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    實驗室規劃設計之食品實驗室設計建設

    2020-12-22

    實驗室規劃設計之食品實驗室設計建設


    信息摘要:

    現代食品檢測實驗室是食品化學、物理學、微生物學、分子生物學和食品感官評價的專業化實驗室,從功能上講,它還涉及到給水、排水、通風、通電、強電、…


    現代食品檢測實驗室是食品化學、物理學、微生物學、分子生物學和食品感官評價的專業化實驗室,從功能上講,它還涉及到給水、排水、通風、通電、強電、弱電、空氣調節、消防、廢氣處理、集中供氣等復雜技術,是一項綜合考慮環境保護、安全、可持續發展等諸多因素的復雜系統工程。

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    合理定位,科學規劃
    在構建一個專業技術實驗室的流程中,“構”的部分企業至關因素重要,它包括了實驗室的定位和規劃,是整個國家實驗室進行建設的基礎和靈魂。
    實驗室定位是指: 實驗室在國際和國內的定位(達到什么水平?)實驗室在行業(系統)中的定位; 實驗室在社會中的定位(政府職能?第三方測試?普通實驗室?)地理區域內實驗室的位置。
    實驗室規劃包括兩個方面:一是實驗室建設規劃,二是實驗室流程規劃。實驗樓規劃包括建筑外觀、風格、高度、園區布局等。實驗室建設之前,調研實驗室需求的過程,其實就是確定整個實驗室3-5年規劃的過程。因此,有必要開展大量的前期研究工作,既要明確自身需求和未來發展方向,又要廣泛考察相關單位建設的實驗室,學習其經驗教訓。
    2:實驗室建設流程

    此外,還應該從理念上充分認識到自己專業實驗室建設是一個非常復雜的系統設計工程,是對工作生活環境的構建社會以及發展環境造就出的工作管理方式,而不是儀器和家具的簡單組合。
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    實驗室進行設計應先于土建工程設計
    “構造”應該放在“構造”之前。只有當“建設”是清楚的,才能“建設”開始。就是用專業的手段抽象出具體的實施過程,包括實驗室的設計、安裝、調試、維護和升級。
    我國目前還沒有相關的建筑規范對實驗室的建設進行規定,所以很多實驗室在土建設計階段并沒有充分考慮實驗室對建筑的特殊要求。正確的實驗室建設流程是先設計實驗室工藝,然后在滿足實驗室工藝要求的前提下進行實驗室的土建設計。這就需要建設單位在項目土建設計階段,咨詢專業實驗設計人員,及時介入。如有可能,最好帶土建設計師去其他單位的實驗室參觀,加深了解。
    比較典型的土建設計一個問題主要包括:
    1)風井設計不當,或風井位置、尺寸、數量不能滿足要求;
    2)不考慮氣瓶間,只設計消防用氣瓶間;
    3)未對實驗室管理進行一個整體的平面設計規劃,分區過于簡單或不合理;
    4)沒有考慮文書的用途;
    5)不考慮特殊的房間功能,如恒溫恒濕房間;
    6)凈高過低,影響管線布置,裝修后空間低。
    03
    實驗室進行設計與承建企業單位的選擇
    實驗室研究設計與承建單位應選擇中國國內發展具有存在一定市場規模的企業,必須通過嚴格考察其設計、研發、生產和施工管理能力和資質水準,最好實地考察其已完工的項目和公司所在地。設計一個單位的設計技術人員應專業學生全面、經驗可以豐富、認真學習負責、隊伍穩定。承建單位最好在實驗室所在地已承擔過建設投資項目,這樣一種比較熟悉當地經濟情況。此外,由于目前我國不同地域遼闊,南北方差異影響較大,因此就近原則也便于施工和后續的維護社會工作。設計圖紙完成后,最好請第三方支付機構和權威專家系統進行更加詳細審核,以避免出現一些不合理的設計和重大缺陷。在施工環境工程中,應要求對方配備一名富有生活實際教學經驗的項目經理,這樣不僅有利于進度控制、資源調配、溝通協調。
    04
    實驗室平面布局的設計
    實驗室布局是實驗室設計的基礎。只有根據功能區劃和工作流程的要求進行布局,才能保證以下水、電、風的專業設計,就像一件事導致另一件事。因此平面布置設計階段應盡可能考慮工程與開發要求,合理的配置空間,盡可能優化整合。除了優化布局和安置設備外,還應適當考慮人員和貨物的流動方向是否符合工作要求。例如,為避免實驗室人員頻繁流動,預處理室應與儀器室設在同一樓層; 氣瓶室應與氣相色譜儀、氣相質譜儀等設在同一樓層; 應盡量擴大單層面積,避免地面空間過大; 每層樓應設有洗手間和樣品室,充分利用空間; 生物安全室應合理安排清潔區、半清潔區和污染區,避免交叉污染。
    05
    實驗室配電系統
    實驗室的配電管理系統是根據學生實驗教學儀器和設備的具體工作要求,經過自己專業的設計研究人員進行綜合多方面影響因素分析設計可以完成的,與普通建筑有很大區別。因為我們實驗室儀器技術設備對電路的要求企業比較復雜,并不是通常需要人們所認為的那樣,只要能夠滿足社會最大電壓和最大功率的要求教師就可以了。事實上有很多儀器設備對電路都有一個特殊的要求(例如靜電接地、斷電保護、等電位連接等)。對配電網絡系統的設計,不但要考慮公司現有的儀器設備使用情況,同時也要考慮實驗室幾年的發展戰略規劃,充分考慮配電系統的預留問題及日后的電路維護等問題。為了得到保證電力的可靠安全保障,還應考慮不間斷電源或雙線路產品設計,不間斷電源的容量應符合自身實際生活所需并保證一定可擴增區間以滿足市場未來的發展過程中所需。
    此外我們對于企業某些具有特殊的區域,如氣瓶間則應通過采用防爆電器元件以確保無安全風險隱患。墻上的插座應充分發展考慮市場需求,例如進行樣品室應留足冰箱的插座、前處理室應預備離心機的插座、門口應預留自動鞋套機的插座、走廊兩側也應考慮到數據分布存在一些信息插座。
    06
    實驗室弱電系統
    實驗室的弱電系統主要包括電話、監控、門禁、網絡等。弱電系統有一個特點,預置后不能改變,所以不能像強電線路一樣按要求改變。比如網絡接口要和墻插并列,高度要剛好高于測試臺,方便以后使用。儀表室內應預留足夠的網絡接口,并預留足夠長的連接器代替接地插頭,以便安裝時將儀表臺連接到儀表臺的網絡接口上。如果走廊很長,可以在遠端預留電話線,方便工作時打電話。由于隔音效果好,室內室外都要預設對講電話,方便溝通。訪問控制系統應位于每個實驗室的主入口或其他需要控制訪問的地方。
    07
    實驗室空調系統
    空調系統不僅僅是控制實驗室的溫度和濕度,還要配合實驗室的通風系統,這樣可以有效保證實驗室的溫度和濕度以及房間的壓差,為人員和精密儀器提供良好的工作環境。如果實驗室所在的整棟樓采用中央空調,則必須能夠在不同區域、不同時間段進行模塊化管理,避免因加班時空調使用不正常而影響儀器的檢測性能。中央空調管道的布置應與實驗室通風管道的設計相結合,避免施工時重疊影響層高。極端天氣條件下,應能保證樣品室、氣瓶室、超低溫冰箱室、精密儀器室、不間斷電源室等對溫度要求較高的區域保持24小時恒溫調節。
    08
    實驗室消防系統
    實驗室是一個具有特殊教育環境,對消防的要求企業相對于其他普通的辦公樓來說要高很多。實驗室進行設計人員要根據實驗室的具體實際情況(設備以及投資及工藝技術特點、實驗研究工藝發展要求、儲存樣品和試劑的種類、實驗室建筑物的特點等),采用各種不同的消防控制措施來保障實驗室的消防系統安全。如對于一些精密儀器室和無菌室、配電室、不間斷電源室而言,其消防就不能通過采用可以自動噴淋裝置,而應采用這種氣體滅火裝置,以避免使用自動噴淋裝置損壞儀器設備或破壞潔凈環境。
    09
    實驗室給排水系統
    排水系統的管道應是耐酸堿腐蝕和有機試劑上熔融的材料,應采用 ppr 或其他材料,而不是普通的 pvc 管,同時,根據污水的性質、流量、排放規律并結合室外排水條件來確定方案。針對大型實驗室排水管道的復雜性,應采取形成良好的用水習慣、設置過濾器、設置蓄水彎頭、采用彎頭45 ° 角連接等措施防止泄漏。中央供水系統成本高,水質不穩定,因此不推薦使用。為了避免二次污染,可以使用感應水龍頭,缺點是容易破裂。為了美觀,熱水器可以內置快速熱水器。
    10
    實驗室集中供氣系統
    實驗室中的許多設備需要各種氣體供應。目前,集中供氣被廣泛用作主流設計方案。必須保證氣瓶間的安全,必須采用防爆門、防爆窗和氣體泄漏感應報警裝置。所有電路應防爆,還應考慮防雷、防靜電和空調設備。
    11
    實驗室通排風系統
    實驗室供排風系統是整個實驗室進行設計和建設發展過程中企業規模最大、影響最廣泛的系統之一。供排風系統不斷完善與否,直接對實驗室環境、實驗研究人員的身體健康、實驗教學設備的運行維護社會等方面產生一個重要因素影響。

    通排風系統完善的實驗室,應該是環境和諧、安全、健康的工作場所。實驗室噪音、房間的換氣次數、壓差、通風柜有毒氣體殘留等都是值得關注的問題。另外,樣品室和試劑室也應考慮有通排風設備,以免樣品帶來的異味影響環境;一個現代化的實驗室,應設計新風系統;通風柜前方的新風口散流器應采用可以調節方向活動室百葉設計,以避免冬夏季節外界冷熱空氣直接吹響操作者。
    12
    實驗室家具的選擇
    實驗室家具的選擇應首先考慮能否充分滿足工作的需要,主要涉及到桌面材料、櫥柜結構和材料、色彩搭配等要素。例如,預處理室應使用耐酸耐堿陶瓷板桌,儀器室應使用物理和化學板桌等。計數器的結構主要分為鋼木、鋁木、全鋼三種,試驗臺可分為 c 形、異形,應根據各單元的需要而定。每個房間的柜臺布局、類型、數量也應充分考慮,邊桌、中央桌、高柜、吊柜應適當匹配,避免今后工作帶來的不便。此外,還應該考慮一些細節,如計算機位的合理配置,以避免將來的不便。
    13
    實驗室室內裝修細節
    實驗室的天花應采用小方格的扣板形式,而不應通過采用大塊的整體經濟結構,這樣可以便于進行施工和后期系統維護。為了能夠便于學生參觀檢查,參觀走廊兩側或大型設備儀器室可采用落地玻璃幕墻工程設計,這樣我們更加具有通透明亮,便于企業管理,缺點是不能在墻根預留插座,同時門的穩定性相對較差,造價也較高。實驗室若要達到實現最佳的視覺藝術效果,配色也是作為一個需要考慮的方面。搭配科學合理的柜體、臺面、地面、天花會凸顯其卓爾不凡的高端技術特征,令參觀者過目不忘,令使用者身心健康愉悅。


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