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實驗室建設(shè)要點,建設(shè)體系

  • Jason Peng

  • Product Manager for 實驗室建設(shè)要點,建設(shè)體系,Engaged in related product development for 15 years,with a wealth of related technical experience

  • 2023-07-19  |  Visits:


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實驗室建設(shè)工程

實驗室設(shè)計規(guī)劃是依據(jù)客戶實驗室實際情況,結(jié)合開展的實驗項目,為客戶量身設(shè)計:實驗室平面規(guī)劃圖、實驗室家具布置圖、儀器設(shè)備擺放示意圖、實驗室裝飾裝修設(shè)計圖、實驗室給排水設(shè)計圖、實驗室暖通設(shè)計圖(排風(fēng)、尾氣處理、空調(diào)及凈化系統(tǒng))、實驗室集中供氣設(shè)計圖、實驗室污水系統(tǒng)設(shè)計圖、實驗室電氣設(shè)計圖、實驗室智能化和自動化設(shè)計圖等。實驗室布局考慮的重點:按照實際檢測項目要求因地制宜地布局,并充分考慮到實驗室工作的便利性、安全性、可擴充性。保證實驗室設(shè)計規(guī)劃既滿足法律法規(guī)的要求,又滿足客戶個性化需求。
通風(fēng)柜只擔(dān)負(fù)實驗臺的功能。考慮到改善實驗環(huán)境,在實驗臺上進行的實驗逐漸轉(zhuǎn)移到通風(fēng)柜內(nèi),這就要求在通風(fēng)柜里要有適于設(shè)備使用的功能。特別是大多新建的實驗室都要求有空調(diào),因此在建筑的初步設(shè)計階段就要將通風(fēng)柜的使用臺數(shù)納入空調(diào)系統(tǒng)的計劃。由于通風(fēng)柜在生化實驗室中占有非常重要的位置,從改善實驗室環(huán)境、改善勞動衛(wèi)生條件,提高工作效率等方面考慮,通風(fēng)柜的使用臺數(shù)飛躍地增加。
經(jīng)過對多家工程單位的施工水平進行現(xiàn)場考察,并請施工單位人員到生命科學(xué)樓進行現(xiàn)場踏察,溝通設(shè)計方案,選擇至少3家施工單位由學(xué)校招標(biāo)采購中心組織招標(biāo)工作。之后綜合考慮經(jīng)費預(yù)算、施工單位資質(zhì)和施工質(zhì)量等因素,選擇了行業(yè)內(nèi)信譽好的施工單位進行施工。在整個實驗室建設(shè)的過程中,校方堅持每天到施工現(xiàn)場進行監(jiān)督,與施工單位保持溝通,發(fā)現(xiàn)問題及時解決,對不合理的地方隨時提出整改意見,避免了不必要的返工和材料的浪費,很大限度地保證了施工質(zhì)量與施工進度。
實驗室通風(fēng)是實驗室設(shè)計中不可缺少的一個組成部分。為了使實驗室工作人員不吸入或咽入一些有毒的、可致病的或毒性不明的化學(xué)物質(zhì)和有機體、實驗室中應(yīng)有良好的通風(fēng)。為阻止一些蒸氣、氣體和微粒(煙霧、煤煙、灰塵和氣懸體)的吸收,污染物質(zhì)須用通風(fēng)柜、通風(fēng)罩或局部通風(fēng)的方法除去。10、用油浴操作時,應(yīng)小心加熱,不斷用溫度計測量,不要使溫度超過油的燃燒溫度。
一般來講實驗室根據(jù)它的功能性分為多種實驗室:化學(xué)實驗室、生物實驗室、物理實驗室。其中我們今天所要講的微生物實驗室就屬于生物實驗室的其中一種,那么關(guān)于微生物實驗室我們該如何設(shè)計和規(guī)劃呢?畢竟從事實驗室設(shè)計建設(shè)行業(yè)多年,對實驗室的設(shè)計與裝修具備豐富的經(jīng)驗,所以就從我們豐富的經(jīng)驗中來聊聊微生物實驗室的設(shè)計規(guī)劃吧:
實驗室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計方法實驗室通風(fēng)系統(tǒng)對設(shè)備(特別是通風(fēng)柜)是有一定標(biāo)準(zhǔn)和要求的。拋開設(shè)備因素,單純從系統(tǒng)設(shè)計上考慮,實驗室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計要考慮以下幾個主要因素:保證實驗室的安全性,保證一定數(shù)量的換氣次數(shù);解決實驗室通風(fēng)系統(tǒng)負(fù)壓的設(shè)計和系統(tǒng)控制:在滿足換氣次數(shù)和全新風(fēng)條件下,控制能耗。系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
實驗室設(shè)計將采用不同的滅火措施,以保證實驗室的消防安全與特定條件相結(jié)合實驗室平面布局完善,確保電力、水、風(fēng)等設(shè)計。實驗室配電系統(tǒng)實驗室配電系統(tǒng)是基于實驗室儀器設(shè)備的具體要求,經(jīng)過綜合各種因素完成設(shè)計師設(shè)計。由于所需的實驗設(shè)備復(fù)雜的電路,配電系統(tǒng)的設(shè)計,不僅要考慮現(xiàn)有設(shè)備的情況下,同時考慮到近年來實驗室的發(fā)展方向,考慮預(yù)留一個完整的分銷系統(tǒng)和電路維修等問題。
事實上,實現(xiàn)實驗室功能需求的載體是圖表,負(fù)載是實驗家具和儀器設(shè)備,服務(wù)于實驗室的專業(yè)個性化需求。因此,在進行土木工程規(guī)劃設(shè)計之前,必須首先制定實驗室的總體規(guī)劃,確定實驗室建設(shè)的目的、任務(wù)、依據(jù)和規(guī)模,確定各實驗室的功能、工藝條件和規(guī)模,確定近期和遠期所需的儀器設(shè)備,以及配套的環(huán)境要求等。在各方面工作準(zhǔn)備就緒后,應(yīng)綜合各專業(yè)的基本要求,統(tǒng)籌考慮土建工程的設(shè)計和施工,從源頭上避免失誤。只有這樣,后期的實驗室建設(shè)才能“按計劃進行”。
實驗室通常實現(xiàn)兩級隔離,一級隔離通過生物安全柜,負(fù)壓隔離器,正壓防護服,手套,眼睛實現(xiàn)面具等;通過實驗室建設(shè),空調(diào)凈化和電氣控制系統(tǒng)實現(xiàn)二次隔離。但是,由于空調(diào)凈化所需的空氣量很小,風(fēng)量估計很大,一般超過規(guī)格,性能超過100級,可以估算出的熱負(fù)荷和冷負(fù)荷。要求不是很嚴(yán)格的情況。該裝置可以直接使用。2級至4級生物安全實驗室應(yīng)實施兩級隔離。一般實驗室配有:超潔凈工作臺,生物安全柜,餐具柜或不銹鋼控制臺,洗衣臺等。
實驗室凈化布局按照安全要求合理地劃分成清潔區(qū)、半污染區(qū)和污染區(qū),設(shè)計施工實驗室施工方案采用人與物分別設(shè)置專用通道,設(shè)置必要的緩沖間,采用一次隔離和二次隔離等措施,能有效的避免交叉污染,從根本上防止危險性微生物的擴散;實驗室裝修采用可靠的材料,合理的施工措施,保證潔凈實驗室-生物安全實驗室始終處于相對密封的環(huán)境,防止微生物的外逸,易于實驗室的清潔消毒,同時避免外部對實驗室環(huán)境的破壞。
新建的實驗室設(shè)計有空調(diào),因此通風(fēng)柜的使用臺數(shù)必須納入空調(diào)系統(tǒng)的計劃。通風(fēng)系統(tǒng)包括通風(fēng)柜(毒氣柜)、排風(fēng)罩(固定式)、活動式排風(fēng)罩、排氣扇等。由于通風(fēng)柜在生化實驗室中占有非常重要的位置,從改善實驗室環(huán)境、改善勞動衛(wèi)生條件,提高工作效率等方面考慮,通風(fēng)柜的使用臺數(shù)日益增多。隨之而來的是通風(fēng)管道,配管、配線、排風(fēng)等都成為實驗室建設(shè)的重要課題。
通風(fēng)柜的功能中重要的是排氣功能,在化學(xué)實驗室中,實驗操作時產(chǎn)生各類有害氣體、臭氣、濕氣及其易燃、易爆、腐蝕性,為了保護使用者的安全,預(yù)防實驗中的污染向?qū)嶒炇覕U散,在污染源附近要使用通風(fēng)柜,之前通風(fēng)柜使用臺數(shù)較少,只在特別有害且危險的氣體及產(chǎn)生大量熱的實驗中使用。通風(fēng)柜只擔(dān)負(fù)實驗臺的輔助功能。鑒于實驗,在實驗臺上進行的實驗漸漸轉(zhuǎn)移到通風(fēng)柜內(nèi),這就要求在通風(fēng)柜里要有適于設(shè)備使用的功能。尤其是大多新建的實驗室都要求有空調(diào),因而在建筑的初步設(shè)計階段就要將通風(fēng)柜的應(yīng)用臺數(shù)納入空調(diào)的計劃。
根據(jù)以上工藝要求分析可知,pcr實驗室的通風(fēng)設(shè)計主要是對空氣壓力的控制,對溫濕度要求不高,一般考慮人員在PCR實驗室穿戴實驗服和防護服工作,室內(nèi)溫度可按22℃~24℃,濕度30%~60%的舒適要求設(shè)計即可。關(guān)于PCR實驗室的壓力保證,其主要目的是隔絕PCR實驗區(qū)和外部空氣,因此緩沖室必不可少,筆者推薦一種有效做法,僅在緩沖室送風(fēng),在實驗室僅設(shè)排風(fēng),為了控制壓力值,建議每間實驗室獨立設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng),此方案可保證緩沖室對二側(cè)的房間均為正壓,有效防止實驗區(qū)與外部隔離,互不污染,各實驗室之間的壓力值可根據(jù)排風(fēng)量控制。

實驗室建設(shè)效果圖 實驗室建設(shè)效果圖
   

SPF級動物實驗室的建設(shè)規(guī)范

21世紀(jì)以來,醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)領(lǐng)域高速發(fā)展,這也成為時代競爭的焦點和制高點之一。實驗動物作為這些領(lǐng)域的重要載體受到日益廣泛的重視,實驗動物學(xué)的發(fā)展水平也往往被用來衡量生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)科研的水平。
目前,世界范圍內(nèi),包括我國相關(guān)法律法規(guī)要求進行的生物制品、藥品、化妝品等的安全性和功能性評估等主要通過動物實驗,因此,實驗動物的質(zhì)量直接關(guān)系到實驗數(shù)據(jù)的精確性與科學(xué)性,而動物質(zhì)量的好壞又和動物的來源及飼養(yǎng)實驗動物的設(shè)施與管理有著直接的聯(lián)系。在諸多級別的實驗動物中,SPF級實驗動物是生命與醫(yī)學(xué)科學(xué)研究中公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)實驗動物。根據(jù)《中華人民共和國實驗動物管理條例》和實驗動物及設(shè)施國標(biāo)的要求,學(xué)校修建完成實驗動物中心SPF級動物實驗室,經(jīng)驗收合格后,取得了《實驗動物使用許可證》,正式投入使用,飼養(yǎng)管理實驗動物并承擔(dān)相關(guān)專業(yè)課題的研究。

實驗室建設(shè)效果圖 實驗室建設(shè)效果圖
   

實驗室建設(shè)方案

1、專業(yè)教學(xué)實驗室
專業(yè)教學(xué)實驗室是為配合理論教學(xué)而設(shè)置的教學(xué)實驗室,它是為學(xué)生驗證理論教學(xué)中的基本理論和基本常識,在校內(nèi)進行實踐活動的場所。這類實驗室的建設(shè)相對比較成熟??稍谠袑I(yè)特色的基礎(chǔ)上,緊緊圍繞課程建設(shè)和教學(xué)大綱的需要,加以改造和完善。適當(dāng)?shù)馗鶕?jù)教材的更新、學(xué)生的情況、加強設(shè)備的投入,從而形成專業(yè)特色鮮明的專業(yè)教學(xué)實驗室,為專業(yè)理論教學(xué)提供一個良好的實踐環(huán)境。使學(xué)生通過學(xué)生實驗的操作,在印證理論的同時,養(yǎng)成從事科學(xué)研究的良好素養(yǎng)。
2、師生科研實驗室
師生科研室是為教師指導(dǎo)學(xué)生從事教學(xué)和科研實踐而設(shè)置的實驗室。它是教師通過社會調(diào)研,為培養(yǎng)符合現(xiàn)代應(yīng)用型人才的教學(xué)計劃和培養(yǎng)方案的實踐場所。這類實驗室的建設(shè),在高校中還沒有具體的劃分。只有在較高學(xué)歷人才的培養(yǎng)當(dāng)中,如研究生、博士生的培養(yǎng),從事具體的畢業(yè)論文的設(shè)計和研究。這類實驗室的建設(shè),應(yīng)在課程建設(shè)和教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)代社會對人才的需求,配置精度較高的設(shè)備,激發(fā)師生的科研積極性,開發(fā)出符合現(xiàn)代應(yīng)用型人才的教學(xué)計劃和培養(yǎng)方案的教學(xué)科研成果,從而為學(xué)校專業(yè)化建設(shè)提供決策依據(jù)。
3、企業(yè)模擬實驗室
企業(yè)模擬實驗室是為模擬某個具體從事商品生產(chǎn)的流程而設(shè)置的實驗室。據(jù)筆者考察,現(xiàn)在高校還沒有這樣的實驗室。為了使學(xué)生能夠及早地適應(yīng)企業(yè)用人的需要,在高校設(shè)置這類實驗室非常必要。一方面,學(xué)生通過在這類實驗室的實踐,不僅了解了相關(guān)企業(yè)商品生產(chǎn)的工藝流程和操作技術(shù)環(huán)節(jié),同時為即將從事的工作打下了良好的實踐基礎(chǔ)。另一方面,也可提高專業(yè)教師參加實驗室工作的積極性,以此為窗口,了解相關(guān)企業(yè)的現(xiàn)狀從而為企業(yè)出謀劃策,同時使得開放式實驗教學(xué)成為可能。這類實驗室的建設(shè)需學(xué)校和企業(yè)根據(jù)企業(yè)的具體情況共同出資建設(shè),這樣不僅可以加快學(xué)校產(chǎn)學(xué)研一體化的進程,又能增強實驗室自我造血功能,促進實驗室的可持續(xù)發(fā)展。
4、后勤保障室
后勤保障室是為實驗室正常有序、有效地運轉(zhuǎn)而設(shè)置的工作室。按其具體的功能暫分以下幾個部分:
1)實驗準(zhǔn)備室。是為實驗室提供日常工作需要的儀器、試劑而配備的工作室。
2)設(shè)備庫存室。是為實驗室存放公用設(shè)備以及更新設(shè)備的工作室。
3)設(shè)備維修室。是為實驗室提供損壞設(shè)備維修服務(wù)的工作室。
4)對外服務(wù)室。是為實驗室對外提供服務(wù)的工作室。后勤保障室的工作是直接服務(wù)于實驗室,是為實驗室建設(shè)提供必要的物質(zhì)保障的部門,與實驗室的建設(shè)密不可分。

實驗室建設(shè)效果圖 實驗室建設(shè)效果圖
   

實驗室建設(shè)創(chuàng)新無止境

在過去的40年里,中國的經(jīng)濟風(fēng)雨兼程,社會也迎來了嶄新的面貌。 40年來,中國人民經(jīng)歷了深刻的社會變革,改革開放繁榮昌盛。我們也響應(yīng)國家的號召,與時俱進,不斷創(chuàng)新和改革,取得了許多令人矚目的成果。
縱觀科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,中國的航天技術(shù)取得了飛速的進步,航天器的發(fā)射次數(shù)僅次于美國。 “神舟五號”載人飛船成功發(fā)射升空,更多宇航員問鼎蒼穹的夢想逐一實現(xiàn)。在嫦娥三號成功著陸后,中國成為繼美國和俄羅斯之后第三個在月球表面實現(xiàn)軟著陸的國家。世界上第一顆墨子量子科學(xué)實驗衛(wèi)星研制成功,中國的量子技術(shù)正在引領(lǐng)世界。國內(nèi)大型飛機C919的創(chuàng)新研發(fā),標(biāo)志著中國航空業(yè)的歷史性突破。一項項重大科技成果的涌入,這是開放式創(chuàng)新的必然結(jié)果。
40年來,中國的發(fā)展使人民感到震驚和自豪,與此同時,業(yè)務(wù)不讓世界對我們刮目相看。取得如此顯著的成就,無不受益于改革開放,而改革開放的關(guān)鍵是創(chuàng)新。
創(chuàng)新是國家蓬勃發(fā)展的不竭動力。經(jīng)過多年的發(fā)展,中國儀器儀表行業(yè)也迎來了一個新的發(fā)展時期。部分產(chǎn)品接近或達到國際一流的技術(shù)和水平,國內(nèi)生產(chǎn)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的儀器在市場上拔地崛起。數(shù)據(jù)顯示,2017年,中國儀器儀表制造業(yè)收入9995億元,產(chǎn)值同比增長2.60%;利潤總額869.10億元,利潤增長9.97%。
從細分領(lǐng)域來看,科學(xué)儀器涉及很多行業(yè)分類,需求也在逐漸增加。在大力推進新環(huán)保政策實施的基礎(chǔ)上,對水、氣體、土壤、固體廢物的檢測需求全面提升,對環(huán)境監(jiān)測儀器行業(yè)的需求迅速增長。作為占比大的行業(yè),自動化儀表的規(guī)模持續(xù)上升,占比約36%。
另一方面,隨著國家實驗室、大型科學(xué)儀器、大型儀器共享平臺的建設(shè),實驗室分析儀器市場飆升。上半年,實驗行業(yè)收入增長9.3%,利潤增長18.8%。與此同時,在健康強國、科技強國戰(zhàn)略的推進下,生命科學(xué)、新能源等領(lǐng)域的穩(wěn)步發(fā)展下,光學(xué)儀器、顯微鏡、傳感器、機器人等儀器需求旺盛,預(yù)計未來市場發(fā)展空間巨大。
40年春華秋實,可以說,黨員干部在其中充分發(fā)揮了先鋒模范的作用,樹立了強烈的改革創(chuàng)新意識。在實驗室行業(yè)中,也有一批行業(yè)改革創(chuàng)新的“風(fēng)向標(biāo)”。一系列高素質(zhì)企業(yè)以身作則,爭當(dāng)先鋒,為行業(yè)發(fā)展樹立了標(biāo)桿。原子吸收光譜儀、原子熒光光譜儀、色譜儀、質(zhì)譜儀等高端產(chǎn)品相繼推出,產(chǎn)品在國內(nèi)和國際市場的認(rèn)可和接受程度不斷提高,走出國門并走向世界。

實驗室建設(shè)效果圖 實驗室建設(shè)效果圖
   

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