環(huán)境監(jiān)測實驗室規(guī)劃設計需考慮的重點問題

　　實驗室建設方首先要明確建設原則和理念，要了解內部設計整個過程，要重點關注好設計過程中應注意的一些重要問題，相關設計公司也要好中選優(yōu)，為形成一致決策，應多加以交流和溝通，要圍繞建設理念和原則，將前期設計工作做實、做長、做細，盡量減少差錯，結合實際情況進行有針對性、操作性強的規(guī)劃設計，并能密切關注關鍵環(huán)節(jié)，保證基本符合實驗室的需求。

　　一、應明確實驗室建設的原則和理念

　　1、環(huán)境監(jiān)測實驗室建設的原則

　　實驗室是人員和儀器設備共同工作的場所，會用到大量的有毒有害試劑，會對實驗室人員、儀器甚至周圍環(huán)境造成不利的影響。實驗室在建設和運行過程中會消耗大量的資源和能源，因此，還要考慮實驗室的運行成本。因此，建設實驗室應遵循“三個保護，兩個節(jié)約和一個確保”的原則。三個保護，就是要做到對人員的保護、對儀器設備的保護和對周圍環(huán)境的保護。兩個節(jié)約，就是在建設過程中節(jié)約資源，在使用過程中節(jié)約能源。一個確保，就是所有目的只有一個，確保檢測結果準確可靠。

　　2、環(huán)境監(jiān)測實驗室建設理念

　　為確保以上原則的實現，在實驗室前期內部設計時需要明確相關建設理念，為使建設的實驗室達到國內領先、國際同步的建設方向，一般需考慮安全性、舒適性、節(jié)能性和可靠性這四個方面。

　　(1)安全性

　　一般使用化學品實驗室，依相關國際標準，均要求使用全新風系統(tǒng)，保障試驗中產生的化學氣體不被循環(huán)使用。各個有化學物質污染可能性的實驗室或房間，依相關國際標準，需提供4次以上的全新風換氣次數，保障實驗室氣流不斷更新，防止在實驗室內的毒害氣體濃度增加，確保室內空氣質量的維持，以保證人員安全。有化學物質污染可能性的實驗室或房間，依相關國際標準，應始終保持實驗室為負壓(除潔凈室外)，以充分保障周邊臨界區(qū)域的安全。通風柜在投入運行模式時，其面風速在任何工況下均能保持安全值，以有效排除污染。

　　(2)舒適性

　　一般實驗室的空調方式應為風機盤管加新風空調器，經過溫度調節(jié)的新風直接送至室內，可維持房間溫度的適宜。各實驗室應設計有風機盤管，在新風量不足以維持溫度，或送排風系統(tǒng)不啟動時仍可維持房間的舒適性。

　　(3)節(jié)能性

　　實驗室的一些值班室、計算機房等應采用小型單獨分體空調主機供給，不與大系統(tǒng)結合，以避免不必要的能耗。個別需24小時排風的實驗區(qū)的相關房間采用同一小型定風量排風機排風(與BA自控系統(tǒng)結合時也可定時開關)，不與大系統(tǒng)結合以避免不必要的能耗及確保污染氣源的有效排除。整個通風系統(tǒng)可以根據實驗室通風設備以及房間投入使用的狀況，提供安全、穩(wěn)定的最低送/排風風量，降低不必要的送/排風風量，實驗室送排風系統(tǒng)應采用各分區(qū)控制模式，各實驗室分區(qū)可根據實際使用需求，啟閉送排風系統(tǒng)，避免整個樓面因少數實驗室使用，卻需開啟整層送排風系統(tǒng)的可能，從而達到節(jié)能要求。

　　(4)可靠性

　　環(huán)境監(jiān)測實驗室氣流控制方法可采用變風量氣流控制(VAV)，所以實驗室大樓的通排風系統(tǒng)設備應選用與壓力無關型風量控制閥，從而保證快速、穩(wěn)定特性，達到高可靠性的流量控制。在通風系統(tǒng)運行過程中，系統(tǒng)風道壓力狀況的改變，也會因選用與壓力無關型的送排風閥，而保證安全、穩(wěn)定的氣流流量，且設備維護工作少。各實驗室均需安裝房間控制器，可通過高階接口與大樓的EMS結合，除可以就地監(jiān)控外，亦可具備未來遠程監(jiān)控的擴充性。變頻設計使送排風變頻風機不用長時間處在高負荷狀態(tài)，工作噪音低且壽命長。

　　二、環(huán)境監(jiān)測實驗室規(guī)劃設計過程和內容

　　實驗室的建設，不論是新建、擴建或改建項目。它不單純是選購合理的實驗室家具設備，還要綜合考慮實驗室的總體規(guī)劃、合理布局和平面設計，以及供電、供水、供氣、通風、空氣凈化、安全設施、環(huán)境保護等基礎設施和基本條件，因此實驗室的建設是一項復雜的系統(tǒng)工程。實驗室前期內部設計工作一般分為初步設計和施工圖設計兩個階段。而對于綜合性環(huán)境監(jiān)測實驗室工程設計在初步設計之前應進行方案設計，所以環(huán)境監(jiān)測實驗室內部規(guī)劃設計應有三個過程。

　　1、方案設計

　　根據實驗室建設的任務及基本要求，在前期準備工作的基礎上先進行建筑方案設計，一般要求設計方案滿足實驗室的功能，在外觀上要求有時代感，符合城市建設規(guī)劃。設計方案經過專家認證、審核、比較，提出一個實施方案或兼顧幾個方案的優(yōu)點進一步做出修改而獲得較為滿意的設計方案。

　　2、初步設計

　　在方案設計的基礎上通過實驗室建筑設計方與實驗室內部設計方的溝通之后，形成充分信息交流，由實驗室設計方進行實驗室內部規(guī)劃設計。(如建筑設計方有能力，實驗室內部規(guī)劃設計也可由其承擔)，實驗室初步設計是進行施工圖設計的主要依據。其內容主要包括設計依據、設計構思、總體平面布局、實驗室家具設備方案布置設計、實驗室采暖通排風設計、實驗室電控設計、實驗室供排水系統(tǒng)設計、實驗室特殊氣體配送系統(tǒng)設計、實驗室純水管路設計、主要設備造型、三廢處理、有關技術經濟指標、建設順序與期限及總概算等。

　　3、施工圖設計

　　施工圖設計是建筑設計的最后階段。其主要任務是滿足施工要求，即在初步設計或技術設計的基礎上，綜合建筑、結構、設備各工種，相互交底、核實核對，深入了解材料供應、施工技術、設備等條件。其主要內容包括：總平面、建筑、結構、給排水、電氣、采暖通風、特殊氣體及其他有關的專業(yè)設備系統(tǒng)的設計，精確詳細地確定它們位置凈距、坐標、標高、構造形式、節(jié)點詳圖、用料做法、尺寸、坡向、材質型號、設備規(guī)格或選用的標準圖紙構件樣圖索引號、施工安裝技術要求和特殊部位的檢驗方法等。把滿足工程施工的各項具體要求反映在圖紙中，做到整套圖紙齊全統(tǒng)一，明確無誤。

　　三、環(huán)境監(jiān)測實驗室規(guī)劃設計重點關注點

　　1、設計過程的完整性

　　由于環(huán)境監(jiān)測實驗室屬于綜合較復雜的實驗室，一般建筑設計單位很難設計出較合理和完整的設計，很多功能設計如平面布局、通排風、電控系統(tǒng)等需要由專門的實驗室設備設計公司在與業(yè)主充分溝通的情況下，才能提供出完整合理的功能設計。業(yè)主需要協(xié)調建筑設計和實驗室功能設計單位，將建筑設計與功能設計完整地配套起來。同時由于一般實驗室設備公司考慮到今后中標與否的問題，一般提供圖紙會有所保留，其提供的設計會停留在初步設計階段，而施工圖設計卻是大樓建設時的最終依據，如無施工圖設計會給大樓建設帶來諸多麻煩。所以在開始設計之前需要選擇一家優(yōu)質的實驗室設備設計公司來配合建筑設計單位完成最終規(guī)劃設計，同時要和實驗室設備設計公司明確權利與義務，一定要求實驗室設備設計公司提供最終施工圖紙與建筑設計進行整合。

　　2、平面設計的關注點

　　在平面設計時，一般實驗室的門主要向里開，但考慮到安全因素，如有爆炸危險的房間，房門應朝外開，房門材質最好選擇壓力玻璃。為了在工作發(fā)生危險時易于疏散，一般實驗室臺間的過道應全部通向走廊。環(huán)境監(jiān)測實驗室平面布局時一般要考慮常規(guī)、無機、有機、生物實驗室等的分類，同時需將實驗室和辦公室進行合理區(qū)隔。為便于大型儀器的進出，一般實驗室走廊宜在2.5米一3.0米，雙門寬宜在1.1米一1.5米(不對稱開門)，單門寬以0.9米為宜。在這里要強調的是實驗室樓層層高的確定，實驗室樓層中除了鋪設常規(guī)辦公室的送風管、消防管及各種橋架外，還需增加鋪設新風管、實驗室排風管等設施，所以實驗室建筑層高要求較高，一般需在4.4米以上。

　　3、電控系統(tǒng)設計關注點

　　實驗室用電主要包括照明用電和動力用電二大部分。一般動力用電主要用于各類儀器設備、空調和電梯等，在進行內部的電控設計時，要明確實驗室3Kw以上的特殊用電點位，因為環(huán)境監(jiān)測實驗室有很多儀器設備如原子吸收、ICP—MS、GC—MS、ICP—AES、馬福爐、六聯(lián)電爐等設備功率較高，一般都在6 Kw以上，這些設備的布線回路、布線方式、線的選擇及插座的方式都有不同。需要重點考慮。實驗室的電源插座有10 A、16 A、20 A、30 A的幾種.要根據儀器設備功率明確那個點位需配置插座的種類。實驗室用電在考慮了一定的同時使用率的情況下，對以后的實驗室用電情況要適當留有余量，因為整個用電負荷的計算直接涉及到大樓變壓器種類的選擇，大樓變壓器選定以后如要更換則是非常麻煩的，遠不是買一臺變壓器回來那么簡單。

　　4、實驗室排氣系統(tǒng)設計關注點

　　實驗室里往往存在著一些不利于人體健康的化學物質污染源，特別是有害氣體，將其排除是非常重要的。但能源會被大量消耗，因而實驗室的通風控制系統(tǒng)要求較高，通風控制方式也有早期的定風量(CV)，雙穩(wěn)態(tài)式(2一state)到現在一般采用的變風量控制系統(tǒng)(VAV)。在進行排氣系統(tǒng)設計時一般需根據設計理念、實際情況確定通風控制方式，要明確實驗室中需要通排風的點位，如酸堿試劑柜、無機前處理通風柜設置、有機前處理通風柜設置、大型儀器處、COD分析等，要明確不同的通風方式，如有通風柜、原子吸收罩、萬向抽氣罩、吸頂式排氣、直接排氣等。由于環(huán)境監(jiān)測發(fā)展方向在有機和生物生態(tài)上有較大潛力，所以在排氣系統(tǒng)設計時要給有機等實驗室多留余量。要考慮好風管的走向，這直接影響到排風阻力、實驗室凈高和建設成本。實驗室的排風量要精確計算，要在考慮使用系數的基礎上，留有一定余量。實驗室的排風量直接涉及到風機的選擇，涉及到新風送風機組的選擇和空調器的選擇。實驗室的排風情況直接涉及到廢氣處理方式的選擇，實驗室的排風對樓頂的布局和樓頂的荷載也有著較大關系。所以實驗室排風是整個系統(tǒng)設計中的重中之重，要密切給以關注。

　　5、特殊設計要求的關注點

　　一般環(huán)境監(jiān)測實驗室會有冷藏間、無菌室、BOD恒溫恒濕室、ICP—MS室、氣瓶間、嗅辨問等特殊房間需要專門設計，要對這些房間的功能要求進行詳細描述和關注。如ICP—MS室的實驗室布局、凈化程度、電源、接地、排風要求;冷藏間對墻面和地面的要求;氣瓶間的設計考慮墻體防爆、樓板承重、防火門、換氣次數、泄爆容積比、報警系統(tǒng)等;無菌室的布置、布局和凈化;嗅辨間的玻璃幕墻、玻璃隔斷等特殊要求。這些都要在前期的內部設計中加以密切關注，及時提出相關要求。