實驗室規(guī)劃設(shè)計之食品實驗室設(shè)計建設(shè)

信息摘要：

現(xiàn)代食品檢測實驗室是食品化學(xué)、物理學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)和食品感官評價的專業(yè)化實驗室，從功能上講，它還涉及到給水、排水、通風(fēng)、通電、強(qiáng)電、…

現(xiàn)代食品檢測實驗室是食品化學(xué)、物理學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)和食品感官評價的專業(yè)化實驗室，從功能上講，它還涉及到給水、排水、通風(fēng)、通電、強(qiáng)電、弱電、空氣調(diào)節(jié)、消防、廢氣處理、集中供氣等復(fù)雜技術(shù)，是一項綜合考慮環(huán)境保護(hù)、安全、可持續(xù)發(fā)展等諸多因素的復(fù)雜系統(tǒng)工程。

合理定位，科學(xué)規(guī)劃
在構(gòu)建一個專業(yè)技術(shù)實驗室的流程中，“構(gòu)”的部分企業(yè)至關(guān)因素重要，它包括了實驗室的定位和規(guī)劃，是整個國家實驗室進(jìn)行建設(shè)的基礎(chǔ)和靈魂。
實驗室定位是指: 實驗室在國際和國內(nèi)的定位(達(dá)到什么水平?)實驗室在行業(yè)(系統(tǒng))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(qū)域內(nèi)實驗室的位置。
實驗室規(guī)劃包括兩個方面:一是實驗室建設(shè)規(guī)劃，二是實驗室流程規(guī)劃。實驗樓規(guī)劃包括建筑外觀、風(fēng)格、高度、園區(qū)布局等。實驗室建設(shè)之前，調(diào)研實驗室需求的過程，其實就是確定整個實驗室3-5年規(guī)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(fā)展方向，又要廣泛考察相關(guān)單位建設(shè)的實驗室，學(xué)習(xí)其經(jīng)驗教訓(xùn)。
2：實驗室建設(shè)流程

此外，還應(yīng)該從理念上充分認(rèn)識到自己專業(yè)實驗室建設(shè)是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計工程，是對工作生活環(huán)境的構(gòu)建社會以及發(fā)展環(huán)境造就出的工作管理方式，而不是儀器和家具的簡單組合。

實驗室進(jìn)行設(shè)計應(yīng)先于土建工程設(shè)計
“構(gòu)造”應(yīng)該放在“構(gòu)造”之前。只有當(dāng)“建設(shè)”是清楚的，才能“建設(shè)”開始。就是用專業(yè)的手段抽象出具體的實施過程，包括實驗室的設(shè)計、安裝、調(diào)試、維護(hù)和升級。
我國目前還沒有相關(guān)的建筑規(guī)范對實驗室的建設(shè)進(jìn)行規(guī)定，所以很多實驗室在土建設(shè)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(shè)流程是先設(shè)計實驗室工藝，然后在滿足實驗室工藝要求的前提下進(jìn)行實驗室的土建設(shè)計。這就需要建設(shè)單位在項目土建設(shè)計階段，咨詢專業(yè)實驗設(shè)計人員，及時介入。如有可能，最好帶土建設(shè)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(shè)計一個問題主要包括：
1)風(fēng)井設(shè)計不當(dāng)，或風(fēng)井位置、尺寸、數(shù)量不能滿足要求;
2)不考慮氣瓶間，只設(shè)計消防用氣瓶間；
3）未對實驗室管理進(jìn)行一個整體的平面設(shè)計規(guī)劃，分區(qū)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。
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實驗室進(jìn)行設(shè)計與承建企業(yè)單位的選擇
實驗室研究設(shè)計與承建單位應(yīng)選擇中國國內(nèi)發(fā)展具有存在一定市場規(guī)模的企業(yè)，必須通過嚴(yán)格考察其設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)和施工管理能力和資質(zhì)水準(zhǔn)，最好實地考察其已完工的項目和公司所在地。設(shè)計一個單位的設(shè)計技術(shù)人員應(yīng)專業(yè)學(xué)生全面、經(jīng)驗可以豐富、認(rèn)真學(xué)習(xí)負(fù)責(zé)、隊伍穩(wěn)定。承建單位最好在實驗室所在地已承擔(dān)過建設(shè)投資項目，這樣一種比較熟悉當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)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(xù)的維護(hù)社會工作。設(shè)計圖紙完成后，最好請第三方支付機(jī)構(gòu)和權(quán)威專家系統(tǒng)進(jìn)行更加詳細(xì)審核，以避免出現(xiàn)一些不合理的設(shè)計和重大缺陷。在施工環(huán)境工程中，應(yīng)要求對方配備一名富有生活實際教學(xué)經(jīng)驗的項目經(jīng)理，這樣不僅有利于進(jìn)度控制、資源調(diào)配、溝通協(xié)調(diào)。
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實驗室平面布局的設(shè)計
實驗室布局是實驗室設(shè)計的基礎(chǔ)。只有根據(jù)功能區(qū)劃和工作流程的要求進(jìn)行布局，才能保證以下水、電、風(fēng)的專業(yè)設(shè)計，就像一件事導(dǎo)致另一件事。因此平面布置設(shè)計階段應(yīng)盡可能考慮工程與開發(fā)要求，合理的配置空間，盡可能優(yōu)化整合。除了優(yōu)化布局和安置設(shè)備外，還應(yīng)適當(dāng)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(yù)處理室應(yīng)與儀器室設(shè)在同一樓層; 氣瓶室應(yīng)與氣相色譜儀、氣相質(zhì)譜儀等設(shè)在同一樓層; 應(yīng)盡量擴(kuò)大單層面積，避免地面空間過大; 每層樓應(yīng)設(shè)有洗手間和樣品室，充分利用空間; 生物安全室應(yīng)合理安排清潔區(qū)、半清潔區(qū)和污染區(qū)，避免交叉污染。
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實驗室配電系統(tǒng)
實驗室的配電管理系統(tǒng)是根據(jù)學(xué)生實驗教學(xué)儀器和設(shè)備的具體工作要求，經(jīng)過自己專業(yè)的設(shè)計研究人員進(jìn)行綜合多方面影響因素分析設(shè)計可以完成的，與普通建筑有很大區(qū)別。因為我們實驗室儀器技術(shù)設(shè)備對電路的要求企業(yè)比較復(fù)雜，并不是通常需要人們所認(rèn)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(shè)備對電路都有一個特殊的要求（例如靜電接地、斷電保護(hù)、等電位連接等）。對配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計，不但要考慮公司現(xiàn)有的儀器設(shè)備使用情況，同時也要考慮實驗室?guī)啄甑陌l(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，充分考慮配電系統(tǒng)的預(yù)留問題及日后的電路維護(hù)等問題。為了得到保證電力的可靠安全保障，還應(yīng)考慮不間斷電源或雙線路產(chǎn)品設(shè)計，不間斷電源的容量應(yīng)符合自身實際生活所需并保證一定可擴(kuò)增區(qū)間以滿足市場未來的發(fā)展過程中所需。
此外我們對于企業(yè)某些具有特殊的區(qū)域，如氣瓶間則應(yīng)通過采用防爆電器元件以確保無安全風(fēng)險隱患。墻上的插座應(yīng)充分發(fā)展考慮市場需求，例如進(jìn)行樣品室應(yīng)留足冰箱的插座、前處理室應(yīng)預(yù)備離心機(jī)的插座、門口應(yīng)預(yù)留自動鞋套機(jī)的插座、走廊兩側(cè)也應(yīng)考慮到數(shù)據(jù)分布存在一些信息插座。
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實驗室弱電系統(tǒng)
實驗室的弱電系統(tǒng)主要包括電話、監(jiān)控、門禁、網(wǎng)絡(luò)等。弱電系統(tǒng)有一個特點，預(yù)置后不能改變，所以不能像強(qiáng)電線路一樣按要求改變。比如網(wǎng)絡(luò)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(nèi)應(yīng)預(yù)留足夠的網(wǎng)絡(luò)接口，并預(yù)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(wǎng)絡(luò)接口上。如果走廊很長，可以在遠(yuǎn)端預(yù)留電話線，方便工作時打電話。由于隔音效果好，室內(nèi)室外都要預(yù)設(shè)對講電話，方便溝通。訪問控制系統(tǒng)應(yīng)位于每個實驗室的主入口或其他需要控制訪問的地方。
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實驗室空調(diào)系統(tǒng)
空調(diào)系統(tǒng)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(fēng)系統(tǒng)，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(huán)境。如果實驗室所在的整棟樓采用中央空調(diào)，則必須能夠在不同區(qū)域、不同時間段進(jìn)行模塊化管理，避免因加班時空調(diào)使用不正常而影響儀器的檢測性能。中央空調(diào)管道的布置應(yīng)與實驗室通風(fēng)管道的設(shè)計相結(jié)合，避免施工時重疊影響層高。極端天氣條件下，應(yīng)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(qū)域保持24小時恒溫調(diào)節(jié)。
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實驗室消防系統(tǒng)
實驗室是一個具有特殊教育環(huán)境，對消防的要求企業(yè)相對于其他普通的辦公樓來說要高很多。實驗室進(jìn)行設(shè)計人員要根據(jù)實驗室的具體實際情況（設(shè)備以及投資及工藝技術(shù)特點、實驗研究工藝發(fā)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(tǒng)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(yīng)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(shè)備或破壞潔凈環(huán)境。
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實驗室給排水系統(tǒng)
排水系統(tǒng)的管道應(yīng)是耐酸堿腐蝕和有機(jī)試劑上熔融的材料，應(yīng)采用 ppr 或其他材料，而不是普通的 pvc 管，同時，根據(jù)污水的性質(zhì)、流量、排放規(guī)律并結(jié)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(fù)雜性，應(yīng)采取形成良好的用水習(xí)慣、設(shè)置過濾器、設(shè)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(tǒng)成本高，水質(zhì)不穩(wěn)定，因此不推薦使用。為了避免二次污染，可以使用感應(yīng)水龍頭，缺點是容易破裂。為了美觀，熱水器可以內(nèi)置快速熱水器。
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實驗室集中供氣系統(tǒng)
實驗室中的許多設(shè)備需要各種氣體供應(yīng)。目前，集中供氣被廣泛用作主流設(shè)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(yīng)報警裝置。所有電路應(yīng)防爆，還應(yīng)考慮防雷、防靜電和空調(diào)設(shè)備。
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實驗室通排風(fēng)系統(tǒng)
實驗室供排風(fēng)系統(tǒng)是整個實驗室進(jìn)行設(shè)計和建設(shè)發(fā)展過程中企業(yè)規(guī)模最大、影響最廣泛的系統(tǒng)之一。供排風(fēng)系統(tǒng)不斷完善與否，直接對實驗室環(huán)境、實驗研究人員的身體健康、實驗教學(xué)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)社會等方面產(chǎn)生一個重要因素影響。

通排風(fēng)系統(tǒng)完善的實驗室，應(yīng)該是環(huán)境和諧、安全、健康的工作場所。實驗室噪音、房間的換氣次數(shù)、壓差、通風(fēng)柜有毒氣體殘留等都是值得關(guān)注的問題。另外，樣品室和試劑室也應(yīng)考慮有通排風(fēng)設(shè)備，以免樣品帶來的異味影響環(huán)境；一個現(xiàn)代化的實驗室，應(yīng)設(shè)計新風(fēng)系統(tǒng)；通風(fēng)柜前方的新風(fēng)口散流器應(yīng)采用可以調(diào)節(jié)方向活動室百葉設(shè)計，以避免冬夏季節(jié)外界冷熱空氣直接吹響操作者。
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實驗室家具的選擇
實驗室家具的選擇應(yīng)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(jié)構(gòu)和材料、色彩搭配等要素。例如，預(yù)處理室應(yīng)使用耐酸耐堿陶瓷板桌，儀器室應(yīng)使用物理和化學(xué)板桌等。計數(shù)器的結(jié)構(gòu)主要分為鋼木、鋁木、全鋼三種，試驗臺可分為 c 形、異形，應(yīng)根據(jù)各單元的需要而定。每個房間的柜臺布局、類型、數(shù)量也應(yīng)充分考慮，邊桌、中央桌、高柜、吊柜應(yīng)適當(dāng)匹配，避免今后工作帶來的不便。此外，還應(yīng)該考慮一些細(xì)節(jié)，如計算機(jī)位的合理配置，以避免將來的不便。
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實驗室室內(nèi)裝修細(xì)節(jié)
實驗室的天花應(yīng)采用小方格的扣板形式，而不應(yīng)通過采用大塊的整體經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，這樣可以便于進(jìn)行施工和后期系統(tǒng)維護(hù)。為了能夠便于學(xué)生參觀檢查，參觀走廊兩側(cè)或大型設(shè)備儀器室可采用落地玻璃幕墻工程設(shè)計，這樣我們更加具有通透明亮，便于企業(yè)管理，缺點是不能在墻根預(yù)留插座，同時門的穩(wěn)定性相對較差，造價也較高。實驗室若要達(dá)到實現(xiàn)最佳的視覺藝術(shù)效果，配色也是作為一個需要考慮的方面。搭配科學(xué)合理的柜體、臺面、地面、天花會凸顯其卓爾不凡的高端技術(shù)特征，令參觀者過目不忘，令使用者身心健康愉悅。