實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)

    實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃設(shè)計(jì)，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)室的整體規(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*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*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、美觀、經(jīng)濟(jì)、"，的規(guī)劃設(shè)計(jì)理念。廣州沃霖實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限有限公司研究出了一套完整的實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)思路，主要分為六個(gè)方面：

實(shí)驗(yàn)室平面布局規(guī)劃設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)室家具規(guī)劃設(shè)計(jì)、供排水規(guī)劃設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)室電控規(guī)劃設(shè)計(jì)、特殊氣體配送規(guī)劃設(shè)計(jì)、有害氣體輸出規(guī)劃設(shè)計(jì)等六個(gè)方面。下面就按上述六方面依次講解。

一、實(shí)驗(yàn)室平面設(shè)計(jì)布局
平面布局設(shè)計(jì)我們主要考慮以下幾個(gè)方面的因素：
1、整體安全防范：疏散、撤離、逃生、順暢、無(wú)阻，安全通道；一般實(shí)驗(yàn)室門(mén)主要向里開(kāi)，但如設(shè)置有爆炸危險(xiǎn)的房間，房門(mén)應(yīng)朝外開(kāi)，房門(mén)材質(zhì)選擇壓力玻璃。

2、布局合理化即人體學(xué)（前后左右工作空間），*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zui易發(fā)生BAO炸、火災(zāi)、DU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：
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(mén)寬以1.1米-1.5米(不對(duì)稱(chēng)對(duì)開(kāi)門(mén))為宜,單門(mén)寬以0.8米-0.9米為宜。

3、 科學(xué)、方面：實(shí)驗(yàn)室通常按物理學(xué)，無(wú)機(jī)化學(xué)，有機(jī)合成化學(xué)，生物學(xué)來(lái)分類(lèi)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)容、用途和規(guī)模的不同又各有自己的特點(diǎn)，比如基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室， 按學(xué)科分，多為較簡(jiǎn)單的教學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)水電氣風(fēng)等要求較低，而科研機(jī)構(gòu)對(duì)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)、供排水、電控及潔凈都要求較高，但實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的基本原則都是具有共同 性的，以有機(jī)化學(xué)為例，主要由化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)室、儀器分析實(shí)驗(yàn)室、潔凈實(shí)驗(yàn)室、電子計(jì)算機(jī)室、研究室、輔助實(shí)驗(yàn)室、服務(wù)供應(yīng)室等組成。
   1）、化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)室，主要是進(jìn)行容量分析、離子測(cè)定、氧化還原等實(shí)驗(yàn)，一般設(shè)計(jì)的裝備有：實(shí)驗(yàn)臺(tái)與洗滌臺(tái)；通風(fēng)柜及管道修檢井；帶試劑架的實(shí)驗(yàn)臺(tái)及輔助工作臺(tái)，需考慮設(shè)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的研究空間或電腦臺(tái)，、器皿柜、落地安置的儀器設(shè)備、急救器等。

   2）、儀器分析實(shí)驗(yàn)室，主要設(shè)置各種大型精密分析儀器，同時(shí)也包括普通小型分析儀等，一般設(shè)計(jì)的裝備有：儀器臺(tái)、實(shí)驗(yàn)臺(tái)、通風(fēng)柜、天平臺(tái)、電腦臺(tái)、氣瓶柜、洗滌臺(tái)、器皿柜、、急救器、萬(wàn)向排氣罩、原子吸收罩等。以下列出各類(lèi)儀器分析實(shí)驗(yàn)室的要求，以供參考。

實(shí)驗(yàn)室名稱(chēng)氣相色譜分析室
 
主要是對(duì)容易轉(zhuǎn)化為氣態(tài)而不分解的液態(tài)有機(jī)化合物及氣態(tài)樣品的分析。儀器設(shè)備主要有氣相色譜儀，具有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，自動(dòng)化程度很高，對(duì) 有機(jī)化合物具有高效的分離能力，所用載氣主要有：H2、N2、Ar、He、CO2等。但對(duì)高沸點(diǎn)化合物，難揮發(fā)的及熱不穩(wěn)定的化合物、離子化合物、高聚物 的分離卻無(wú)能為力。要求局部排風(fēng)及避免陽(yáng)光直射在儀器上，避免影響電路系統(tǒng)正常工作的電場(chǎng)及磁場(chǎng)存在，一般設(shè)計(jì)：儀器臺(tái)（應(yīng)離墻以便儀器維修）、萬(wàn)向排氣 罩、電腦臺(tái)（一般在儀器臺(tái)旁配置）、邊臺(tái)、洗滌臺(tái)、試劑柜等。

液相色譜分析室

主要體現(xiàn)在高效率分離，對(duì)復(fù)雜的有機(jī)化合物分離制取純凈化合物，定量分析和定性分析，儀器設(shè)備主要有：高效液相色譜儀，適宜于高沸點(diǎn)化合物、難揮發(fā)化 合物、熱不穩(wěn)定化合物、離子化合物、高聚物等，彌補(bǔ)氣相色譜儀的不足。環(huán)境和實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)裝備設(shè)計(jì)要求與氣相色諳室相近。

質(zhì)譜分析室

主要是對(duì)純有機(jī)物的定性分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)化合物的分子量、分子式、分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定，分析樣品可以是氣體、液體、固體，主要設(shè)備有質(zhì)譜儀、氣-質(zhì)聯(lián)用 儀。質(zhì)譜儀是利用電磁學(xué)的原理，使物質(zhì)的離子按照基特征的質(zhì)荷比（即質(zhì)量m與電荷e之比—m/e）來(lái)進(jìn)行分離并進(jìn)行質(zhì)譜分析的儀器，缺點(diǎn)是對(duì)復(fù)雜有機(jī)混合 物的分離無(wú)能為力。氣相色譜分離效率高，定量分析簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，結(jié)合質(zhì)譜儀靈敏度高，定性分析能力強(qiáng)的特點(diǎn)，兩種儀器聯(lián)用為氣-質(zhì)聯(lián)用儀?？梢匀￠L(zhǎng)補(bǔ)短，提 高分析質(zhì)量和效率。質(zhì)譜儀可能有汞蒸汽逸出，要考慮局部排風(fēng)。

光譜分析室

主要是根據(jù)物質(zhì)對(duì)光具有吸收、散射的物理特征及發(fā)射光的物理特性，在分析化學(xué)領(lǐng)域建立化學(xué)分析。主要的儀器是原子發(fā)射光譜儀、原子吸收光譜儀，分光光 度計(jì)、原子熒光光譜儀、熒光分光光度計(jì)、X射線熒光儀、紅外光光譜儀、電感耦合等離子體（LCP）光譜儀、拉曼光譜儀等。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)盡量遠(yuǎn)離化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、以 防止酸、堿、腐蝕性氣體等對(duì)儀器的損害，遠(yuǎn)離輻射源；室內(nèi)應(yīng)有防塵、防震、防潮等措施。儀器臺(tái)與窗、墻之間要有一定距離，便于對(duì)儀器的調(diào)試和檢修。應(yīng)設(shè)計(jì) 局部排風(fēng)。使用原子吸收罩排風(fēng)較為適宜。

以上實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)實(shí)際需要可設(shè)置樣品處理室，一般有洗滌臺(tái)、實(shí)驗(yàn)臺(tái)、通風(fēng)柜等設(shè)備，同化學(xué)實(shí)驗(yàn)室類(lèi)似。
 
3）、潔凈實(shí)驗(yàn)室主要是通過(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)?？諝鉂崈舳仁侵笣崈艨諝猸h(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)。

潔凈室一般實(shí)施兩級(jí)隔離，隔離通過(guò)生物安全柜、負(fù)壓隔離器、正壓、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(jiàn)，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?chē)?yán)格的情況可能估算，現(xiàn)在專(zhuān) 門(mén)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PRC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(kāi)時(shí)，不得將工作服帶出。

4）、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、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：

5）、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zui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(pán)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。
 
6）、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*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(kāi)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)?，F(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、惰性氣體外，其他氣體具有高壓、劇DU、氧化分解等危險(xiǎn)性氣體，這些氣體不得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室?？梢酝ㄟ^(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、實(shí)驗(yàn)室工作人員總?cè)藬?shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的研究項(xiàng)目決定。
5、儀器設(shè)備布局，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的使用功能確定儀器清單，按實(shí)際儀器的使用功能分配，因儀器產(chǎn)品類(lèi)型太多，這里不一一列舉說(shuō)明。
6、工作程序、流程設(shè)計(jì)；
  *部分為平面設(shè)計(jì)，甲方（使用方）先拿出zui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)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)入二程序。因?yàn)閭鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)室建筑設(shè)計(jì)按建筑標(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。
  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)；
  三部分，全部確認(rèn)后，邀請(qǐng)用戶高層參與實(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)為二部分；建筑裝修、凈化、基礎(chǔ)裝 備分三個(gè)進(jìn)行，不可混同、總包，不同，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。

實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)