高校實驗室安全規范與可持續發展的研究探索

齊 悅，何 柳，夏子淵

（1.四川大學 化學學院，四川 成都 610064；2.四川大學 實驗室與設備管理處，四川 成都 610064；3.四川大學 建筑與環境學院，四川 成都 610064）

如何建設安全、可持續發展的實驗室是高校主管部門以及實驗室管理人員一直在探討的一個課題，這需要在設計、規劃、管理、操作等方面進行科學論證、合理策劃、成本控制等[1]。此外，在實驗室設計與建設期間需要建立一支有建筑師、工程師，以及學術機構、政府部門緊密合作的團隊，還需要項目相關人員共同參與實驗室建設的規劃工作[2]。在實驗室設計過程中，需要有詳細的功能設計與規化，并且需要確定各功能之間的鄰近關系，以及未來擴建需求等[3]。通過以上措施可為建設安全規范、可持續發展的實驗室打下良好的基礎。

1 高校實驗室安全管理面臨的主要問題

（1）實驗室建設缺乏規劃性。高校實驗室在建設初期，由于時間比較有限，未能經過充分的探討和考量，一般情況下是完成實驗室設計后就開始施工建設，從而導致在使用過程中出現一系列的實際問題，其中包括安全問題，如通風系統不完善、安全防護設施不完備、電器安裝不合理、防水不徹底等。

（2）高校實驗室缺乏綠色環保理念，安全意識較淡薄。由于高校的聘用壓力和晉升壓力較大，高校教師承擔的安全責任意識不夠，通常重視科研和教學成果，缺乏綠色環保理念，安全意識較為淡薄。

（3）高校實驗室建設經費有限，在一定程度上限制了可持續發展。部分高校由于實驗室建設經費不足，只好在建設過程中對施工方妥協，造成實驗室缺少必要的安全設施，亦對今后的實驗環境造成安全隱患。

2 建立規劃性的高校實驗室設計方案

建立可持續發展的實驗室，首先須明確建設目標，綜合考慮相關因素，并與項目人員共同制定建設愿景。通常情況下，需要工程師、建筑師、學術機構和政府相關部門之間的緊密合作才能建成理想的、可持續發展的實驗室[4]。制定實驗室設計流程需要考慮通風系統、實驗室安全、設備和電力故障的解決方案、監控系統、節能策略和空間需求等。如果實驗室設計在功能上未能符合實際使用的要求，須重新組織設計，以避免日后實驗室因改造而增加額外開支。因此，實驗室設計方案是保障安全、可持續發展的前提。建立規劃性的高校實驗室設計方案需要注意以下幾點。

（1）功能設計。需要開展詳細的功能規化，確定功能之間的鄰近關系，設計多層功能模塊，充分考慮建設項目的靈活性和未來擴建的拓展性。

（2）建筑體量設計。需要充分考慮建筑周邊的環境、基底限制、使用需求、基地流程等，確定總圖規劃和建筑體量設計理念，明確建筑物布局，確定分層功能，分析建筑布局的影響等。

（3）建筑流線設計。需要充分考慮物流、工藝流程、輔助功能流線、公共空間的特征等，確定最優的建筑解決方案。

（4）輔助支持功能設計。需要充分考慮靈活性和模塊化分配方案、特定的設計解決方案等，需要考慮關鍵功能和公用設施、設備故障、電力故障，以及公用設施故障的解決方案。

（5）建筑分析設計。需要考慮建筑風尾流分析、計算流體動態建模、聲學目標、監控系統等。

（6）施工設計。從設計方面的成本計算、施工便利、施工協調等為建筑造價提供合理依據，確定最終材料、系統選擇細節和尺寸、外觀的最終細節和規格、室內隔斷等，最后形成一個完整的工作環境，即具有研究性、透明度和視覺聯接，又具有靈活、高效的施工環境[5]。

3 高校實驗室的可持續發展

3.1 合理設計實驗室，突出實驗室的標準化及柔性化

實驗室的標準化及柔性化有助于實現實驗室的可持續發展，能夠更加節省空間，更便于實驗室功能的調整，提高實驗室效率，也有利于實驗空間的重新分隔和重組，提高實驗室的可持續性。實驗室的柔性化、標準化可體現在以下幾方面。

（1）可依托室內的實驗臺實現末端的靈活性。依靠實驗臺上配置的水、電、氣等插接裝置，能夠實現實驗臺內管線與末端接口的快速連接，實現在實驗臺范圍內的可調整性。

（2）通過實驗室功能的多樣性，實現實驗室布局的靈活性。通過吊頂式、快速插接的功能柱來實現實驗臺及落地設備之間的互換，這種設置使得末端靈活性能夠脫離于實驗臺便可實現，同時實驗室布局也趨于標準模塊化設置。

（3）通過標準的實驗單元，實現任意時間和位置的靈活性。通過標準化的實驗房間布局及標準化的配套管網，實驗室可實現任意時間和位置的調整，能夠滿足實驗室在干濕區之間，以及不同實驗項目之間的互換。

（4）實驗室內具有裝配式功能，采用標準模塊單元組成，可根據需要重組、合并，實驗室層高也應能滿足相應實驗要求[6]。

3.2 提高師生安全意識，增強使用安全的可持續性

定期舉行安全防范培訓與講座，包括安全管理制度、個人防護、設施設備管理、廢棄物管理、急救安全等專項知識。通過安全培訓以及講座幫助在校師生提高實驗室安全意識，自覺遵守實驗室安全規章制度。如《建筑設計防火規范》對易燃、易爆品，按照甲、乙、丙進行了分類，也對建筑設計進行了分類，并提出了控制要求[7]。這類文件能夠提高人們對建筑設計防火規范的認識，在實際工作中有意識地防范這類事故的發生，進而增強實驗室的安全性。

3.3 完善實驗室儀器設備，增加運行成本的可持續性

有些儀器設備的使用頻率不高，經常處于閑置狀態，如能分析這些儀器設備使用率不高的原因并提出解決方案，將在很大程度上解決設備使用效率偏低的問題[8]。可將所有儀器的運行狀態進行線上管理，并要求所有使用人員進行預約對非預約狀態下的儀器設備進行斷電或休眠，以此降低儀器設備的空轉能耗。除此之外，空調的正確選擇也能夠節省實驗室的能耗以及實驗室的運行成本[9]。

3.4 綠色環保實驗室，減少實驗室對環境影響

如何減少實驗室對環境影響是很多設計師所面臨的挑戰。實驗室環保需要認真考慮實驗室廢氣的排放，以及廢液、廢棄物的處置。如對實驗室廢氣可采用 5種過濾方式：水淋洗、化學溶劑就地過濾、活性炭就地過濾、活性炭過濾和干式化學過濾。特別是射流風機加上干式化學過濾等是控制有毒氣體排放的有效手段[10]。通過采取有效的環保措施，建設綠色、安全實驗室，避免實驗室對周邊環境的影響。

4 結語

建設安全、可持續發展的高校實驗室需要進行科學論證、合理規劃，同時需要充分考慮綠色環保、功能效率、安全運行、成本控制等。這些要素不僅可以提高實驗室建成后的使用效率及可持續發展，還可以幫助提升師生安全意識，增加使用安全的可持續性。但建立高校安全規范和可持續發展的實驗室是一項系統性工程，在設計、規劃、管理、操作等方面還需要進行深入的探索。