在進行實驗室設(shè)計之前,首先要了解目標實驗室的總體規(guī)劃,包括實驗室的性質(zhì)、目的、任務、依據(jù)和規(guī)模,確定實驗室功能和儀器設(shè)備選型等。其中儀器選型直接影響實驗室的布置。因為在實驗室設(shè)計階段打好基礎(chǔ),才不會在實驗室裝修階段、驗收階段、使用階段,甚至是后期的維護階段發(fā)現(xiàn)各種各樣的問題。
一、實驗室設(shè)計平面布置
實驗室平面設(shè)計要求設(shè)計師有一定的建筑裝飾知識、我國實驗室相關(guān)標準和規(guī)范、熟悉所設(shè)計的實驗室實驗工藝流程等。進而更好的確定實驗室整體平面布置圖,明確實驗室布局。
所謂實驗室平面布局設(shè)計是根據(jù)實驗室性質(zhì)、實驗室的目標定位、實驗室的功能要求、實驗類型以及實驗工藝流程等因素,按照國家相關(guān)標準針對實驗室既有場地進行科學、合理的功能間區(qū)分和布局的工作。
二、實驗室通風系統(tǒng)設(shè)計
實驗室通風系統(tǒng)設(shè)計是實驗室設(shè)計中的重中之重,也是實驗室建設(shè)成敗的關(guān)鍵因素。實驗室通風系統(tǒng)設(shè)計包含排風系統(tǒng)和補風系統(tǒng)兩方面。
實驗室通風系統(tǒng)的設(shè)計應根據(jù)《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50019-2003,《民用建筑供暖通風空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50736-2012等規(guī)范,排風系統(tǒng)則需要通過實際實驗室所需排風風量、管道長度、管道走向以及現(xiàn)場實際情況,依據(jù)流體力學進行綜合的分析計算,科學合理的設(shè)計排風系統(tǒng),進而達到設(shè)計上實驗室的安全、舒適、節(jié)能等目的。
補風系統(tǒng),則應根據(jù)實驗室類型的要求進行設(shè)計,以實現(xiàn)特定的實驗室對房間壓差的特定要求。一般理化實驗室要求保持微負壓(-5Pa~-10Pa)狀態(tài);個別特殊的生物安全實驗室則有壓力梯度的要求,如標準的PCR實驗室四個功能區(qū)壓力就是要求遞減,這樣的實驗室在設(shè)計時需要通過送排風的控制來實現(xiàn)。
三、實驗室儀器擺放
實驗室設(shè)計前應根據(jù)該實驗流程來確定儀器的種類、數(shù)量、規(guī)格型號、外形尺寸、電壓功率等參數(shù)以及擺放位置,設(shè)計師針對性的做出儀器電源、給排水、供氣、純凈水以及排風管道接口的設(shè)計。根據(jù)儀器數(shù)量及放置位置確定各區(qū)域所需面積,分割有效利用空間。儀器擺放不僅要方便工作,還要考慮儀器承重問題。
四、實驗室電路工程設(shè)計
電路設(shè)計須考慮整體功率的大小、三相電要求、特殊儀器穩(wěn)定性的要求。為方便操作和滿足安全管理的要求, 實驗室一般要求設(shè)置獨立控制開關(guān)。
實驗室電氣工程設(shè)計包含強弱電兩方面。強電方面主要包含儀器用電、照明插座等,弱電包含:網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)通信、廣播、視頻監(jiān)控等等。
強電設(shè)計應根據(jù)各儀器設(shè)備功率匯總,按功能間、樓層、整棟大樓一級一級的進行統(tǒng)計,依據(jù)電氣工程學相關(guān)知識進行配電系統(tǒng)的設(shè)計。每個儀器間單獨設(shè)置房間終端配電箱,且主要儀器需要單獨留出一個回路,不能與房間照明或其他插座串聯(lián),這樣主要是滿足儀器設(shè)備的使用和維護要求。樓層配電箱應安置在專用的配電房,設(shè)置門鎖專人管理。
實驗室應配備UPS(不間斷電源)為實驗室主要設(shè)備提供保護。根據(jù)實驗室設(shè)備用電參數(shù),確定不間斷電源功率及電流參數(shù),應注意不間斷電源的選擇應為實驗室發(fā)展預留足夠空間,考慮未來一段時間實驗室添置儀器設(shè)備的可能性及計劃購置儀器的參數(shù),然后充分預留配電負荷。電插根據(jù)需要可設(shè)計在墻面或地面,地面電插應有一定程度的防水,電插位置應靠近所供電儀器,減少地面走線使實驗室更加整潔。由于不間斷電源散熱、噪音較大,實驗室規(guī)劃時在后部設(shè)置了獨立供電房并在房間中安裝專用空調(diào)。
弱電方面:針對現(xiàn)代實驗室發(fā)展要求和科技發(fā)展趨勢,建議主要房間都要設(shè)計多個網(wǎng)絡(luò)通訊端口和至少一個電話接口;實驗室規(guī)劃設(shè)計階段需要在主要通道設(shè)計攝像頭進行實驗室管理監(jiān)控,有條件的可以每個房間設(shè)計,甚至重要精密儀器室加強攝像監(jiān)控。
五、實驗室給排水設(shè)計
實驗室給排水包含自來水和純水。因為實驗室的給排水最好的方式都是采用暗裝,所以設(shè)計如果有遺漏的話將會給后期的實驗室管理帶來很大的不便和煩惱。
普通自來水一般而言,實驗室給水管道選用優(yōu)質(zhì)的U-PVC管道,主管可以選用6′,支管可以選用4′;排水管選用優(yōu)質(zhì)的PPR管道,一般選擇φ50或φ75,特殊情況可以選用φ110的。
純水是根據(jù)所有設(shè)備滿負荷運行所需純水水量及等級確定合適制水設(shè)備,所選設(shè)備水處理能力也應預留足夠空間。設(shè)計中將噪音最大的氣泵(為自動化流水線提供氣體壓力)和純水處理儀放置在中心實驗室后部獨立的水機房,純水儀防漏管道直接聯(lián)通實驗室排水系統(tǒng),并在機房內(nèi)設(shè)置了吸水泵,方便處理一定程度的泄露。此外,還在實驗室儀器軸線上設(shè)置了兩個地底凹槽,給排水管路全部鋪設(shè)在地下。
六、實驗室空調(diào)系統(tǒng)
實驗室的溫濕度應根據(jù)實驗要求設(shè)計,普通的理化室采用普通的分體空調(diào)或多聯(lián)機即可。對于精密儀器室對溫濕度有一定的要求,比如ICP、ICP-MS等。另有一些特殊的如纖維檢驗、紙品檢測、紡織面料等對溫濕度都有更高的要求。還有些潔凈實驗室為了使實驗室內(nèi)保持所需要的溫度、濕度、風速、壓力和潔凈度等參數(shù),最常用的方法是安裝潔凈空調(diào)系統(tǒng),它可以向室內(nèi)不斷送入一定量經(jīng)過處理的空氣,以消除室內(nèi)外各種熱濕干擾及塵埃污染。設(shè)計師在設(shè)計這樣的實驗室是需要依據(jù)標準針對性的選材。
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