种气体供应，目前以集中供气为主流设计方案得到广泛应用。气瓶室的安全性必须得到保障，必须采用防爆门、防爆窗、气体泄漏感应报警装置、所有电气电路采用防爆型、防雷、防静电、空调设备。
 

11、实验室通风系统

实验室通风系统是整个实验室设计和建设过程中规模最大、影响最广的系统之一。排气系统是否完善直接影响实验室环境、实验人员健康、实验设备运行维护等。

toff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。实验室噪声、房间通风次数、压差、通风柜有毒气体残留等都是值得关注的问题。此外，样板房和试剂室还应考虑通风设备，以免样板带来的异味影响环境。现代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调节方向的活动室百叶窗设计，以避免冬季和夏季外部冷热空气直接影响操作者。

12、实验室家具的选择

实验室家具的选择首先要考虑充分满足工作需求，主要涉及桌面材质、柜体结构和材质、颜色组合等因素。例如，前处理室应采用耐酸碱的陶瓷桌面、仪器室应采用理化桌面等。柜台结构主要分为钢木、铝木、全钢三种，实验柜台支架分为c形、回形，必须根据各部门的需要决定。各房间柜台的布局、种类、数量也要充分考虑。边缘柜台、中央柜台、高柜台、吊柜等组合，以免日后工作不便。另外还要考虑一些细节，比如电脑的位置合理配置，避免日后使用不便。
 

13、实验室装修细节

实验室吊顶应采用小方格扣板形式，不应采用大块整体结构，方便施工和后期维护。为了方便参观检查，参观走廊两侧或大型仪器室可采用落地玻璃幕墙设计，更透明、更明亮，管理方便，缺点是不能在墙根预留插座，同时门的稳定性差，成本也高。实验室要达到最佳视觉效果，配色也是考虑的方面。合理的柜体、柜台、地板、天花突出优秀的高级特征，让参观者过目不忘，使用者身心愉快。
 

14、关联的常用标准规范

GB19489-2004实验室，生物安全通用要求