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。

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3、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：

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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：
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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：　　
①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）； 　　 ②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）。 　　 ③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。 　　
① 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。 　　 ②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：
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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：0.3~0.5 m3/h） 　　计算公式：G=S•V•h•μ =L•H•3600•μ 　　
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　μ: 安全系数（1.1~1.2） 　　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：1~2 m3/h）　　
计算公式：G=πR²•V•3600•μ 　其中　G:排风量 　 R:罩口半径 　　　　　 V:罩口风速 　　 μ:安全系数（1.1~1.2） 　　
经验值：通常情况下原子吸收罩排风量在500~600 m3/h 　　
整体通风排风量计算方法 　　计算公式：G=V•n•h=L•W•H•n•h 　　其中　G:排风量　　 V:房间体积 　
n:换气次数（通常取8~12次）　　　h:时间（1小时）
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2、风压计算　　
管线沿程阻力约5Pa/米，弯头阻力为10~30 Pa/个，三通阻力为30~50 Pa/个。　　
注：全部阻力之和乘以安全系数（1.1~1.2）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=6~8m/s （企业计算标准风管风速取值范围为V=8~12m/s）　　
计算公式：G=S•V•3600=πR²•V•3600→R=[G/(π•V•3600)]½ 　　
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
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