現代化學檢測實驗室建設要點

陳田慶 曲少東

摘 要：現代化學檢測實驗室建設是一個系統而復雜的工程，本文從前期設計、施工單位的確定，到配電系統、空調系統、消防系統、給排水系統、集中供氣系統和通風排氣系統等多個方面進行詳細分析，提出了現代化實驗室建設中的需要注意的幾個關鍵問題，對新的化學檢測實驗室有一定借鑒意義。

關鍵詞：化學檢測；實驗室；建設；通風；集中供氣

前言

實驗室建設施一個系統而復雜的工程，建設前期規劃，中期建設，后期安裝及使用過程中，必須環環相扣，提前謀劃，否則，后期會遇到各種各樣復雜的問題。例如，新購置的設備卸車困難，較大儀器搬運上樓時，樓梯平臺空間小，不好轉彎，貨梯尺寸，無法運輸，甚至有一些設備上了樓，但實驗室門太小，無法進入。筆者就實際遇到過這種情況，某大學在建設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，并將門窗拆除。這給儀器安裝帶來了極大困難，都是在實驗室建設過程中前后統籌不到位引起的。

無論是新建實驗室還是對原有建筑進行功能變更，都應滿足主體建筑的安全評價、環境評價、職業衛生評價及節能評價等方面的要求。在滿足檢驗檢測實驗室功能需求的，還需要根據未來發展方向及需求，合理的確定實驗室建設規模。

1 定位準確，精細規劃

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

另外，實驗室設計人員必須充分和實驗人員進行溝通，實驗室必須結合實驗項目進行相應設計，土地工程領域的實驗室是一個多元化的系統工程，不是實驗臺柜和通風等家具設備的簡單堆砌。

2 土建未動，設計先行

目前在建筑行業，還沒有針對實驗室建設的相關標準，不同實驗室對建設都有一定的特殊設計要求，如果在建筑設計過程中沒有做好準備工作，則會給后期實驗室規劃施工帶來諸多麻煩。因此，應該在實驗室建設前，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計。這就對建筑設計單位有一定的要求，可以咨詢專業的實驗室設計方，或者借鑒其他成熟實驗室經驗，在此基礎上進行設計，可以減少不必要的浪費，為后期實驗室規劃打好基礎。例如某大樓在建設過程中，未考慮到樓內會有化學實驗室，保留的風井位置、數量、大小均不能滿足要求，后期在實驗室的建設過程中，需要破壞樓頂防水層，重新制作風井，這樣不光增加了施工成本，同時也增加了安全隱患。

筆者根據多年實驗室建設經驗，總結了實驗室建設過程中可能出現的問題，主要有以下幾個方面：

第一、通風條件的好壞，對實驗人員及環境有極大影響，部分實驗室在前期規劃過程中，未充分考慮通風需求，因此通風設計不合理，數量、位置等與實際不匹配，可能會導致后期建設成本增加，實驗室通風不滿足要求等多種問題。

第二、現代化的化學檢測實驗室，應設置專門的氣瓶室，同時氣瓶室應做好分區，易燃易爆氣體應單獨存放，并設置良好的通風。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。或者有的實驗室設置了單獨的氣瓶室，但卻未對氣瓶室進行合理分區，這些都會導致安全隱患。

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

第四、實驗室設計時，應考慮儀器實際情況，在滿足現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留大量通風、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，導致新建實驗室層高過低，影響使用和美觀。

3 確定設計與承建單位

專業實驗室在建設前必須要進行設計和施工單位的篩選，設計和施工單位的好壞直接關乎實驗室質量的好壞，一般應選擇在國內外有一定知名度，規模較大的企業，同時應該考察其相關工程設計及施工案例，條件允許的情況下，應實地考察已完工的項目，并向客戶了解該項目的實際情況。無論是設計還是施工單位，均應具有相應的資質文件，同時應具有較為豐富的經驗，年齡結構合理。如果有條件的話，還應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。設計好的圖紙應聘請權威專家或有經驗的第三方機構進行審查，盡量避免閉門造車，導致不必要的經濟損失。

在施工過程中，應尋找專業的監理機構，同時要求施工方配備有經驗的項目經理，這樣對整個工程的質量，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量。建設方應盡量避免讓不懂實驗室建設及管理的人負責整個項目，否則極易出現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 布局設計

實驗室應按照功能分區和工作流程進行規劃設計，只有滿足這些基本要求，后期水電等基礎設施布置才能滿足要求。設計時要充分考慮現有工作內容以及后續發展方向，在充分利用現有空間的基礎上，合理優化，為后續發展流出一定余量。設計的本質是以人為本，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前處理間相近設計，避免人員來回走動，方便實驗；氣瓶室應無門檻，方便氣瓶進出；試劑室應設置于陽光不能直射到的區域等。

5 配電系統

由于實驗室一般都會配備大量專業檢測設備，因此其配電系統與普通建筑區別頗多，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，這些在設計時都應該提前做好規劃。同時還應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，建議大型儀器均應配備，其余儀器可根據實際情況酌情考慮。

此外，有些特定區域，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防爆防腐蝕，可有效防止安全事故的發生。

6 空調系統

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

7 消防系統

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

實驗室一般會產生大量的有毒有害物質，且廢液酸堿度經常超標，因此排水管道一般應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。實驗過程中產生的原液不能直接傾倒，應集中收集，交由專業廢液處理公司運走統一處理。其他稀釋液應統一排至專門的廢液處理系統，經檢驗達標后，方可排到市政管道。

目前有好多實驗室采用集中供水系統，該系統的優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，水質經過管路運輸后容易受污染，經常會不達標等問題，因此不建議采用。

9 集中供氣系統

大型實驗室往往需要多種氣體，直接將氣瓶擺放至儀器設備附近，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，將所有氣瓶集中管理擺放。需要注意的是，氣瓶室應劃分出不同區域，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，設置氣體泄漏報警裝置，所有電器線路應采用防靜電防爆裝置，氣瓶室的門窗應為防爆門窗。

10 通風和排氣系統

實驗室通風和排氣系統是實驗室設計及施工環節中最重要、最復雜、工程量最大的系統之一。通風和排氣系統與整改實驗室環境安全以及人員健康有著息息相關的聯系。實驗室噪聲、房間通風頻率、壓差、通風機內有毒氣體殘留等都值得注意。通風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備，影響實驗精度。現代實驗室應配備新風系統；通風柜前面的新風散流器應采用百葉窗設計，可將活動室的方向調整為在冬季和夏季，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、柜體結構與材料、配色等。如預處理間采用耐酸堿陶瓷板臺面，儀表間采用理化板臺面等，臺面結構主要分為鋼、鋁、全鋼。試驗臺的支架可分為C形支架和回形支架，應根據各單元的需要確定。還應充分考慮每個房間柜臺的布局、類型和數量。側柜、中央柜、高柜、吊具應配套齊全，避免日后工作不便。此外，還應考慮一些細節，如計算機位的合理分配，以避免將來使用時的不便。

12 結束語

現代化學實驗室的建設，不單純是簡單的蓋樓，選購合理的儀器設備，還要綜合考慮實驗室的總體規劃，合理布局和平面設計，以及供電、供水、供氣、通風、空氣凈化、廢液處理、安全措施、環境保護等基礎設施和基本條件，因此實驗室的建設是一次復雜的系統工程。在現代化的化學實驗室里，先進的科學儀器和優越完善的實驗室條件是提升現代檢測水平，促進科研成果增長的必備條件。“以人為本”、“人與環境”已成為人們高度關注的課題。安全、效率、舒適是理想實驗環境的三大要素，也是實驗室建設的宗旨。

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