化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)與建設(shè)實(shí)踐

陳建國(guó) 葉家華 李亞萍 徐 令

（寧波出入境檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心 浙江寧波 315043）

1 前言

化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室主要針對(duì)材料或產(chǎn)品的化學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)分析或研究[1]。檢驗(yàn)檢疫、食藥監(jiān)、環(huán)保、工礦、冶金等行業(yè)均將化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室作為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室之一。隨著電子電氣產(chǎn)品、紡織品、玩具、食品、化妝品等作為主要檢測(cè)對(duì)象的第三方檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室蓬勃興起，化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)需求量也隨之增大，如何使實(shí)驗(yàn)室環(huán)境做到安全、環(huán)保、舒適、實(shí)用成為一項(xiàng)新的課題。

2 現(xiàn)狀與問題

化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室普遍存在危險(xiǎn)化學(xué)品、水電氣、有毒有害物質(zhì)接觸、設(shè)備高溫高壓、試劑易燃易爆等使用風(fēng)險(xiǎn)，為此，實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)建設(shè)對(duì)消防、通排風(fēng)、水電氣等有專門要求[2-4]?；瘜W(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)和建設(shè)普遍存在以下兩個(gè)方面問題：（1）實(shí)驗(yàn)室總體設(shè)計(jì)。與一般建筑裝潢設(shè)計(jì)相比，化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室專業(yè)裝修的市場(chǎng)需求相對(duì)較少，設(shè)計(jì)單位基本不具備消防設(shè)計(jì)資質(zhì)，不熟悉土建、暖通、水電和智能化等專業(yè)。（2）現(xiàn)場(chǎng)施工配合。土建施工單位由于工程量貫穿整個(gè)施工過程，往往由其作為工程總包方，但專業(yè)施工單位涉及集中供氣、集中供純水、智能化，尤其是通排風(fēng)、空調(diào)、新風(fēng)系統(tǒng)等各項(xiàng)施工易相互交叉，如果工程總包方未能良好協(xié)調(diào)，容易影響實(shí)驗(yàn)室空間的合理利用和使用安全。

3 經(jīng)驗(yàn)與建議

3.1 實(shí)驗(yàn)室總體風(fēng)格

化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室總體風(fēng)格直接體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的綜合實(shí)力、管理水平和對(duì)外整體形象。因此，總體設(shè)計(jì)中，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方和設(shè)計(jì)方必須準(zhǔn)確把握實(shí)驗(yàn)室的組織結(jié)構(gòu)、專業(yè)特色和建設(shè)目標(biāo)。通過組織結(jié)構(gòu)確定實(shí)驗(yàn)室大的樓層分布、區(qū)域規(guī)劃及整體外觀風(fēng)格。根據(jù)專業(yè)特色確定實(shí)驗(yàn)室具體空間分布、水電氣供給、專業(yè)區(qū)域劃分。

3.2 人員辦公區(qū)域

以人為本，方能促進(jìn)檢測(cè)工作的業(yè)務(wù)與質(zhì)量。所以，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室時(shí)首先應(yīng)把通風(fēng)條件好、自然采光充足、出入路徑方便、遠(yuǎn)離噪聲或廢氣產(chǎn)生的區(qū)域留作辦公區(qū)域，讓員工能在舒適、敞亮的環(huán)境下處理實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)、擬稿出證或者間隙休息，這才更加有利于保證實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)工作的質(zhì)量。選擇自然環(huán)境好的同時(shí)，盡量不要讓通風(fēng)、空調(diào)、消防或其他水電氣管道通過辦公區(qū)域，以免噪聲、水電氣泄漏影響正常辦公。

3.3 通風(fēng)系統(tǒng)

通風(fēng)系統(tǒng)是化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的關(guān)鍵設(shè)施，區(qū)域涉及實(shí)驗(yàn)室大多數(shù)辦公和工作場(chǎng)所，關(guān)系到實(shí)驗(yàn)室人員健康安全和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，需要考慮的關(guān)鍵問題是：（1）主機(jī)排風(fēng)量必須滿足或適當(dāng)超過實(shí)驗(yàn)室提出的需求，最好能預(yù)留擴(kuò)展空間。（2）排風(fēng)管路設(shè)計(jì)距離要盡可能短、彎頭盡可能少。盡量將化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室安排到較高樓層，離安裝風(fēng)機(jī)的屋頂越近越好，這樣既可以提高排風(fēng)效率又可以節(jié)約建設(shè)和維護(hù)成本。（3）通風(fēng)柜、通風(fēng)罩等排風(fēng)的區(qū)域應(yīng)盡量集中，既要提高排風(fēng)效率又要減少對(duì)其他房間的噪聲影響。（4）有機(jī)與無機(jī)廢氣的排風(fēng)管路必須隔離，以免造成不同性質(zhì)化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)引起的爆炸或起火危害，不同樓層的排風(fēng)主管最好隔離，以免不同樓層間實(shí)驗(yàn)室相互串味。

3.4 化學(xué)前處理區(qū)域

化學(xué)前處理是化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室必須具備的環(huán)節(jié)，主要以樣品消化、提取、分離、富集等步驟為主，涉及大量化學(xué)試劑使用、水電氣消耗、廢水廢氣排放、余樣廢物回收等，為此，要求前處理區(qū)域設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量做到以下幾個(gè)方面：（1）場(chǎng)地寬暢，留有余地，化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室涉及樣品種類繁多，需要有足夠的空間以滿足各種樣品前處理步驟要求；（2）分布合理，兼顧功能，對(duì)于不同的樣品，化學(xué)前處理的方法不同，對(duì)場(chǎng)地環(huán)境有不同要求，因此，應(yīng)充分考慮各類檢測(cè)方法需求，盡可能綜合利用，避免小而全、空間使用效率不高的情況；（3）通過方便的開門開窗或配合必要的空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)，確保環(huán)境空氣清新，溫度舒適。

3.5 儀器設(shè)備區(qū)域

現(xiàn)代化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)離不開各類精密分析儀器的配備，規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重注意以下兩個(gè)方面：（1）總體設(shè)計(jì)要合理?？傮w設(shè)計(jì)好儀器設(shè)備區(qū)域?qū)τ诜奖銠z測(cè)流程、提高工作效率、保證檢測(cè)質(zhì)量具有特別重要的意義。因此，儀器設(shè)備區(qū)域應(yīng)相對(duì)集中，便于實(shí)驗(yàn)室空間的相對(duì)隔離、水電氣路的快速供給、暖通設(shè)施的配合及工作人員的進(jìn)出。（2）特殊區(qū)域設(shè)計(jì)要細(xì)致。大部分精密儀器的安裝對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境均有具體要求，因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)與實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備管理人員的溝通，使前期考慮盡量周到，如電源容量、插座和信號(hào)端數(shù)量、設(shè)備接地方式、輔助水源氣源、是否需要人機(jī)分離、排風(fēng)補(bǔ)風(fēng)、房間防塵等細(xì)節(jié)問題。

3.6 樣品流轉(zhuǎn)區(qū)域

化學(xué)檢測(cè)流程的主要步驟是樣品受理登記、制樣、檢測(cè)和留樣保存，這4個(gè)主要步驟一般在不同區(qū)域內(nèi)完成。樣品受理區(qū)域應(yīng)設(shè)在方便客戶送樣和登記受理的位置，留出一定的空間暫時(shí)存貯樣品，尤其是有冷藏或冷凍需要的樣品，應(yīng)留好電源和設(shè)備的場(chǎng)地。制樣應(yīng)選擇在環(huán)境相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域，防止交叉污染，方便檢測(cè)樣品流轉(zhuǎn)。留樣區(qū)域應(yīng)根據(jù)需要存貯樣品的分類性質(zhì)，單獨(dú)設(shè)計(jì)，盡量選擇在通風(fēng)條件好、陰涼避光、方便樣品報(bào)廢處理及運(yùn)輸?shù)膮^(qū)域，重點(diǎn)做好防火、防爆、防潮等方面的考慮。

3.7 消防設(shè)計(jì)

國(guó)內(nèi)從事化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的單位基本不具備消防設(shè)計(jì)資質(zhì)。因此，為確保實(shí)驗(yàn)室消防安全，最好請(qǐng)有消防設(shè)計(jì)資質(zhì)的公司進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，或者在初步設(shè)計(jì)完成后請(qǐng)有資質(zhì)的公司審核，出具簽字蓋章的施工圖[5-7]，以下列舉實(shí)驗(yàn)室消防設(shè)計(jì)中經(jīng)常忽略的問題及建議：

（1）消防分區(qū)的完全隔斷。目前，國(guó)內(nèi)好多實(shí)驗(yàn)室建設(shè)使用大面積廠房結(jié)構(gòu)，因此，在房間分隔時(shí)一定要特別注意消防分區(qū)。每個(gè)房間隔斷采用防火材料且必須到頂，即使出現(xiàn)火情，實(shí)驗(yàn)室間的有效隔離也能確保整體安全。

（2）消防通道的完全暢通。實(shí)驗(yàn)室為節(jié)約空間，常常會(huì)無意識(shí)地?cái)D占必需的消防通道區(qū)域，如上下樓道前室、強(qiáng)排風(fēng)口、走廊等區(qū)域。一旦出現(xiàn)火情，這些通道是樓道排煙的風(fēng)口、消防人員出入和樓內(nèi)人員逃生的必經(jīng)之路，設(shè)計(jì)時(shí)須特別關(guān)注不得占用。

（3）玻璃門窗的防火要求。實(shí)驗(yàn)為了整體美觀，效仿大的寫字樓或商場(chǎng)，采用大面積落地玻璃分隔實(shí)驗(yàn)室，或采用大玻璃作為房間的分隔門窗，這種方式不符合實(shí)驗(yàn)室的消防要求，建議設(shè)計(jì)施工前請(qǐng)消防部門的專業(yè)人員進(jìn)行確認(rèn)，安全第一，美觀第二。房間隔斷設(shè)計(jì)采用防火材料，因此，走廊兩邊的透光玻璃也一定要選用專門的防火玻璃。通常，電梯間出口或公共區(qū)域進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室區(qū)域時(shí)都必須使用防火門隔斷，但普通防火門為內(nèi)襯防火材料的木質(zhì)門，往往不透光，且樣式和顏色都與現(xiàn)代化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室不協(xié)調(diào)，因此，設(shè)計(jì)時(shí)可使用具有資質(zhì)廠家生產(chǎn)的透明玻璃防火門。

（4）煙霧報(bào)警、水噴淋、氣體滅火等裝備的合理選用。大型貴重或精密儀器怕水，可考慮采用氣體滅火裝置，但建設(shè)成本會(huì)大大提高，室內(nèi)消防器材占據(jù)空間變大。對(duì)于易燃易爆樣品或試劑較多的石油化工實(shí)驗(yàn)室，除必須做好通風(fēng)設(shè)備外，還應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室入口處增加人體除靜電裝置、室內(nèi)安裝防爆燈具、開關(guān)和插座等。

（5）電氣線路的容量預(yù)留。隨著實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的增多，電源容量不足、線路老化容易造成線路發(fā)熱甚至短路起火。因此，設(shè)計(jì)施工時(shí)須考慮一定的容量與線路總數(shù)預(yù)留，以確保長(zhǎng)期的電源安全。

（6）高壓氣瓶庫(kù)的建筑要求。化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室用到的氣體種類多達(dá)十余種，有易燃易爆，又有阻燃或助燃，但貯存壓力在10～15 MPa，設(shè)計(jì)貯存氣瓶的倉(cāng)庫(kù)時(shí)需要考慮墻體和門窗的特殊要求。輸送到各實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的氣體管路也需請(qǐng)專業(yè)公司單獨(dú)設(shè)計(jì)。

3.8 其他區(qū)域及事項(xiàng)

化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)除以上問題需要重點(diǎn)關(guān)注以外，還有一些比較重要的實(shí)驗(yàn)區(qū)域，諸如弱電機(jī)房、會(huì)議洽談、集中供水供氣、集中洗滌、集中高溫干燥、集中存放試劑或標(biāo)準(zhǔn)品、廢液或有毒有害試劑存放，這些區(qū)域均有相應(yīng)的環(huán)境和安全管理要求，需要在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行充分考慮，如高溫干燥間的大容量電源和廢氣排放、試劑存放房間的溫濕度控制和通風(fēng)換氣、有害試劑存放區(qū)域的防盜監(jiān)控和公安消防聯(lián)機(jī)、弱電機(jī)房的防靜電地面和不間斷電源要求、會(huì)議洽談室的音視頻和網(wǎng)絡(luò)會(huì)議設(shè)備等。強(qiáng)弱電、氣體、純凈水等引入實(shí)驗(yàn)室的走線方式，實(shí)驗(yàn)室是否采用扣板吊頂，其實(shí)都各有利弊，建議實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)時(shí)充分評(píng)估這些因素，只要實(shí)驗(yàn)室人員在使用過程中覺得方便舒適，安全高效即可。

4 結(jié)語(yǔ)

化學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)和建設(shè)直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)室人員健康安全、生態(tài)環(huán)境保護(hù)和檢測(cè)工作質(zhì)量，初步設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)詳細(xì)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有人力設(shè)備資源、實(shí)際工作需求和業(yè)務(wù)發(fā)展前景，充分考慮場(chǎng)地、房屋結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境等各種影響因素，確保前期設(shè)計(jì)工作符合實(shí)驗(yàn)室安全、舒適和實(shí)用的要求。