实验室的规划方案设计专项方案DOC.doc

试验室建设，不管是新建、扩建、或是改建项目，它不单纯是选购合理仪器设备，还要综合考虑试验室总体计划、合理布局和平面设计，和供电、供水、供气、通风、空气净化、安全方法、环境保护等基础设施和基础条件。所以试验室建设是一项复杂系统工程，在现代试验室里，优异科学仪器和优越完善试验室是提升现代化科技水平，促进科研结果增加必备条件。“以人为本，人和环境”己成为大家高度关注课题。本着“安全、环境保护、实用、耐久、美观、经济、卓越、领先”，计划设计理念。计划设计关键分为六个方面：平面设计系统、单台结构功效设计系统、供排水设计系统、电控系统、特殊气体配送系统、有害气体输出系统等六个方面。下面就按上述六方面依次讲解。 一、 平面设计系统 平面设计我们关键考虑以下多个方面原因： 1、疏散、撤离、逃生、顺畅、无阻，安全通道；通常试验室门关键向里开，但如设置有爆炸危险房间，房门应朝外开，房门材质最好选择压力玻璃。 2、人体学（前后左右工作空间），完美设备和科技工作者操作空间范围协调搭配表现了科学化、人性化计划设计。 在做平面设计时候，首先要考虑原因是就是“安全”，试验室是最易发生爆炸、火灾、毒气泄露等场所。我们在做平面设计时候，应尽可能地要保持试验室通风流畅、逃生通道通畅。依据国际人体工程学标准。我们做以下划分以供参考：（祥见下图） 试验台和试验台通道划分标准(通道间隔用L表示) L 500mm时，一边可站人操作；L 800mm时，一边可坐人操作；L 1200mm时，一边可坐人，一边可站人，中间不可过人; L 1500mm时，两边可坐人，中间可过人；L 1800mm时，两边可坐人，中间可过人可过仪器 天平台、仪器台不宜离墙太近，离墙400mm为宜。为了在工作发生危险时易于疏散，试验台间过道应全部通向走廊。另:试验室建筑层高宜为3.7米-4.0米为宜，净高宜为2.7米-2.8米，有洁净度、压力梯度、恒温恒湿等特殊要求试验室净高宜为2.5米-2.7米（不包含吊顶）；试验室走廊净宽宜为2.5米-3.0米.一般试验室双门宽以1.1米-1.5米(不对称对开门)为宜,单门宽以0.8米-0.9米为宜。.jpg(48.20 K)-6-26 9:25:283、专业学科功效。 试验室通常按物理学，无机化学，有机合成化学，生物学来分类。依据试验室内容、用途和规模不一样又各有自己特点，比如基础教学试验室，按学科专业分，多为较简单教学试验对水电气风等要求较低，而科研机构对试验室通风、供排水、电控及洁净全部要求较高，但试验室设计基础标准全部是含有共同性，以有机化学为例，关键由化学基础试验室、仪器分析试验室、洁净试验室、电子计算机室、研究室、辅助试验室、服务供给室等组成。 化学基础试验室，关键是进行容量分析、离子测定、氧化还原等试验，通常设计装备有：试验台和洗涤台；通风柜及管道修检井；带试剂架试验台及辅助工作台，需考虑设在试验室内研究空间或电脑台，药品柜、器皿柜、落地安置仪器设备、抢救器等。 仪器分析试验室，关键设置多种大型精密分析仪器，同时也包含一般小型分析仪等，通常设计装备有：仪器台、试验台、通风柜、天平台、电脑台、气瓶柜、洗涤台、器皿柜、药品柜、抢救器、万向排气罩、原子吸收罩等。以下列出各类仪器分析试验室要求，以供参考。 各类仪器分析试验室要求表试验室名称 所 属 各 室 要 求 气相色谱分析室关键是对轻易转化为气态而不分解液态有机化合物及气态样品分析。仪器设备关键有气相色谱仪，含有计算机控制系统及数据处理系统，自动化程度很高，对有机化合物含有高效分离能力，所用载气关键有：H2、N2、Ar、He、CO2等。但对高沸点化合物，难挥发及热不稳定化合物、离子化合物、高聚物分离却无能为力。要求局部排风及避免阳光直射在仪器上，避免影响电路系统正常工作电场及磁场存在，通常设计：仪器台（应离墙方便仪器维修）、万向排气罩、电脑台（通常在仪器台旁配置）、边台、洗涤台、试剂柜等。 液相色谱分析室关键表现在高效率分离，对复杂有机化合物分离制取纯净化合物，定量分析和定性分析，仪器设备关键有：高效液相色谱仪，适宜于高沸点化合物、难挥发化合物、热不稳定化合物、离子化合物、高聚物等，填补气相色谱仪不足。环境和试验室基础装备设计要求和气相色谙室相近。质谱分析室关键是对纯有机物定性分析，实现对有机化合物分子量、分子式、分子结构测定，分析样品能够是气体、液体、固体，关键设备有质谱仪、气-质联用仪。质谱仪是利用电磁学原理，使物质离子根据基特征质荷比（即质量m和电荷e之比m/e）来进行分离并进行质谱分析仪器，缺点是对复杂有机混合物分离无能为力。气相色谱分离效率高，定量分析简便特点，结合质谱仪灵敏度高，定性分析能力强特点，两种仪器联用为气-质联用仪。能够取长补短，提升分析质量和效率。质谱仪可能有汞蒸汽逸出，要考虑局部排风。光谱分析室 关键是依据物质对光含有吸收、散射物理特征及发射光物理特征，在分析化学领域建立化学分析。关键仪器是原子发射光谱仪、原子吸收光谱仪，分光光度计、原子荧光光谱仪、荧光分光光度计、X射线荧光仪、红外光光谱仪、电感耦合等离子体（LCP）光谱仪、拉曼光谱仪等。试验室应尽可能远离化学试验室、以预防酸、碱、腐蚀性气体等对仪器损害，远离辐射源；室内应有防尘、防震、防潮等方法。仪器台和窗、墙之间要有一定距离，便于对仪器调试和检修。应设计局部排风。使用原子吸收罩排风较为适宜。以上试验室，依据实际需要可设置样品处理室，通常有洗涤台、试验台、通风柜等设备，同化学试验室类似。 洁净试验室关键是经过人为手段，应用洁净技术实现控制室内空气中尘埃、含菌浓度、温湿度和压力、以达成所要求洁净度、温湿度和气流速度等环境参数。空气洁净度是指洁净空气环境中空气含尘量程度，空气洁净度等级以含尘浓度划分。洁净度是指每升空气中所含粒径0.5um尘粒总颗粒。中国空气洁净等级标准分为：100级、1000级、10000级、100000级。国际标准则划分为：1级、2级、3级、4级、5级。洁净室组及其相互关系图所表示：.jpg(27.13 K)-6-26 9:25:28洁净室通常实施两级隔离，一级隔离经过生物安全柜、负压隔离器、正压防护服、手套、眼罩等实现；二级隔离经过试验室建筑、空调净化和电气控制系统来实现。但因为净化空调需要风量小为了安全起见，风量全部按大估算，通常全部要超出规范要求，物别是百级以上，冷热负荷在要求不是很严格情况可能估算，现在专门有净化空调机组，能够直接利用。二级四级生物安全试验室应实施两级隔离。通常试验室装备有:超净工作台、生物安全柜、边台或不锈钢操作台、洗涤台等。 以PRC试验室为例（PCR即聚合酶链式反应），是分子生物学研究和试验常规方法，也是生物学、医学临床等领域广泛应用试验技术。其特点是能将微量DNA大幅增加，试验室通常分为四个区域，即：试剂储存和准备区、标本制备区、扩增反应混合物配制和扩增区、扩增产物分析区（如使用全自动分析仪，区域可合适合并）。进入各个区域必需严格根据单一方向进行，不一样工作区域使用不一样工作服（比如不一样颜色）。工作人员离开时，不得将工作服带出。 试剂储存和准备室（标本制备区），仪器关键配置有：冷冻离心机、生物安全柜、冰箱、可移动紫外灯、全自动力核酸蛋白纯化仪、专用工作服和工作鞋等。扩增反应混合物配制和扩增区配置有：冰箱、高速离心机、超净工作台、PCR仪（要求负压状态）、可移动紫外灯、微量加样器、核酸扩增仪等。扩增产物分析区关键配置有：移液器、振荡器、超净工作台、毛细管电泳仪、冰箱、离心机、微量加样器、可移动紫外灯等。PCR试验室设计方案以下图所表示： .jpg(48.54 K)-6-26 9:25:28电子计算机室和研究室，电子计算机和我们生活最为亲密，关键考虑空调散热、电源电压等问题。配置装备关键是带键盘仪器台。研究所关键是供研究人员办公地方，对我们试验室装备要求较低，在此不多作讲解。 辅助试验室：关键有天平室、高温室、纯水室、气瓶室、贮藏室、溶液配制室、暗室等。天平室，分析天平是化学试验室必备常见仪器，高精度天平对环境有一定要求，关键是气流和风速影响，天平室应靠近化学试验室，以方便使用，但不宜和高温室和有较强电磁干扰房间相邻。高精度微量天平宜设在底层。天平室内不得设置洗涤台或任何管道穿过窒内，以免管道渗漏影响天平维护和使用。高温室，高温炉和恒温箱是常备设备，通常放置在高温工作台上，但特大型恒温箱须落地安置为宜，高温炉秘恒温箱须分开放置。纯水室，关键是设计试验装备有；边台和洗涤台。现代试验室多使用去离子水、水量大且能确保水质。地面需设地漏。气瓶室，试验室用气除不燃气体（氮气、二氧化碳）、惰性气体（氩气、氦气等）外，其它气体含有高压、剧毒、氧化分解、爆炸等危险性气体，比如易燃气体氢气、一氧化碳；剧毒气体为氟气、氯气；助燃气体为氧气等，这些气体不得进行试验室。能够经过管子接到各试验室内。溶液配制室，用于配制多种标准溶液和不一样浓度溶液。在许可条件下，可由两个房间组成，其一设有天平台。另一间作配制试剂和存放试剂之用，通常应配置：通风柜、试验台、试剂柜。 服务供给部分，为基础试验室和辅助试验室服务场所，如高压锅室和水电气辅助室等。我们只需稍作了解。 4、试验室工作人员总人数； 5、仪器设备布局； 6、工作程序、步骤专业设计； 第一部分为平面设计，甲方（使用方）先拿出最根本功效要求、分布方案，乙方（设计院）、丙方（试验室计划和设计专业企业）和甲方参与试验室建设设计小组，共同讨论，三方共同确定后方进入第二程序。因为传统试验室建筑设计按国家建筑标准，仅是以外型和室内结构为主，并非以试验室功效为主，建筑设计和功效设计脱节。我们企业在这方面就有很多教训。比如广东医学院，协议签了两年因为现场不符合安装条件，还没有安装。 第二部分为单台功效，单台结构设计，应逐项、逐件、逐层，从整栋大楼、分层、分房间、分单件设计确定，全方面细分确定； 第三部分，全部确定后，邀请用户高层领导参与试验室建设演示会，当场表态决议；由甲方请乙方、丙方项目监理严格监督安装、建筑过程中标准实施情况跟踪试验室建设项目标顺利完工；建设试验室计划和设计和产品招标分为两部分；招标：A、设计为第一部分；B、产品标准为第二部分；建筑装修、净化、基础装备分三个专业进行，不可混同、总包，不一样专业，分别招标，然后中标三方紧密配合，装修和净化工程先行，交工验收后试验室基础配套将进入责任明确阶段，负担责任，全部完工时集中三家同时验收，基础装备部分为产品测试标准，测试和前两项工程不一样，有很大区分不可等同对待。 7、地面、墙壁通风流畅，预防死角，室内四角尽可能空闲，易打理，简练。二、单台结构功效设计系统 不一样专业采取不一样试验室专用基础配套装备，系列产品共分五大部分：A、试验台部分；B、仪器台部分；C、功效柜部分；D、仪器设备部分；E、输出系统部分； A、 试验台部分 1、试验台分类： 试验台按试验室功效划分为：物理试验台（关键用于电子、电工、物理试验）；化学试验台（关键用于有机、无机化学试验）；生物试验台（关键用于净化无菌试验，如简易解剖台、不锈钢操作台等）； 按结构划款式分为：MM（由钢制支撑架、基箱、台面、试剂架、连接件、辅件组成）MR（基箱、台面、试剂架、连接件、辅件组成）。 按用途可分为：中央试验台、边台试验台、洗涤试验台、试剂架、基箱、试验凳。 2、基箱分类： 基箱按材质可分为：钢木制基箱、铝木制基箱、全木制基箱。 按制作工艺分为：钢制欧式基箱（即门面板和侧板连接）、钢制美式基箱（即门面板装嵌在基箱内）按款式可分为：活动式基箱、落地式基箱、悬挂式基箱。其中活动式基箱、悬挂式基箱用于MM款。落地式基箱用于MR款。钢木制基箱是我们企业新开发产品，侧板、门面板为钢制材质，其它如层板、顶板、抽屉底板、维修板均为木制材质，含有安全防火、性价比高、玻璃器皿放置时不易破碎等优点。全木制不适于制作悬挂式基箱和洗涤台。 3、台面分类 在整个试验室基础装备销售中，台面占总报价1/3份额，台面作用可见一斑。 按试验台功效作用可分为： 化学试验台面：防强酸、强碱、耐高温；耐98%浓硫酸；表面材质为酚醛树脂板 物理试验台面：防静电、耐温、抗滑、稳定强；耐28%硫酸，表面材质为防火板 生物试验台面：防水、预防细菌密度强；表面材质为不锈钢板。 根据台面材质可分为贴面板和实芯板。 常见多个贴面板列表以下： .jpg(74.58 K)-6-26 9:29:49实芯板分为：环氧树脂板、大理石（花岗岩）、陶瓷等。环氧树脂是高分子材料，耐高温（380），含有优良抗化学腐蚀性能，可修复及复原；大理石通常见于高温台、天平台等，耐高温，但运输过程中较轻易损坏；陶瓷价格比较昂贵，在中国用得比较少。 B、仪器台部分：承重性、稳定性、抗外干扰、电控要求很高，气体配送严格、安全、可靠、方便、易管理；承重：500Kg以上。关键用于仪器分析试验室，如光谱、色谱、原子分析试验室等。产品关键有：标准仪器台、光谱仪器台、色谱仪器台、显微镜台、连体仪器台、天平台、电脑台、高温仪器台、教学台功效柜部分： 功效柜部分是前两部分服务、储存，关键功效部分包含安全、环境保护问题；有全木和钢木之分；试剂、药剂、挥发性药品、辐射性药品、剧毒品、易燃培养等储存功效基础分十三种： 1、通常性能药品柜；2、挥发性药品储存柜； 3、染剂专用柜；4、防辐射药品柜； 5、易燃品储存柜（防火柜）；6、文件柜（资料柜）； 7、更衣柜（刹菌更衣柜）；8、培养柜； 9、标本柜；10、仪器柜； 11、纯碱柜； 12、硫酸柜； 13、无菌柜。 D、仪器设备部分： 1、通风柜；2、生物安全柜； 3、超净工作台；4、器皿清洗机（全自动） 5、剧毒品安全储存柜；6、智能密集柜； 7、解剖台；8、取材台； 9、感应功效柜。10、挥发性药品柜 E、有害气体输出部分。 三、供排水设计系统 供排水设计系统关键是为前期试验室建筑设计服务。为建筑设计院提供试验台上下水水点。水嘴分为急流水嘴和缓流水嘴,单联水嘴(MBs-016)为急流水嘴。通常搭配PP水槽（MBc-032）。双联水嘴（MBs-02）为缓流水嘴，通常搭配PP水槽（MBc-029）规格为。在默认情况下我们通常给用户配置双联水嘴。三联水嘴（MBc-01）为一急两缓水嘴。通常搭配PP水槽（MBc-029）。大水槽（MBc-031）、通风柜杯槽（MBc-028）。 四、电控系统 试验室用电关键包含照明电和动力电两大部分。动力电关键用于各类仪器设备用电、电梯、空调等电力供给。试验室供电系统也是试验室最基础条件之一。电源插座有：10A、13A、16A、20A；漏电保护开关、过载保护开关等。电源插座应远离水盆和煤气、氢气等喷嘴口，并不影响试验台仪器放置和操作位置。线槽关键多功效钢线槽(关键用于试剂架上)和PVC线槽配西班牙插座(关键用于边台和中央台台面上). 五、特殊气体配送系统 试验室用气关键有不燃气体（氮气、二氧化碳）、惰性气体（氩气、氦气等）、易燃气体（氢气、一氧化碳）；剧毒气体(氟气、氯气)；助燃气体（氧气）组成。除不燃气体、惰性气体外其它气体不得进行试验室。能够经过输气管接到各试验室内。通常气相室配置氦气（He）、氮气（N2）。气质联用室配置了氮气、氢气、氧气。氢气管线上连接管件全部要连接后焊接，严禁有泄漏可能。全部管线在安装完成后一定要做气密性试验，并在使用前要先除油。因为管道细小，管间距小，安装过程中可依据现场情况进行调整，确保间距大于45mm，气瓶装瓶时，易燃易爆和惰性气体同柜，杜绝两种易燃气体同瓶装一柜。六、有害气体输出系统 试验室内往往存在很多不利于人体健康化学物质污染源，尤其是有害气体，将其排除很关键。但和此同时，能源往往会被大量消耗，所以试验室通风控制系统要求渐高，从早期CV（定风量），2-State（双稳态式），VAV（变风量）系统，到最新适应性控制系统既安全，又要符合节省能源需要。总而言之，试验室最新观念就是将整个试验室看成是一台排烟柜，怎样有效控制多种进排气，达成既安全又经济效果是至关关键。试验室常见排风设备关键有：通风柜、原子吸收罩、万向排气罩、吸顶式排气罩、台上式排气罩等。其中通风柜最为常见。 通风柜是安全处理有害、有毒气体或蒸汽通风设备，作用是用来捕捉、密封和转移污染物和有害化学气体，预防逃逸到试验室内，这么经过吸入工作区域污染物，使其远离操作者，来达成吸入接触最小化。通风柜内气流是经过排风机将试验室内空气吸进通风柜，将通风柜内污染气体稀释并经过排风系统排到户外后，能够达成低浓度扩散。 万向抽气罩是进行局部通风首选：安装简单、定位灵活，通风性能良好，能有效保护试验室工作人员人身安全。 原子吸收罩关键适适用于各类大型精密仪器，要求定位安装，有设定通风性能参数，也是整体试验室计划中必需考虑原因之一； 排气罩关键适适用于化学试验室，在处理这类试验室整体通风要求中，它是必不可少装备之一。 现在我们企业关键采取风机关键有轴流风机（斜流风机、管道风机）、离心风机。轴流风机适适用于风压小、适适用于管路短通风系统（通常10米以内，不然易造成抽不动）；离心风机适适用于管路长通风系统（通常10m以外，不然易造成噪音大）。风机材质：通常分为玻璃钢、PP、PVC、铁皮等，其中玻璃钢较多。风机型号选择，是依据风量和风压来选择。 1、 风量计算方法： 依据面风速来确定排风量（面风速通常取值为：0.30.5 m3/h） 计算公式：G=SVh =LH3600 其中 G：排风量 S：操作窗开启面积 V：面风速 h: 时间（1小时） L: 通风柜长度 H: 操作窗开启高度: 安全系数（1.11.2） 例：1200L通风柜其排风量计算以下： G：1.2*0.75/2*0.8*3600*1.2=1555 m3/h 经验值：1200L通风柜排风量通常为1500 m3/h 1500L通风柜排风量通常为1800 m3/h 1800L通风柜排风量通常为 m3/h 注：中央台上用排风罩排风量计算方法同通风柜排风量计算方法 原子吸收罩排风量计算方法： 依据罩口风速来确定排风量（罩口风速通常取值：12 m3/h）计算公式：G=RV3600 其中G:排风量 R:罩口半径 V:罩口风速 :安全系数（1.11.2） 经验值：通常情况下原子吸收罩排风量在500600 m3/h 整体通风排风量计算方法 计算公式：G=Vnh=LWHnh 其中G:排风量 V:房间体积 n:换气次数（通常取812次）h:时间（1小时） .jpg(21.81 K)-6-26 9:34:102、风压计算管线沿程阻力约5Pa/米，弯头阻力为1030 Pa/个，三通阻力为3050 Pa/个。注：全部阻力之和乘以安全系数（1.11.2）即为风压值。3、 通风管线风量计算注：通常情况下国家标准风管风速取值范围为V=68m/s （企业计算标准风管风速取值范围为V=812m/s）计算公式：G=SV3600=RV3600R=G/(V3600) 其中 G:排风量（依据上述计算得出） R：风管半径 V：风管风速注：矩形风管尺寸有以下多个固定尺寸：120、150、200、250、300、400、500、630、800、1000、1200、1400、1600、1800 (如需由圆形管变为矩形管，设计标准是面积相等) 4、风机型号参考值 .jpg(83.53 K)-6-26 9:34:10.jpg(92.67 K)-6-26 9:34:10.jpg(132.67 -6-26 9:34:10