陳田慶 曲少東

摘 要：現(xiàn)代化學(xué)檢測實驗室建設(shè)是一個系統(tǒng)而復(fù)雜的工程，本文從前期設(shè)計、施工單位的確定，到配電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、集中供氣系統(tǒng)和通風(fēng)排氣系統(tǒng)等多個方面進行詳細分析，提出了現(xiàn)代化實驗室建設(shè)中的需要注意的幾個關(guān)鍵問題，對新的化學(xué)檢測實驗室有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：化學(xué)檢測；實驗室；建設(shè)；通風(fēng)；集中供氣

前言

實驗室建設(shè)施一個系統(tǒng)而復(fù)雜的工程，建設(shè)前期規(guī)劃，中期建設(shè)，后期安裝及使用過程中，必須環(huán)環(huán)相扣，提前謀劃，否則，后期會遇到各種各樣復(fù)雜的問題。例如，新購置的設(shè)備卸車困難，較大儀器搬運上樓時，樓梯平臺空間小，不好轉(zhuǎn)彎，貨梯尺寸，無法運輸，甚至有一些設(shè)備上了樓，但實驗室門太小，無法進入。筆者就實際遇到過這種情況，某大學(xué)在建設(shè)實驗室時未考慮到儀器尺寸，最后無法進樓，只能動用大型吊車作業(yè)，并將門窗拆除。這給儀器安裝帶來了極大困難，都是在實驗室建設(shè)過程中前后統(tǒng)籌不到位引起的。

無論是新建實驗室還是對原有建筑進行功能變更，都應(yīng)滿足主體建筑的安全評價、環(huán)境評價、職業(yè)衛(wèi)生評價及節(jié)能評價等方面的要求。在滿足檢驗檢測實驗室功能需求的，還需要根據(jù)未來發(fā)展方向及需求，合理的確定實驗室建設(shè)規(guī)模。

1 定位準確，精細規(guī)劃

專業(yè)實驗室的構(gòu)建和規(guī)劃，規(guī)劃的部分非常重要，實驗室規(guī)劃是整個實驗室建設(shè)中的靈魂，只有做好規(guī)劃，才能明確實驗室的整體定位：即實驗室要在業(yè)內(nèi)達到什么樣的水準、定位。一般來說，實驗室規(guī)劃主要有兩方面內(nèi)容：第一是建筑設(shè)計規(guī)劃，包括實驗室整體建筑的風(fēng)格、外觀、與周邊環(huán)境匹配度、預(yù)算規(guī)劃等方面。第二是實驗室工藝的規(guī)劃，即實驗室主要針對哪些檢測項目，需要采取哪些配套設(shè)施，如實驗室如含有有機項目檢測，必須配備相應(yīng)廢液廢氣處理設(shè)施。在建設(shè)實驗室之前，必須進行大量的前期調(diào)研和考察，對自身的發(fā)展和需求要有明確認識和規(guī)劃，有條件的情況下，可以到相關(guān)先進的實驗室進行交流學(xué)習(xí)，取其精華，去其糟粕，使實驗室的規(guī)劃滿足未來3-5年的發(fā)展需求，最大化的利用好現(xiàn)有資源。

另外，實驗室設(shè)計人員必須充分和實驗人員進行溝通，實驗室必須結(jié)合實驗項目進行相應(yīng)設(shè)計，土地工程領(lǐng)域的實驗室是一個多元化的系統(tǒng)工程，不是實驗臺柜和通風(fēng)等家具設(shè)備的簡單堆砌。

2 土建未動，設(shè)計先行

目前在建筑行業(yè)，還沒有針對實驗室建設(shè)的相關(guān)標準，不同實驗室對建設(shè)都有一定的特殊設(shè)計要求，如果在建筑設(shè)計過程中沒有做好準備工作，則會給后期實驗室規(guī)劃施工帶來諸多麻煩。因此，應(yīng)該在實驗室建設(shè)前，先研究實驗室工藝流程，在滿足實驗室功能的前提條件下，再進行實驗室的土建設(shè)計。這就對建筑設(shè)計單位有一定的要求，可以咨詢專業(yè)的實驗室設(shè)計方，或者借鑒其他成熟實驗室經(jīng)驗，在此基礎(chǔ)上進行設(shè)計，可以減少不必要的浪費，為后期實驗室規(guī)劃打好基礎(chǔ)。例如某大樓在建設(shè)過程中，未考慮到樓內(nèi)會有化學(xué)實驗室，保留的風(fēng)井位置、數(shù)量、大小均不能滿足要求，后期在實驗室的建設(shè)過程中，需要破壞樓頂防水層，重新制作風(fēng)井，這樣不光增加了施工成本，同時也增加了安全隱患。

筆者根據(jù)多年實驗室建設(shè)經(jīng)驗，總結(jié)了實驗室建設(shè)過程中可能出現(xiàn)的問題，主要有以下幾個方面：

第一、通風(fēng)條件的好壞，對實驗人員及環(huán)境有極大影響，部分實驗室在前期規(guī)劃過程中，未充分考慮通風(fēng)需求，因此通風(fēng)設(shè)計不合理，數(shù)量、位置等與實際不匹配，可能會導(dǎo)致后期建設(shè)成本增加，實驗室通風(fēng)不滿足要求等多種問題。

第二、現(xiàn)代化的化學(xué)檢測實驗室，應(yīng)設(shè)置專門的氣瓶室，同時氣瓶室應(yīng)做好分區(qū)，易燃易爆氣體應(yīng)單獨存放，并設(shè)置良好的通風(fēng)。目前仍有一些實驗室將氣瓶與儀器在同一房間擺放，甚至沒有將氣瓶放置與氣瓶柜中，有較大隱患?；蛘哂械膶嶒炇以O(shè)置了單獨的氣瓶室，但卻未對氣瓶室進行合理分區(qū)，這些都會導(dǎo)致安全隱患。

第三、實驗室建設(shè)之前，必須進行全面綜合考慮，整體平面規(guī)劃布局應(yīng)合理，方便使用，有的實驗室分區(qū)較為簡單，互相有影響的實驗不能完全隔開，這對后期檢驗檢測結(jié)果影響較大。

第四、實驗室設(shè)計時，應(yīng)考慮儀器實際情況，在滿足現(xiàn)有儀器合理擺放的前提下，確保后期新增儀器擴展空間。

第五、實驗室頂部一般都預(yù)留大量通風(fēng)、凈化等管路，因此必須留有足夠的層高，否則將會影響管線布局，導(dǎo)致新建實驗室層高過低，影響使用和美觀。

3 確定設(shè)計與承建單位

專業(yè)實驗室在建設(shè)前必須要進行設(shè)計和施工單位的篩選，設(shè)計和施工單位的好壞直接關(guān)乎實驗室質(zhì)量的好壞，一般應(yīng)選擇在國內(nèi)外有一定知名度，規(guī)模較大的企業(yè)，同時應(yīng)該考察其相關(guān)工程設(shè)計及施工案例，條件允許的情況下，應(yīng)實地考察已完工的項目，并向客戶了解該項目的實際情況。無論是設(shè)計還是施工單位，均應(yīng)具有相應(yīng)的資質(zhì)文件，同時應(yīng)具有較為豐富的經(jīng)驗，年齡結(jié)構(gòu)合理。如果有條件的話，還應(yīng)在實驗室所在地承擔過類似的項目，或臨近施工地，對所在地政策、情況比較了解。因為我國地域廣闊，不同地區(qū)政策可能有所不同，選取地理位置相近的公司可以降低后期維護成本。設(shè)計好的圖紙應(yīng)聘請權(quán)威專家或有經(jīng)驗的第三方機構(gòu)進行審查，盡量避免閉門造車，導(dǎo)致不必要的經(jīng)濟損失。

在施工過程中，應(yīng)尋找專業(yè)的監(jiān)理機構(gòu)，同時要求施工方配備有經(jīng)驗的項目經(jīng)理，這樣對整個工程的質(zhì)量，進度，資源等方面可以做到最大化利用，同時可以保證工程質(zhì)量。建設(shè)方應(yīng)盡量避免讓不懂實驗室建設(shè)及管理的人負責整個項目，否則極易出現(xiàn)各種因溝通不暢或理解偏差帶來的問題，在增加工作量的同時，造成重大損失。

4 布局設(shè)計

實驗室應(yīng)按照功能分區(qū)和工作流程進行規(guī)劃設(shè)計，只有滿足這些基本要求，后期水電等基礎(chǔ)設(shè)施布置才能滿足要求。設(shè)計時要充分考慮現(xiàn)有工作內(nèi)容以及后續(xù)發(fā)展方向，在充分利用現(xiàn)有空間的基礎(chǔ)上，合理優(yōu)化，為后續(xù)發(fā)展流出一定余量。設(shè)計的本質(zhì)是以人為本，因此也需要充分考慮到使用的便利性。例如可以將某臺儀器與相應(yīng)前處理間相近設(shè)計，避免人員來回走動，方便實驗；氣瓶室應(yīng)無門檻，方便氣瓶進出；試劑室應(yīng)設(shè)置于陽光不能直射到的區(qū)域等。

5 配電系統(tǒng)

由于實驗室一般都會配備大量專業(yè)檢測設(shè)備，因此其配電系統(tǒng)與普通建筑區(qū)別頗多，一般人認為實驗室就是大功率儀器較多，只要配備的電纜足夠粗，功率足夠大就能滿足要求。其實不然，許多儀器需要配備UPS，配別三相電，有的還有靜電接地、防雷保護等，甚至有的儀器接頭是歐標，這些在設(shè)計時都應(yīng)該提前做好規(guī)劃。同時還應(yīng)考慮到后期維護方便。不間斷電源對儀器有一定保護作用，但是價格較高，建議大型儀器均應(yīng)配備，其余儀器可根據(jù)實際情況酌情考慮。

此外，有些特定區(qū)域，如氣瓶室或試劑室，含有一些易燃易爆等物品，因此所采用的電器元件應(yīng)防爆防腐蝕，可有效防止安全事故的發(fā)生。

6 空調(diào)系統(tǒng)

空調(diào)系統(tǒng)的好壞，直接影響到檢測結(jié)果的準確性。在滿足條件的情況下，實驗室應(yīng)安裝獨立空調(diào)，因為實驗室的某些特定區(qū)域，需要常年保持恒溫恒濕狀態(tài)，如樣品室、試劑室、標樣室等區(qū)域。如果實驗室與處于某棟大樓內(nèi)部，使用的大樓中央空調(diào)系統(tǒng)，則不能有效保證實驗室溫濕度環(huán)境，在某些極端條件下，會導(dǎo)致一些精密儀器檢測結(jié)果出現(xiàn)偏差。

7 消防系統(tǒng)

實驗室含有大量易燃易爆品，相較于普通住宅樓或者辦公樓，消防要求較高。不同實驗室，根據(jù)其功能用途及所含儀器不同，采取的防火措施也不同。精密儀器室一般不能配備自動噴淋裝置，以免發(fā)生火情時，自動噴淋損毀儀器，造成更大損失，可以配備氣體滅火裝置。

8 給排水系統(tǒng)

實驗室一般會產(chǎn)生大量的有毒有害物質(zhì)，且廢液酸堿度經(jīng)常超標，因此排水管道一般應(yīng)選用耐酸耐堿耐腐蝕的材料，不能選用金屬材料或普通PVC管道。實驗過程中產(chǎn)生的原液不能直接傾倒，應(yīng)集中收集，交由專業(yè)廢液處理公司運走統(tǒng)一處理。其他稀釋液應(yīng)統(tǒng)一排至專門的廢液處理系統(tǒng)，經(jīng)檢驗達標后，方可排到市政管道。

目前有好多實驗室采用集中供水系統(tǒng)，該系統(tǒng)的優(yōu)點是可直接將純水輸送至每個實驗室，使用較為方便，但也有頗多問題，如使用成本高，水質(zhì)經(jīng)過管路運輸后容易受污染，經(jīng)常會不達標等問題，因此不建議采用。

9 集中供氣系統(tǒng)

大型實驗室往往需要多種氣體，直接將氣瓶擺放至儀器設(shè)備附近，影響美觀，同時也會帶來安全隱患。目前大多實驗室采用集中供氣系統(tǒng)，將所有氣瓶集中管理擺放。需要注意的是，氣瓶室應(yīng)劃分出不同區(qū)域，如易燃易爆氣體不能與氧氣同處一室、同時氣瓶室必須有良好的通風(fēng)，設(shè)置氣體泄漏報警裝置，所有電器線路應(yīng)采用防靜電防爆裝置，氣瓶室的門窗應(yīng)為防爆門窗。

10 通風(fēng)和排氣系統(tǒng)

實驗室通風(fēng)和排氣系統(tǒng)是實驗室設(shè)計及施工環(huán)節(jié)中最重要、最復(fù)雜、工程量最大的系統(tǒng)之一。通風(fēng)和排氣系統(tǒng)與整改實驗室環(huán)境安全以及人員健康有著息息相關(guān)的聯(lián)系。實驗室噪聲、房間通風(fēng)頻率、壓差、通風(fēng)機內(nèi)有毒氣體殘留等都值得注意。通風(fēng)和排氣效果差的實驗室，有毒有害氣體不能及時排出，對實驗人員健康影響非常大，同時可能會腐蝕儀器設(shè)備，影響實驗精度?，F(xiàn)代實驗室應(yīng)配備新風(fēng)系統(tǒng)；通風(fēng)柜前面的新風(fēng)散流器應(yīng)采用百葉窗設(shè)計，可將活動室的方向調(diào)整為在冬季和夏季，避免冷熱空氣直接吹到操作室外。

11 實驗室家具的選擇

實驗室家具的選擇應(yīng)首先考慮能充分滿足工作需要的因素，主要涉及臺面材料、柜體結(jié)構(gòu)與材料、配色等。如預(yù)處理間采用耐酸堿陶瓷板臺面，儀表間采用理化板臺面等，臺面結(jié)構(gòu)主要分為鋼、鋁、全鋼。試驗臺的支架可分為C形支架和回形支架，應(yīng)根據(jù)各單元的需要確定。還應(yīng)充分考慮每個房間柜臺的布局、類型和數(shù)量。側(cè)柜、中央柜、高柜、吊具應(yīng)配套齊全，避免日后工作不便。此外，還應(yīng)考慮一些細節(jié)，如計算機位的合理分配，以避免將來使用時的不便。

12 結(jié)束語

現(xiàn)代化學(xué)實驗室的建設(shè)，不單純是簡單的蓋樓，選購合理的儀器設(shè)備，還要綜合考慮實驗室的總體規(guī)劃，合理布局和平面設(shè)計，以及供電、供水、供氣、通風(fēng)、空氣凈化、廢液處理、安全措施、環(huán)境保護等基礎(chǔ)設(shè)施和基本條件，因此實驗室的建設(shè)是一次復(fù)雜的系統(tǒng)工程。在現(xiàn)代化的化學(xué)實驗室里，先進的科學(xué)儀器和優(yōu)越完善的實驗室條件是提升現(xiàn)代檢測水平，促進科研成果增長的必備條件?！耙匀藶楸尽?、“人與環(huán)境”已成為人們高度關(guān)注的課題。安全、效率、舒適是理想實驗環(huán)境的三大要素，也是實驗室建設(shè)的宗旨。

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