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    實驗室系統工程規劃設計常識

    來源:廣州菲恩實驗室設備有限公司 日期:2018-12-12 10:13:56 閱讀:

    摘要實驗室系統工程宜以安全、綠色、人性化、智能化、可持續性為前提,以滿足檢測實驗室的功能要求為原則,構建規劃合理、布局科學的檢測環境,從而降低運行風險、提高使用效率、減少能耗損失,滿足檢驗檢測工作需求。

    關鍵詞實驗室;實驗室系統工程;實驗室系統工程設計;實驗室設計

    正文:

    實驗室系統工程設計是一個嚴謹、復雜的技術工作,標準與規范是工程設計人員的“憲法”和“法律”,特別是其中的強制性條款。廣州菲恩從實驗室平面規劃總圖設計、實驗室三廢排放與處理設計、實驗室智能化系統、實驗室基礎設施與設備選擇、實驗室的水電暖設計等方面簡明扼要闡述實驗室系統工程規劃設計的常識。

    一、平面規劃總圖設計的原則主要是滿足實驗室工作流程的優化及日常管理等方面的需要。例如,在符合工作流程的情況下,將進行樣品處理、容量分析、離心、沉淀、過濾等工作的實驗室安排在通風良好的位置;易爆實驗或貯存間宜遠離機械振源及熱發生源;當X射線、γ射線探傷室設在實驗樓里時,宜布置在無地下室的底層一端,但不宜靠近人流多的地段或工作人員多的辦公室;當外部電磁干擾強度影響到電子儀器設備的正常工作時,宜做好屏蔽措施等等。立體空間布局上應考慮底層設置大型或重型設備、較大振動的設備、噪聲較大的設備、對振動很敏感的精密測量儀器、待測試件較重或較大或重復性試驗項目頻繁的實驗室、測試過程需大量酸堿液的實驗室、需做設備基礎或防振基礎的實驗室、需設置建筑防護設備的實驗室;對于以下實驗室則宜布置在建筑物的頂層且宜處于下風向位置:產生有毒有害氣體的實驗室、產生粉塵物質的實驗室、易燃或易爆物質的實驗室、排風裝置較多的實驗室;以下實驗室宜布置在建筑物的北側:溫濕度精度要求高的或有溫濕度要求的實驗室、需避免日光直射的實驗室、器皿藥品貯存間、空調機房、配電間、精密儀器存放間。

    二、實驗室三廢排放與處理設計應符合國家現行相關法律法規。對于使用有放射性、爆炸性、毒害性和污染性物質的實驗室,在系統設計中的位置應符合有關安全、防護、疏散、環境保護等規定。實驗室建筑宜處于最小頻率風向的上風側。

    實驗室廢水處理按其性質、成分等采取不同的方式,如:回收利用、直接排放、處理后排放等。一般設備冷卻用水在使用后僅水溫略有升高,這類廢水不經處理就可排入水體或外部排水管網,有的經簡單處理還可重復使用,而當廢水含有毒有害、放射性物質則需經適當處理或回收利用其有用物質后,符合國家規定的排放標準,才可排入水體或外部排放管網。廢水的處理方法,尤其對于酸堿性廢水處理方法,簡單可行的方法是建設水池,將酸性廢水和堿性廢水在池中中和,調整廢水pH值到微堿性,加入絮凝劑沉淀,上清液可直接排放或進污水管網,沉淀物處理后按固體廢棄物處理。具體應符合GB50015、CJ343、GB8978等國家現行法律法規、規范的有關規定。

    實驗室廢氣處理主要為兩大類:酸霧和有機氣體。產生兩類污染的操作宜在不同的通風柜中進行,通風系統可分別設置。酸霧氣體用堿性水溶液吸收處理,有機廢氣可用高效吸收裝置進行處理。實驗室廢氣處理應符合GB16297等國家現行法律法規、規范的有關規定。

    實驗室廢渣、廢物處理,對于高毒性的可溶性廢渣廢物,實驗室必須設專門容器分別加以收集,嚴禁埋入地下污染地面水體,其它廢渣、廢物可按照國家相關法律法規進行處理。具體應符合GB 18599等國家相關的規定。

    三、實驗室智能化系統包括實驗室業務信息管理系統、辦公自動化系統、安全預警系統等。實驗室應根據建筑物的規模和功能需求等實際情況,設計配置相關的系統,同時還應配備遠程通訊設施或預留接口。實驗室應設置安防措施,避免無授權人員進入,如門禁系統,安防系統設計應考慮消防、應急要求。實驗室的關鍵部位(如有人值守和無人值守需長期試驗的實驗室、試驗人員無法接近觀察測試過程的部位)應設置監視器,需要時,可實時監視并錄制實驗室活動情況和實驗室周圍情況。監視設備應有足夠的分辨率,影像存儲介質應有足夠的數據存儲容量,具體應符合GB50348等有關的規定。

    四、實驗室基礎設施與設備選擇應綜合考慮安全、節能環保、現代化等要求。

    實驗室應設計安全和應急裝置,如:洗眼器、緊急沐浴器、滅火器、保護手套、防護衣服、急救箱等,安全裝置的最佳位置是在實驗室的主入口上,方便工作人員使用、維護保養。實驗室標志是保證實驗人員安全的重要措施,可以起到安全防范警示等作用,避免或減少實驗室安全事故的發生,包括通用安全標志、消防標志、化學品作業場所安全警示標志、工業管道標志、氣瓶標志、設備標志等,緊急通道和出入口應設置醒目標志。

    實驗室建筑的防火設計必須符合現行GB50016的規定,通用實驗室的安全出口不宜少于兩個,易發生火災、爆炸、化學品傷害等事故的實驗室的門宜向疏散方向開啟。

    設置采暖及空氣調節的實驗建筑,在滿足采光要求的前提下,應減少外窗面積。實驗室應優先考慮自然通風,無法自然通風的才考慮機械通風。

    底層、半地下室及地下室的外窗應采取防蟲及防嚙齒動物的措施,實驗室的門扇應設觀察窗。在共用建筑物中建立的實驗室,應設可自動關閉的帶鎖的門,必要時,可設立緩沖區域,如緩沖間等。在爆炸危險的房間內應設置外開門。實驗室墻面總體要求為方便清潔,實驗室地面應堅實耐磨、不起塵、不積塵并能夠防水、防滑、防放射性沾染、防靜電,使用強酸強堿實驗室所布置地面應具有耐腐蝕性,用水量較多的實驗室地面應設地漏。

    實驗室家具按布局形式可分為:一字型、L型、島型、半島式。一字型實驗臺適用于小型實驗室或大型實驗室邊臺,L型實驗臺與實驗室的兩相臨墻壁平行布置且留維修通道,中央實驗室臺可做島型,便于工作人員活動并可以快速接近緊急設備或出口,當實驗室兩側或兩端有確定的出口時可采用半島形實驗臺。

    五、實驗室的給水排水、電氣、暖通空調設計。

    水是實驗室不可缺少的基礎條件之一,化學實驗對環境的影響和潛在危害是客觀存在的,在建設實驗室過程中必須充分重視,實驗室給水排水管道材料的選擇應考慮防腐、抑菌。實驗室的地面或樓面應設置地漏,明敷給水管道應采取防冷凝水措施,不宜與其它無關的管道穿越。必須穿越時,室內不得設置閥門。

    實驗室工程設計必須重視電器設備的用電設計。首先應考慮電源負荷大小和今后可能的發展情況,在敷設電線、安裝插座時應留有適當余量;對于24h運轉的設備如烘箱、恒溫箱、冰箱、純水制備系統等,應設有專用或不間斷電源,以免因故停電而中斷。實驗室的安全關系到檢測人員和設備的安全,因此供電系統必須有良好的地線,大功率設備供電應設置安全空氣開關和接觸器。

    實驗室通?梢圆捎脦аh風的空調系統,但是如果涉及化學溶媒、感染性材料制作和動物實驗,則應采用全新風系統。散發有毒有害氣體的實驗室設置空調時,應設置獨立的直流系統;當與其它實驗室、辦公室合用一個系統時,嚴禁從散發有毒或有害氣體的實驗室回風?照{設備節能運行設計應在滿足室內空氣質量要求的前提下,控制新風閥的開合度以保持最小新風量運行。條件許可時,可采用根據室內CO2濃度變化自動控制新風、排風及回風閥門的動作,從而節約冷量。根據季節變化,充分利用自然冷源,過渡季節應盡量采用室外新風的自然冷卻能力,節省人工冷源的冷量。

    實驗室通風系統主要由通風柜、排氣罩和通風管道組成,實驗室的排風系統宜獨立設置,同一個房間若有兩臺以上的通風柜,應劃為一個系統,避免一臺通風柜使用時,其它通風柜產生倒流污染室內。實驗室的補風由新風機所送入的新風、通過門窗縫隙或預留百葉補風口滲入的新風或經中央空調送入的新風組成。通風柜應布置在遠離新風口的地方,避免氣流短路。為避免實驗室內的有害氣體污染其余房間和走廊,室內一般可通過調整排風量大小以及風機的開停順序設計成微負壓狀態,新風可通過房間的門窗縫隙滲透入室內。實驗室要有一定的換氣次數,以保證室內揮發性有害物質及時排出室外。實驗室的排氣系統應視廢氣的具體產生量而定,如果量少可直接排出室外,但應采用專門的排氣管從樓頂排放;對有毒、有害或量大的廢氣,可在風機排風口末端加裝活性碳或其它吸咐裝置進行處理后排放。

    采暖地區實驗室的冬季采暖室內計算溫度應為1820℃,采暖系統宜按南北朝向分開環路設置,采暖系統的散熱器宜按每個自然開間的采暖熱負荷進行設置。采暖系統的散熱器其散熱量宜有調節的可能性,但布置在更衣間、淋浴間以及熱媒有凍結危險場所的散熱器除外。采暖系統應在每個環路回水干管末端和每根立管上設帶短管的閥門。

    參考文獻:

    [1]GB50015-2003(2009年版)《建筑給水排水設計規范》.中國計劃出版社

    [2]GB50736-2012《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》.中國建筑工業出版社

    [3]GB50189-2015《公共建筑節能設計標準》.中國建筑工業出版社

    [4]GB50016-2014《建筑設計防火規范》.中國計劃出版社

    [5]JGJ91-93《科學實驗室建筑設計規范》.中國科學院北京建筑設計研究院

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