实验室设计工艺设计要点及建议

实验室设计在传统设计行业里面是比较特殊的一种工程设计,所以对于实验室设计来说,有相对应的设计标准和经验。在刚进入这个行业的开始,设计人员往往没有方向去规划构成一个整体完善的实验室设计方案。

1总体规划

土建与实验室分开建设,实验室宜整体分包,单独设计、招标与建设避免多方施工,交叉破坏,责任不清。

2设计方要求

目前疾控实验室设计一般选用有净化工程、电子工程或建筑装饰工程设计资质的设计单位,对设计方要求应其具有疾控所有专业实验室设计能力及业绩,其设计水平应能根据建设方要求展开设计并保证符合有关要求。

3净高

合理的建筑层高及净高与楼宇能耗、有毒有害气体扩散和人员舒适度密切相关,在建筑层高确定后应尽量将技术夹层上移以保证净高。凡有压差、净化的实验室净高宜2.5-2.7m,其余实验室净高宜2.7-3.0m,在设计图纸上一定要求其标出净高。

4楼层及房间布局

楼层及房间合理布局非常重要,实验室楼宇自下而上宜按照临检、微生物、理化、病媒或毒理,依次布置,以便合理设置工程管网,有利于有毒有害气体排放。楼层房间应根据有关建设要求按类别单元归拢分区设置。

5开间模数、进深与走廊宽度

实验室开间模数宜为3.5-0m,进深宜为6.0-9.0m,能满足疾控各类实验室工作要求,在化学分析中心实验室因设中央台和两侧边台,其开间模数可成倍增加7-8m,两侧开侧门与辅助用房,如纯水制备室、样品处理室或常规仪器室相连,形成一个工作单元,方便人员操作。在建设标准中推荐走廊宽度为1.6-2.0m,若宽度2.0m,会感到压抑且不利于大型设备的搬运,建议宽度2.0-2.2m。

6隔墙、地面与吊顶

隔墙材料应满足消防安全、生物安全的要求。如气瓶室、化学试剂室、样品处理室、高压灭菌室应设置实体墙,其余隔断用轻质材料。因生物安全实验室要求易清洁、不渗水、耐化学品和消毒剂的腐蚀。建议其余实验室用手工岩棉双玻镁夹芯彩钢板、单玻镁夹芯彩钢板或手工岩棉夹芯彩钢板为佳,铝隔板、玻璃隔断实体墙等次之。实验室地面应采用耐腐蚀、耐磨损、易冲洗的建筑材料。理化及微生物消毒室宜选用耐磨地砖,其余实验室可选用PVC卷材、橡胶地板环氧树脂自流坪次之。凡涉及生物安全、恒温恒湿、净化和有压差的实验室宜采用手工岩棉双玻镁夹芯彩钢板吊顶,其余房间可采用矿棉板、铝扣板等吊顶材料。

7门窗与观察窗

实验室的门窗应满足大型设备搬运、可视化、通风及安全的需要。凡有大型设备的房间应设为子母门,门上设观察窗,普通实验室门宽以1.1米-1.2米,不对称双开,为宜,有缓冲间的实验室,包括无菌室、洁净实验室、生物安全实验室等结构复杂的实验用房,应留有隐蔽的设备门,供实验设备,尤其是大型设备的进出,凡有安全隐患的房间门应外开以便及时逃生。除有净化、压差、恒温恒湿、无菌要求的房间窗应密闭外,其余房间窗户应尽量打开,以方便通风。为方便客户参观及实验观察,在实验室走廊两侧及每一个工作单元房间内宜合理设置观察窗,观察窗的设置高度、位置、大小应统一。观察窗材料宜用钢化玻璃。

8实验台柜

实验台结构宜用钢木或铝木结构,其常见尺寸宽度为750mm,高度为820mm,长度根据房间实际确定,但大型设备如ICP-AES应增加宽度,建议为850-900mm,其材质宜选用实心理化板,但培养箱台、天平台、离心机台宜选用大理石材质、在实验台邻墙位置设电源插座槽,或组,带电源空气开关,以方便实验人员使用。

9电梯

实验室电梯按用途分为客梯和货梯。按专业清洁分为清洁梯和污物梯。部份实验室除客梯外另设有送样电梯、货物电梯、污物电梯等。为避免投资浪费及能耗,可将货物及污物电梯合并为一个实验室专用电梯,用于样品运送、设备搬运及废弃物处置运送,但该电梯规格应能保证大型设备的搬运,如生物安全柜、超低温冰箱等,且电梯设置为从底楼直达实验层,避免在行政办公楼层停留以减小污染。

10电路

一般用电和实验用电必须分开,实验室供电应留有足够的负荷余量,设计供电总量时应按目前设备总负荷2倍以上估算,为安全保存菌毒种、试剂及应急检测,一般采用双路供电,在总配电室旁可配自备电源,最好有备用的发电机组,以确保设备、试剂使用安全,架线方式宜采用桥架方式,在每层楼设电源箱,以方便引线及故障检修。

11供气

常见供气方式有集中和分散两种,各有优缺点,建议用防爆气瓶柜,带自动报警器,并在气瓶室设置通风装置,其安全性能够得到保障。

12消防

因实验室部份房间存在大型精密仪器、化学试剂、病原微生物、负压及洁净度房间等,如按普通消防设计成烟火感应报警消防喷啉装置,过水后将发生严重后果,故建议保留烟火感应报警器,取消喷啉装置,采用其它合理的灭火装置如消防砂、干粉灭火器、二氧化碳灭火器、卤代烷型灭火器等。消防设计方案一定要报当地消防主管部门审核批准后实施,否则留下责任隐患。

13给水及纯水供应

高度超出城市给水管网水压范围的实验楼,给水系统宜设置变频恒压供水装置,纯水供应建议临检及微生物室采用集中式供水,预埋管道,实验用水通过供水管道输送到各个实验用水点以方便使用,理化分析对纯水要求较高,宜采取分散供应方式。

14废水排放及处理

疾控实验室废水主要分为含致病微生物、含有机溶剂、含放射性物质及混合后更有害实验废水四类,在设计时应设置独立排水管道并进行无害化处理后才能排入城市排水管网。排水管材应根据所排实验废水类别选用,含酸、碱废水宜选用PVC管材,含有机溶剂废水宜选用陶瓷管或水泥管。实验废水处理方式有化学法、物理法、生物法,但疾控机构实验废水成份较为复杂,一般采取综合处理法。设计后图纸要找环保部门审批后方可实施。

15废气处理

实验时会产生一些有害气体,这些废气直接排放到大气中,会对人类和环境造成很大的污染。在设计时要明确要求设计方进行废气处理设计,以便预设风管,废气通过风管引入喷淋塔进行处理,废气净化喷淋塔置于楼顶天面上,风机与循环加压水泵联动,以便建成的实验室废气排放符合环境保护的相关要求。

16通风与空调

无特殊要求房间除门窗通风外,可设侧墙换气扇通风,在理化区应多设通风柜及吸气罩,凡产生有害气体设备如光谱及色谱分析类设备均应设吸气罩,设计时应确定位置和高度,并留有发展空间,在化学试剂库房吸风罩与试剂柜相连,设感应装置,自动排气。所有通风柜的排风系统宜独立设置,即“一柜一管风机系统”,不宜共用风道,不得借用消防风道。实验室不宜采用不同实验室之间空气交换的中央空调系统,避免造成交叉污染,独立实验室可采用单独空调,单元组合类实验室可设风机盘管系统或变频变冷媒流量一拖多系统。

17空气净化与压差

临检实验室无净化要求,微生物实验室中消毒实验室设计为周边6-7级,局部5级,其余实验室设计为7级,理化实验室除ICP-MS设计为6级,其它实验室无净化要求。设压差的实验室主要有洁净室、PCR室、结核实验室及病原微生物负压BSL-2室,洁净室之间及与室外压差5-10Pa为宜,PCR室的试剂配制室及样品处理室宜微正压+5-10Pa,核酸扩增室及产物分析室宜微负压-5-10Pa。

18楼宇智能化

疾控机构承担着突发公共卫生事件处应急处置、反生物等任务,其实验室具有一定的生物化学及物理安全性要求,因此在计算机网络、楼宇自控、安全防犯等智能化系统应达同期社会先进水平,并留有一定发展空间。在各网络实验室、重要仪器设备、危险化学品库房、走廊等处应尽可能多设数据、语音接点,重要场所设置摄像头,进入实验区设电子门禁系统。

19其它

除以上要点外还应关注地漏设置、洗眼器、紧急冲淋器、380V电源房间、插座方式、不间断电源房间、电线型号质量、电源接地、灯具类别、应急照明、照度要求、纱窗、玻璃颜色、窗帘、小型热水器设置、龙头水嘴设置、防雷等,缺一不可,否则在建设过程和使用中会面临诸多问题,影响功能使用。