实验室无尘室洁净室设计是根据实验室能(néng)力建设需求,探索适用(yòng)的试验方法,选择试验设备、工艺布局、试验材料,构建满足要求的试验环境,并持续优化的过程。是实现实验室洁净室建设的重要环节,是的蓝图、实施标准和依据,是技术创新(xīn)、思维创新(xīn)、方法创新(xīn)的创造性过程,是实验室洁净室各项创新(xīn)的龙头。设计输入主要包括要形成的实验室能(néng)力的要求及各类约束条件,设计输出主要包括试验的具體(tǐ)方法思路、设备技术指标、材料种类及性能(néng)、实验室建筑物(wù)施工图纸以及相关服務(wù)内容的具體(tǐ)指标。实验室设计关乎实验室建设成败,关乎实验室运行的安全性、经济性,关乎未来发展的可(kě)持续性。厘清实验室洁净室设计基本原则,為(wèi)实验室洁净室设计提供基本准绳,更好的优化设计方案,严把源头关,确保实验室洁净室高质高效发展。
基本原则
1. 坚持以功能(néng)需求為(wèi)导向的思维
实现实验室洁净室功能(néng)需求是实验室设计的出发点和和落脚点,必须紧紧围绕需要实现的功能(néng),设计基础设施、环境保障措施,选择试验方法、仪器设备以及原材料。设计多(duō)套方案,择优使用(yòng)。
1)基础设施设计。建筑物(wù)的高度、宽度、面积大小(xiǎo)、承载载荷等应满足实验仪器设备及样件的物(wù)理(lǐ)尺寸和质量的需要,满足试验活动及维修保养所需的有(yǒu)效空间。供電(diàn)、供水、供气应根据所有(yǒu)设备的额定需求乘以适合的同时启动系数,并留有(yǒu)一定余量。供電(diàn)系统尽量采用(yòng)双路供電(diàn),并配备应急供電(diàn)系统。配备一定载荷的起重设备。根据重大特殊设备要求预先设计安装基础。
2)环境保障设计。依据试验方法要求的温度、湿度、洁净度、光照度、噪声、防磁、防震、防静電(diàn)、新(xīn)风补风等要求,选择实现环境条件的工艺方案和设备。
3)设备选择设计。根据选定的主要试验方法,选择性能(néng)满足要求、可(kě)靠性高、國(guó)内容易采購(gòu)的设备,或多(duō)國(guó)、多(duō)厂家可(kě)以生产供应的产品,尽量避免选择只有(yǒu)一國(guó)或一家企业生产的设备。
4)试验方法选择。选择简单、科(kē)學(xué)、安全、有(yǒu)效的试验方法,选择容易操作、原材料容易获得、耗材少、费用(yòng)低的试验方法。
5)配套设施设计。要考虑一定面积的样件样品存放室、供气间、设备间、图书室、资料室、水房、机房、控制室等。
2. 坚持合规性安全性的底線(xiàn)原则
法律法规是调节社会各阶层利益的准绳,是社会各组织人员活动的红線(xiàn)和底線(xiàn);技术规范标准是長(cháng)期不断探索的经验积累和总结,甚至是血的教训换来的。实验室设计必须坚持。
坚守合法合规。实验室洁净室设计要考虑所在地區(qū)的规划,考虑机场、特殊區(qū)域(如文(wén)物(wù)保护區(qū)域)要求。遵守人防工程对面积、防空防核、特殊供電(diàn)及通风的要求。遵守消防通道、应急救援通道、消防栓设置、消防专用(yòng)管路的相关要求。遵守國(guó)家指定采購(gòu)目录产品、采購(gòu)程序和渠道的要求。遵守环保要求,设计危废物(wù)处理(lǐ)工艺,选择适合的设备设施。对高级别生物(wù)实验室,按照要求进行细菌储藏、人员安全防护设计。根据某些特殊规划,进行实验室建筑物(wù)特殊色彩、外形、空间、绿化设计。
安全性设计。工艺设计应当确保设备布局合理(lǐ)、疏密有(yǒu)度,利于突发事件或紧急情况的逃离。应进行避免设备设施误操作设计,确保人员安全。考虑易燃易爆區(qū)域的防范,对于锅炉房、粉尘集结區(qū)、化學(xué)实验室、危险化學(xué)品的储存室进行通风补风、防爆、泄爆的特殊结构设计。考虑特殊救生通道、断電(diàn)等特殊情况下的应急措施。设置布局合理(lǐ)的自救设备设施,如洗眼器的选型及安放區(qū)域选择。选用(yòng)合适的实时图像监控系统、红外监控系统、烟火报警系统、自动喷淋系统。
3. 注重维修性拓展性的发展思路
可(kě)维修性是实验室洁净室高效运行的重要条件,是实验室设计必须考虑的重要因素。拓展性是实验室适应未来发展需要,预留发展接口和空间的能(néng)力。设计过程中,试验空间尽量模块化,在某一定面积(如30平方)范围内提供上下水、配電(diàn)、供气、新(xīn)风接口,尽量采取开间设计,為(wèi)以后根据需求进行封闭隔离留有(yǒu)余地。设计公共線(xiàn)路管廊或管道夹层,将上下水管道、通风公共管道、强電(diàn)弱電(diàn)線(xiàn)路均集中在公共管廊或管道夹层内,便于维修、改造和升级。设备、设施设计要防止相互干扰和干涉。设备布置合理(lǐ),便于移动维修,便于计量校准。建筑物(wù)承载能(néng)力、供水、供電(diàn)、供气能(néng)力要保持适当的裕度设计。楼宇管理(lǐ)采用(yòng)集成化、智能(néng)化、自动化设计,便于故障的识别报警和自动处置。
4. 贯彻人性化标准化的建设理(lǐ)念
以人為(wèi)本的思想必须贯彻实验室洁净室设计全过程,在确保安全、健康的同时,注重工作人员的體(tǐ)验感、舒适感,如楼梯台阶应為(wèi)25厘米左右,坚决杜绝高台阶出现。实验室空间大小(xiǎo)、房屋高低、色彩、形状应满足人的感官和视觉需要。试验台具、桌椅更加符合人机工效要求。试验區(qū)、工作區(qū)、生活區(qū)有(yǒu)效隔离。样件接受區(qū)、待验區(qū)、检验合格區(qū)、检验不合格待处理(lǐ)區(qū)应标识明晰。设计齐全的生活配套设施设备,设计一定面积和数量的餐厅、办公室、会议室、值班室、更衣室、浴室、文(wén)體(tǐ)活动室等场所,布置数量满足要求、位置科(kē)學(xué)合理(lǐ)的停車(chē)位(库)。标准化是提高实验室维修性、可(kě)靠性、可(kě)操作性和降低运行成本的重要举措。设计过程中,应尽量考虑门窗、走廊、出入口、台阶的标准化,在设备、配件、材料选择上尽量标准化、通用(yòng)化、大众化。选择节能(néng)、环保和可(kě)循环利用(yòng)的建筑材料。
5. 坚持经济性前瞻性的良性循环
我國(guó)仍处于社会主义初级阶段,人均GDP仍然不高,國(guó)家和单位经费并不宽裕。在实验室设计过程中,应当坚持经济性和适当前瞻性相结合的原则。在实验室设计过程中,应注重功能(néng)性、适用(yòng)性,量力而行,坚决杜绝理(lǐ)想化、纯學(xué)术化的高指标倾向,杜绝互相攀比的不良倾向。例如实验室环境温度波动在5℃范围满足要求,非要建成温度波动為(wèi)1℃范围的实验室,建设成本将增加数倍。实验室的核心是能(néng)力,不是花(huā)里胡哨的杂耍把戏,可(kě)以适当考虑实验室的展示功能(néng),但绝不能(néng)把实验室设计成参观、装门面花(huā)瓶道具。
实验室洁净室费用(yòng)包括建设费用(yòng)、运行维护费用(yòng)和升级改造费,是全周期费用(yòng)。设计时应以较低的全寿命周期费用(yòng)為(wèi)准则综合比较,整體(tǐ)衡量建设成本、使用(yòng)过程中运行成本以及各种突发因素可(kě)能(néng)造成的应对成本。例如变风量通风系统尽管建设成本高于定风量通风系统,但前者耗能(néng)仅為(wèi)后者的2/3,数年内节约的電(diàn)力费用(yòng)即可(kě)收回投资成本。实验室设计要贯彻发展理(lǐ)念,社会经济和科(kē)學(xué)技术高速发展,新(xīn)技术、新(xīn)材料、新(xīn)方法不断涌现。设计应考虑增加新(xīn)设备、更换新(xīn)设备所需空间。应从发展的角度,战略的眼光,设计目标应具备未来5-10年的前瞻性。
实验室洁净室设计原则是设计实验室应当遵循的基本准则,影响贯穿实验室全寿命过程。望实验室从业者,特别是管理(lǐ)者,重视实验室洁净室设计准则的制定和完善,从源头把控实验室质量和可(kě)持续发展。
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