實驗室系統工程的規劃設計

    實驗室的規劃設計，無論是新建、擴建、或是改建項目，它不單純是選購合理的儀器設備，還要綜合考慮實驗室的整體規劃、合理布局和平面設計，以及供電、供水、 供氣、通風、空氣凈化、安全措施、環境保護等基礎設施和基本條件。因此實驗室的建設是一項復雜的系統工程，在現代實驗室里，的科學儀器和*完善的實 驗室是提升現代化科技水平，促進科研成果增長的*條件。
   “以人為本，人與環境"己成為人們高度關注的課題。本著“安全、環保、實用、美觀、經濟、"，的規劃設計理念。廣州沃霖實驗室設備有限有限公司研究出了一套完整的實驗室規劃設計思路，主要分為六個方面：

實驗室平面布局規劃設計、實驗室家具規劃設計、供排水規劃設計、實驗室電控規劃設計、特殊氣體配送規劃設計、有害氣體輸出規劃設計等六個方面。下面就按上述六方面依次講解。

一、實驗室平面設計布局
平面布局設計我們主要考慮以下幾個方面的因素：
1、整體安全防范：疏散、撤離、逃生、順暢、無阻，安全通道；一般實驗室門主要向里開，但如設置有爆炸危險的房間，房門應朝外開，房門材質選擇壓力玻璃。

2、布局合理化即人體學（前后左右工作空間），*的設備與科技工作者操作空間范圍的協調搭配體現了科學化、人性化的規劃設計。
在做平面設計的時候，首先要考慮的因素是就是“安全"，實驗室是zui易發生BAO炸、火災、DU氣泄露等的場所。我們在做平面設計的時候，應盡量地要保持實驗室的通風流暢、逃生通道暢通。根據人體工程學的標準。我們做如下的劃分以供參照：
實驗臺與實驗臺通道劃分標準(通道間隔用L表示)
L>500mm時，一邊可站人操作；
L>800mm時，一邊可坐人操作；
L>1200mm時，一邊可坐人，一邊可站人，中間不可過人;
L>1500mm時，兩邊可坐人，中間可過人；
L>1800mm時，兩邊可坐人，中間可過人可過儀器
天平臺、儀器臺不宜離墻太近，離墻400mm為宜。為了在工作發生危險時易于疏散，實驗臺間的過道應全部通向走廊。另:實驗室建筑層高宜為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驗室凈高宜為2.5米-2.7米（不包括吊頂）；實驗室走廊凈 寬宜為2.5米-3.0米.普通實驗室雙門寬以1.1米-1.5米(不對稱對開門)為宜,單門寬以0.8米-0.9米為宜。

3、 科學、方面：實驗室通常按物理學，無機化學，有機合成化學，生物學來分類。根據實驗室內容、用途和規模的不同又各有自己的特點，比如基礎教學實驗室， 按學科分，多為較簡單的教學實驗對水電氣風等要求較低，而科研機構對實驗室通風、供排水、電控及潔凈都要求較高，但實驗室設計的基本原則都是具有共同 性的，以有機化學為例，主要由化學基本實驗室、儀器分析實驗室、潔凈實驗室、電子計算機室、研究室、輔助實驗室、服務供應室等組成。
   1）、化學基本實驗室，主要是進行容量分析、離子測定、氧化還原等實驗，一般設計的裝備有：實驗臺與洗滌臺；通風柜及管道修檢井；帶試劑架的實驗臺及輔助工作臺，需考慮設在實驗室內的研究空間或電腦臺，、器皿柜、落地安置的儀器設備、急救器等。

   2）、儀器分析實驗室，主要設置各種大型精密分析儀器，同時也包括普通小型分析儀等，一般設計的裝備有：儀器臺、實驗臺、通風柜、天平臺、電腦臺、氣瓶柜、洗滌臺、器皿柜、、急救器、萬向排氣罩、原子吸收罩等。以下列出各類儀器分析實驗室的要求，以供參考。

實驗室名稱氣相色譜分析室
 
主要是對容易轉化為氣態而不分解的液態有機化合物及氣態樣品的分析。儀器設備主要有氣相色譜儀，具有計算機控制系統及數據處理系統，自動化程度很高，對 有機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。但對高沸點化合物，難揮發的及熱不穩定的化合物、離子化合物、高聚物 的分離卻無能為力。要求局部排風及避免陽光直射在儀器上，避免影響電路系統正常工作的電場及磁場存在，一般設計：儀器臺（應離墻以便儀器維修）、萬向排氣 罩、電腦臺（一般在儀器臺旁配置）、邊臺、洗滌臺、試劑柜等。

液相色譜分析室

主要體現在高效率分離，對復雜的有機化合物分離制取純凈化合物，定量分析和定性分析，儀器設備主要有：高效液相色譜儀，適宜于高沸點化合物、難揮發化 合物、熱不穩定化合物、離子化合物、高聚物等，彌補氣相色譜儀的不足。環境和實驗室基礎裝備設計要求與氣相色諳室相近。

質譜分析室

主要是對純有機物的定性分析，實現對有機化合物的分子量、分子式、分子結構的測定，分析樣品可以是氣體、液體、固體，主要設備有質譜儀、氣-質聯用 儀。質譜儀是利用電磁學的原理，使物質的離子按照基特征的質荷比（即質量m與電荷e之比—m/e）來進行分離并進行質譜分析的儀器，缺點是對復雜有機混合 物的分離無能為力。氣相色譜分離效率高，定量分析簡便的特點，結合質譜儀靈敏度高，定性分析能力強的特點，兩種儀器聯用為氣-質聯用儀?？梢匀￠L補短，提 高分析質量和效率。質譜儀可能有汞蒸汽逸出，要考慮局部排風。

光譜分析室

主要是根據物質對光具有吸收、散射的物理特征及發射光的物理特性，在分析化學領域建立化學分析。主要的儀器是原子發射光譜儀、原子吸收光譜儀，分光光 度計、原子熒光光譜儀、熒光分光光度計、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。實驗室應盡量遠離化學實驗室、以 防止酸、堿、腐蝕性氣體等對儀器的損害，遠離輻射源；室內應有防塵、防震、防潮等措施。儀器臺與窗、墻之間要有一定距離，便于對儀器的調試和檢修。應設計 局部排風。使用原子吸收罩排風較為適宜。

以上實驗室，根據實際需要可設置樣品處理室，一般有洗滌臺、實驗臺、通風柜等設備，同化學實驗室類似。
 
3）、潔凈實驗室主要是通過人為的手段，應用潔凈技術實現控制室內空氣中塵埃、含菌濃度、溫濕度與壓力、以達到所要求的潔凈度、溫濕度和氣流速度等環境參 數?？諝鉂崈舳仁侵笣崈艨諝猸h境中空氣含塵量程度，空氣潔凈度的級別以含塵濃度劃分。潔凈度是指每升空氣中所含粒徑≥0.5um的塵粒的總顆粒。我國空氣 潔凈等級標準分為：100級、1000級、10000級、100000級。標準則劃分為：1級、2級、3級、4級、5級。

潔凈室一般實施兩級隔離，隔離通過生物安全柜、負壓隔離器、正壓、手套、眼罩等實現；二級隔離通過實驗室的建筑、空調凈化和電氣控制系統來實 現。但由于凈化空調需要風量小為了安全起見，風量都按大的估算，一般都要超過規范規定，物別是百級以上，冷熱負荷在要求不是很嚴格的情況可能估算，現在專 門有凈化空調機組，可以直接利用。二級—四級生物安全實驗室應實施兩級隔離。一般實驗室裝備有:超凈工作臺、生物安全柜、邊臺或不銹鋼操作臺、洗滌臺等。
以PRC實驗室為例，PCR即聚合酶鏈式反應，是分子生物學研究和實驗的常規方法，也是生物學、醫學臨床等領域廣泛應用的實驗技術。其特點是能將微量的 DNA大幅增加，實驗室通常分為四個區域，即：試劑儲存和準備區、標本制備區、擴增反應混合物配制和擴增區、擴增產物分析區（如使用全自動分析儀，區域可 適當合并）。進入各個區域必須嚴格按照單一方向進行，不同的工作區域使用不同的工作服（例如不同的顏色）。工作人員離開時，不得將工作服帶出。

4）、試劑儲存和準備室（標本制備區），儀器主要配置有：冷凍離心機、生物安全柜、冰箱、可移動紫外燈、全自動力核酸蛋白純化儀、工作服和工作鞋等。 擴增反應混合物配制和擴增區配置有：冰箱、高速離心機、超凈工作臺、PCR儀（要求負壓狀態）、可移動紫外燈、微量加樣器、核酸擴增儀等。擴增產物分析區 主要配置有：移液器、振蕩器、超凈工作臺、毛細管電泳儀、冰箱、離心機、微量加樣器、可移動紫外燈等。PCR實驗室設計方案如下圖所示：

5）、電子計算機室和研究室，電子計算機與我們的生活zui為密切，主要考慮空調散熱、電源電壓等問題。配置的裝備主要是帶鍵盤儀器臺。研究所主要是供研究人員辦公的地方，對我們實驗室裝備要求較低，在此不多作講解。
 
6）、輔助實驗室：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，分析天平是化學實驗室*的常用儀器，高精度天平對環境 有一定要求，主要是氣流和風速的影響，天平室應靠近化學實驗室，以方便使用，但不宜與高溫室和有較強電磁干擾的房間相鄰。高精度微量天平宜設在底層。天平 室內不得設置洗滌臺或任何管道穿過窒內，以免管道滲漏影響天平的維護和使用。高溫室，高溫爐和恒溫箱是常備設備，一般放置在高溫工作臺上，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放置。純水室，主要是設計的實驗裝備有；邊臺和洗滌臺。現代實驗室多使用去離子水、水量大且能保證水質。地面需設 地漏。氣瓶室，實驗室用氣除不燃氣體、惰性氣體外，其他氣體具有高壓、劇DU、氧化分解等危險性氣體，這些氣體不得進行實驗室?？梢酝ㄟ^管子接到各實驗室內。溶液配制室，用于配制各種標準溶液和 不同濃度的溶液。在允許的條件下，可由兩個房間組成，其一設有天平臺。另一間作配制試劑和存放試劑之用，一般應配置：通風柜、實驗臺、試劑柜。
服務供應部分，為基本實驗室和輔助實驗室服務的場所，如高壓鍋室和水電氣輔助室等。我們只需稍作了解。
4、實驗室工作人員總人數，根據實驗室的研究項目決定。
5、儀器設備布局，可根據實驗室的使用功能確定儀器清單，按實際儀器的使用功能分配，因儀器產品類型太多，這里不一一列舉說明。
6、工作程序、流程設計；
  *部分為平面設計，甲方（使用方）先拿出zui根本的功能要求、分布方案，乙方（設計院）、丙方（實驗室規劃與設計公司）與甲方參與實驗室建設設 計小組，共同討論，三方共同確認后方進入二程序。因為傳統實驗室建筑設計按建筑標準，僅是以外型和室內結構為主，并非以實驗室功能為主，建筑設計與 功能設計脫節。我們公司在這方面就有很多教訓。比如廣東醫學院，合同簽了兩年因為現場不符合安裝條件，還沒有安裝。
  二部分為單臺功能，單臺結構設計，應逐項、逐件、逐層，從整棟大樓、分層、分房間、分單件設計確定，全面細分確認；
  三部分，全部確認后，邀請用戶高層參與實驗室建設演示會，當場表態決策；由甲方請乙方、丙方的項目監理嚴格監督安裝、建筑過程中標準執行情況 跟蹤實驗室建設項目的順利完工；建設實驗室規劃與設計和產品招標分為兩部分；招標：A、設計為*部分；B、產品標準為二部分；建筑裝修、凈化、基礎裝 備分三個進行，不可混同、總包，不同，分別招標，然后中標三方緊密配合，裝修和凈化工程先行，交工驗收后實驗室基礎配套將進入責任明確階段，承擔 責任，全部完工時集中三家同時驗收，基礎裝備部分為產品測試標準，測試與前兩項工程不同，有很大區別不可等同對待。
7、地面、墻壁通風流暢，防止死角，室內四角盡量空閑，易打理，簡潔。

實驗室系統工程的規劃設計