企業實驗室建設與思考

王一焱，蔣鐵軍

（常州博瑞電力自動化設備有限公司，江蘇常州213025）

0 引言

實驗室承載著公司內新材料研究、新產品研發、原料及產品性能檢測及檢驗的功能和使命，是公司內部不可或缺的重要組成部分，可以為企業科研、生產和檢驗等提供有力支撐。

本文結合電力行業材料理化性能檢測的情況，以企業實驗室前期規劃為例，總結實驗室建設基本要求、各區域注意點等。

1 實驗室建設基本原則

企業實驗室建設是以企業的檢測需求和整體的發展規劃為導向，需要結合企業自身實際檢測需求、場地條件，遵守國家及地方相關法律法規要求進行。

綜合考慮電力系統中材料及產品檢測的需求、行業概況及企業內資源配置方向，通過合理的實驗室規劃方案、功能定位、科學設計和合理布局等的基本原則，來促進實驗室建設的科學化、標準化、規范化［1］，以期提高實驗室監測水平、企業產品質量水平，進一步為企業產品質量控制和快速發展服務，為企業進步助力。

2 實驗室規劃建設

建設實驗室時，應結合企業基本情況，以企業發展規劃為依據，可以將實驗室建設的規劃列入其中。

常州博瑞電力自動化設備有限公司（以下簡稱“我司”）在建設實驗室時，考慮公司實驗室檢測水平逐年提升，將實驗室的發展及規劃分為N個3年計劃進行，每個3年計劃制定不同的目標，以此來修正及督促實驗室進步及提升。

第一個3年計劃時間為2013—2016年，初期3年的目標為搭建企業實驗室基本框架，實現企業內檢測的基礎功能，可以滿足企業內基本試驗需求，能進行大部分材料及產品的試驗；第2個3年規劃時間為2017—2020年，該3年計劃為完善實驗室檢測項目，提升實驗室檢測能力，需要基本覆蓋全類別試驗需求，完善功能，滿足企業內檢測需求，提升檢測水平和質量；第3個3年規劃為2021—2024年，該3年計劃為實現實驗室檢測資質認可，達到行業內領先檢測水平，覆蓋全試驗項目，同時還應有計劃拓展試驗項目，以適應企業未來發展需求。

同時，將3年規劃逐一詳細分解，為每年制定計劃目標，逐一實施。本文基于2013—2016年實驗室建設過程，以實驗室設計和籌建階段為例，介紹了實驗室建設的基本要求、各功能區域及規劃過程中的注意事項與要點等。

3 實驗室建設基本要求

3.1 位置選擇

實驗室主要進行材料物理和化學性能的檢測。實驗室的整體環境應選擇較安靜、振動和電磁輻射都比較小的位置，以減小環境因素對設備的影響，不僅可減小檢測數據的誤差，提高數據的精確度，而且環境因素對設備的壽命也存在一定的影響。與此同時還需考慮方便人員出入。

如果實驗室考慮與辦公樓合建，我司曾考慮過設置獨立的出入口［2］，但實際因環境限制，在共用出口的基礎上，考慮單獨設置區域及單獨房間，不僅方便管控人員出入及檢測同時還可避免其他環境因素的影響。

在整體環境選擇完成后，仍應區分各類設備的功能及其所需的檢測環境條件，如成分分析設備、金相顯微鏡等高精設備，需單獨放置，且應配備設備需求的環境條件；環境氣候模擬類試驗設備如高低溫設備應集中放置，方便試驗操作和軟件控制等；鹽霧試驗類設備需單獨放置，方便試驗進行及減少試驗過程中散佚的鹽霧對其他設備的腐蝕；力學設備如拉力機、沖擊試驗機等較大、較重設備應考慮放置在一樓永久性位置避免移動；振動試驗設備應考慮間隔開單獨的房間，房間最好能降噪和隔音，建造獨立的地基。同時，需考慮和成分分析設備、金相顯微鏡等較精密設備隔開一定的距離，防止振動影響其他設備的精度。

3.2 配套設施

實驗室儀器設備是關系到檢測質量根本的因素之一［3］。在儀器設備選型及采購時，要結合實際需求，考慮引進先進的、高精度、質量可靠的設備，保證檢測質量。

同時在建設實驗室之初還應考慮相關配套設施的完善及輔助設備及條件等的具備。

如某設備要求的環境溫度為（20±5）℃，需考慮采購適配的空調，以調節設備環境的溫度；如設備工作時有溫度和濕度的要求，需要考慮空調設備應具有調節溫濕度的功能，還應在此基礎上配置相應的溫濕度表來監控室內的環境溫濕度，保證設備工作需求條件的滿足；如考慮設備工作時數據重要性及試驗的連續性，應添置相應的蓄電電源，以保證臨時停電時設備不瞬斷，有緩沖的關機時間及數據的及時存儲等；如考慮設備屏蔽及防電磁干擾等需求，應制作符合要求的接地點及接地線來滿足相應的設備需求。

建設實驗室時，在各設備的輔助配套設施完成后，應就各設備對應短期內（3～5年）考慮規劃中的項目，需在前期規劃好位置、方向及進行相應的配套設施（水、電和氣）等基礎條件的規劃，供水、供電及供氣需符合設備的需求，同時應走向美觀、布局合理，使用及排放應符合國家及地方政府的相關法律及政策。

3.3 整體規劃

實驗室基本功能及各設備和儀器需要的基礎條件、配套設施準備完成后，需考慮實驗室整體功能及總體風格，設計出合理的建筑或布置方案。

在實驗室規劃、設計及建設初期，建議邀請有資質的、有經驗的設計單位設計及規劃，不僅能更好地集中規劃水、電、氣的走向和布置，同時還能設計符合本企業實驗室的裝修風格。可結合各個區間的功能及風格，適配公司企業文化及整體風格。

同時，實驗室位置及地點均應考慮做好預留，不僅能為企業發展過程中項目不斷增多、設備不斷添置做好準備，同時還能一定程度上避免和節約后續改造時間和費用，也可讓實驗室保持持續運轉，為企業的檢測更好地助力。

4 各試驗區的基本要求

各試驗區實現檢測功能不同，使命不同，設備不同，其基本要求也存在較大的差異，下面就常用的理化實驗室中的常用區域進行基本要求的分析。

4.1 辦公室

辦公室主要用于試驗過程中的學習和討論、與客戶的溝通、送樣以及現場確認等。還可用于試驗方案探討、試驗標準學習及試驗前理論準備工作的進行。一般辦公室獨立設置或根據功能不同區分不同的功能區。

辦公室應配備相應的文件存儲柜，便于存儲和查找實驗室常用的文件、標準及檔案等，以備日常學習或交流用。辦公室還應配備相應的工作臺，方便檢測人員編制報告、整理數據結果、出具報告和標準查新等。

4.2 氣候模擬試驗區

氣候模擬試驗區主要進行氣候模擬類試驗（包含溫度變化、濕度變化及溫濕度組合和紫外光氣候模擬等），該類試驗主要考量產品、零部件和材料等的耐溫、耐濕及耐溫濕度組合性能及耐陽光中紫外線輻照的能力。

一般該類型設備體積較大，設備周圍會有間隔距離和工作范圍的要求，區域內工作面積要充足。

部分型號的設備工作時散熱量較大，可能還需要配備相應的制冷設備，有條件可配備單獨的空調以調整溫度。區域內要同時考慮連續試驗用電、多臺設備同時開啟用電和夜間用電等的電負荷。

如需進行濕度試驗，需要使用純凈水，可考慮綜合終端取水設備的采用，以滿足試驗需求。

區域內還應配備文件柜和物品柜。文件柜放置設備說明書、常用的指導書及維護保養記錄等相關文件；物品柜可以擺放設備試樣架、輔助配件及替換配件等試驗常用的備品備件等。

4.3 鹽霧試驗區

鹽霧試驗一般用來評價金屬材料及其覆蓋層等的耐鹽霧腐蝕性。該類試驗設備一般需要水、電及氣綜合考慮及配置。

一般設備對設備和周圍設備的間隔距離和離墻面的距離均有一定要求，該區域的整體空間應根據設備的數量及尺寸合理地配置及考慮。

該試驗區域應單獨設計及隔離，防止試驗過程中散佚的鹽霧腐蝕其他設備，影響設備性能。

鹽霧試驗進行過程中需要使用純凈水，如條件允許可考慮添置一臺可供區域內所有設備使用的大容量制水設備來滿足短時間內所有設備的用水需求，同時還能檢驗及監控水的品質。

鹽霧試驗箱在運行過程中會不斷噴霧，穩定的氣源和穩定的壓力需在設計初期時考慮到。氣源入口端還應根據設備對用氣質量的需求考慮添置相應的二級壓力控制裝置以便調節氣壓，還可配備濾油濾水裝置。

試驗箱的管道走向和布局應統籌規劃，整體應以走向美觀、互不影響、簡單布局為大原則設計鹽霧試驗區管道的整體布排，做到區域內整潔美觀，功能齊備。

試驗區的供排水、供排氣均應符合國家及地方政府相關政策的要求，滿足環保要求。

4.4 力學試驗區

力學性能包含拉伸、壓縮、彎曲、硬度及沖擊試驗等。該區域需做好設備及區域的防塵及保持干凈、整潔及無振動。

設備圖紙有需求時，應按圖紙要求預留設備周圍空間和地基位置，按照圖紙進行相應的地基建造及設備安裝，避免設備進行試驗過程中振動對設備的影響等。

4.5 物理性能檢測區

物理性能檢測區域主要可以檢測設備的尺寸、孔位及平面度、平行度等形位公差。

該類設備一般為高精設備，設備對環境條件較敏感，對溫度、濕度均要求較高。規劃時應考慮配備能達到設備要求的溫濕度系統來滿足設備的環境條件需求，同時應配備合格的溫濕度表計來監測環境的溫濕度情況。

如設備需使用氣源，已知大部分的用氣要求較高，設備使用時需配備相應壓力且干凈、無油和無水的氣源。因此，可考慮在該檢測區域內配備壓力調節閥和兩級濾油、濾水裝置來保證氣源的潔凈度。

該試驗區域內也應配備文件柜及備品柜。文件柜可放置相關文件及設備說明書，隨時取用；物品柜可放置設備配件、工裝、備配備件等。

4.6 振動試驗區

振動設備對土建等基礎建設要求較高，一般根據設備廠家的需求，需要建造不同的地基。在地基建造時，需充分考慮設備的實際要求及實際房屋、土地條件的共同限制。

（1）周圍有其他檢測類設備，應保持一定的距離避免影響其他設備。

（2）振動設備采用風冷方式，該區域需考慮風機運行噪音及設備運行噪音，在該區域內應做好防噪措施，盡量降低其對周圍環境的影響。區域內的工作人員也應配備相應的防護用品。

（3）為水冷方式的振動設備還需額外考慮冷卻塔的搭建等系列相關要求。

結合各區域的需求將實驗室整體的用水、配電、供氣及排水、排氣量等綜合統籌考慮規劃。所有試驗區域均應結合企業的管控需求和統一安全要求，部署配備相應數量滅火器或消防栓等安全防護設備。

5 結語

實驗室在規劃及建設初期要通盤考慮，統籌規劃，要有一定的前瞻性和先進性。不同實驗室因需實現不同功能，總需求需梳理分析后確定列出。同時區分各區域具體的需求和注意點。需從設計功能、風格、設備配置、各功能區需求及供水、供電、供氣等各方面分析，同時還應預留一定的空間和配置，為后續添置設備、擴展檢測能力做準備。以此來保證實驗室長期、可靠地運行和有效地服務企業。