現代先進(jìn)實(shí)驗室設計建設理念

一、前言實(shí)驗室建設 是一項復雜的系統工程，不僅涉及實(shí)驗室規劃、設計、施工、裝修、安裝、調試、驗收，其中還包括供電、給水、通信、網(wǎng)絡(luò )、采暖、通風(fēng)、廢棄物處理系統、安全和消防等方面。所以，在現代實(shí)驗室設計建設里，不僅要配備先進(jìn)的科學(xué)儀器，而且還要建設優(yōu)越完善的實(shí)驗室配套環(huán)境，這樣才能提升現代化檢測/研發(fā)水平，促進(jìn)科研成果增長(cháng)。

二、現代先進(jìn)實(shí)驗室設計理念現在社會(huì )中， “以人為本，人與環(huán)境”己成為人們高度關(guān)注的課題。在實(shí)驗室的規劃設計中，出應該本著(zhù)“安全、專(zhuān)業(yè)、節能、便利、完善和先進(jìn)的設計理念開(kāi)展：

安全 - 重視實(shí)驗安全建設，為實(shí)驗室配備適當的安全防護，隔離設施，確保人員生命安全，實(shí)驗室財產(chǎn)安全。專(zhuān)業(yè) - 嚴格依照不同領(lǐng)域的實(shí)驗室建設法律法規的要求，打造專(zhuān)業(yè)，標準化的實(shí)驗室。節能 - 從實(shí)驗室建設選材，設備選購，布局，水電設計等方面幫助實(shí)驗室降低建設及運營(yíng)成本。便利 - 綜合考慮法律法規要求，實(shí)驗室實(shí)際情況，建造出便于實(shí)驗室人員操作的實(shí)驗室。完善 - 硬件，軟件建設，雙管齊下，致力打造技術(shù)，管理均趨于完善的實(shí)驗室。先進(jìn) - 立足現在，放眼未來(lái)，把握行業(yè)動(dòng)態(tài)，及時(shí)將最先進(jìn)的技術(shù)傳遞到實(shí)驗室建設中。

三、理念簡(jiǎn)述如何在實(shí)驗室規劃中實(shí)現以上理念呢，以下我們對此進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹：

A. 安全：實(shí)驗室是一個(gè)復雜的場(chǎng)所，經(jīng)常用到各種化學(xué)藥品和儀器設備，以及水、電、燃氣，還會(huì )遇到高溫、低溫、高壓、真空、高電壓、高頻、帶有輻射源和生物危害的實(shí)驗室條件和儀器，若缺乏必要有效隔離和防護，就會(huì )造成生命和財產(chǎn)的巨大損失。

要避免 實(shí)驗室設計 出現缺陷導致安全事故，首先要在實(shí)驗室規劃前期了解其開(kāi)展的項目的實(shí)驗內容及所用設備，并于此進(jìn)行風(fēng)險評估，然后根據相應專(zhuān)業(yè)的技術(shù)規范和認可要求進(jìn)行規劃設計。

B. 專(zhuān)業(yè) ：不同領(lǐng)域實(shí)驗室建設法律法規的要求不一樣，實(shí)驗室在規劃設計時(shí)需要與具體開(kāi)展的測試項目相結合。根據測試項目的要求建設成專(zhuān)業(yè)，標準化的實(shí)驗室。在實(shí)驗室規劃設計時(shí)要充分考慮以下幾方面的要求：

測試標準的要求，例如有潔凈度要求的微生物實(shí)驗室;儀器設備的工作要求，例如設備要求在特定的溫濕度環(huán)境下工作;實(shí)驗室認可準則的要求，例如CNAS-CL01-A001：2018《檢測和校準實(shí)驗室能力認可準則在微生物檢測領(lǐng)域的應用說(shuō)明》中要求實(shí)驗室布局設計宜遵循“單方向工作流程”原則，防止潛在的交叉污染;地方主管部門(mén)的特殊要求，例如某些地區禁氣瓶規劃在樓宇內部。

C. 節能：節能環(huán)保是現代社會(huì )里各行各業(yè)發(fā)展的方向，同時(shí)在實(shí)驗室的建設中也是日漸重要的主題。實(shí)驗室是一個(gè)小型的綜合體，正常運作的過(guò)程中會(huì )涉及到各種能源的消耗，這在實(shí)驗室長(cháng)期以展中是一項非常沉重的成本。與此同時(shí)，要響應國家提倡的環(huán)保號召，在實(shí)驗室的規劃設計中需要把節能環(huán)保放在非常重要的位置，其中主要包括以下幾個(gè)方面：

a.水資源安裝高效、節能、可循環(huán)的水處理和資源化關(guān)鍵技術(shù)設備，能達到節水、資源綜合利用等功效，有缺水報警系統。

b.電資源實(shí)驗室用電是一個(gè)能源消耗很大的方面，包括照明用電，實(shí)驗用電和空調系統。照明用電：在實(shí)驗室計劃時(shí)，最大限度地利用自然采光，減少照明用電的消耗。實(shí)驗用電：選用符合需求，功率適當的測試設備，減少實(shí)驗用電的消耗�？照{用電： 采用空調的智能控制系統進(jìn)行控制，根據外界氣候條件進(jìn)行自動(dòng)調節，按照預先設定的指標對安裝在實(shí)驗室內的溫度、濕度、空氣潔凈度傳感器所傳來(lái)的信號進(jìn)行分析、判斷、及時(shí)自動(dòng)打開(kāi)制冷、加熱、去濕及空氣凈化等功能，從而降低空調系統用電的消耗。

c.氣體系統導入智能氣體系統，其中包括供氣與排氣。智能供氣 - 通過(guò)調節觸電式壓力表或觸點(diǎn)真空表的上、下限，控制各種氣體或負壓的高低壓值，負壓系統則為真空度的大小。當壓力或真空度升到上限或地址下限值時(shí)即報警，所有的公用設備能通過(guò)系統控制設備進(jìn)行自動(dòng)控制并對其手動(dòng)/自動(dòng)狀態(tài)、運行和故障狀態(tài)進(jìn)行監控。智能排氣 - 安裝智能化管理軟件，通過(guò)靈敏的氣體檢測探頭，檢測空氣中各種氣體的含量，將檢測信號傳送變風(fēng)量控制系統處理后，控制變頻器的頻率及排風(fēng)機的速度，實(shí)現實(shí)驗大樓排氣系統智能化控制。只能排氣特別適用于使用易燃、有毒氣體的實(shí)驗室，一旦檢測到氣體泄露，及時(shí)啟動(dòng)報警系統并排氣，保證人員與環(huán)境的安全。

D. 便利：大多數的實(shí)驗都是一個(gè)復雜的過(guò)程，其中包括了樣品制備，試樣預處理，設備分析等流程。如何讓各流程更好更高效地連接在一起，在實(shí)驗室建設前期設計功能間時(shí)就必需按實(shí)驗室流程和要求進(jìn)行規劃。根據實(shí)驗開(kāi)展的步驟，同時(shí)結合“有干擾或交叉污染的區域要區分開(kāi)”的原則按順序規劃實(shí)驗室功能室。讓實(shí)驗的運作更流暢，更高效。

E. 完善：引入實(shí)驗室信息管理系統，全方位對整個(gè)實(shí)驗室的運行實(shí)施管理，實(shí)驗室可以達到自動(dòng)化運行、信息化管理和無(wú)紙化辦公的目的，促進(jìn)實(shí)驗室整體能力的提升，提高實(shí)驗室工作效率、科研水平、降低運行成本。實(shí)驗室信息管理系統(laboratory information management system，簡(jiǎn)稱(chēng)“LIMS”)是集現代化管理思想與基于計算機的數據處理技術(shù)、數據存儲技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )傳輸技術(shù)、自動(dòng)化儀器分析技術(shù)為一體，運用于實(shí)驗室的信息管理和質(zhì)量控制，已達到滿(mǎn)足實(shí)驗室管理上的各種目標的集成系統，是實(shí)驗室管理現代化的重要標志之一。通過(guò)“LIMS”實(shí)驗室信息管理系統服務(wù)器，以實(shí)驗室為中心，將人員、儀器、試劑、實(shí)驗方法、環(huán)境、文件等影響分析數據的因素有機結合起來(lái)。實(shí)現網(wǎng)上分配任務(wù)、檢測數據自動(dòng)采集、快速發(fā)布、信息共享、分析報告自動(dòng)生成、質(zhì)量保證體系順利實(shí)施、成本控制、人員量化考核、實(shí)驗室管理水平整體提高等各方面提供技術(shù)性支持，是連接實(shí)驗室、生產(chǎn)部門(mén)、質(zhì)量管理部門(mén)及客戶(hù)的信息平臺。同時(shí)導入辦公自動(dòng)化系統，包括計算機主干網(wǎng)絡(luò )系統、辦公管理子系統、物業(yè)管理運行信息子系統、共用信息庫管理子系統、電子會(huì )議與電子公告信息服務(wù)子系統、微型電視接收及交互電視系統、大屏幕投影系統、公共廣播系統、提供背景音樂(lè )和公共廣播信息，并與緊急廣播系統相連。

F. 先進(jìn) ：現代化實(shí)驗室，不單只是完成傳統的實(shí)驗分析，更多的情況下要求更快，更準，更智能�；I建一個(gè)先進(jìn)的實(shí)驗室，引入智能化的元素必不可少。實(shí)驗室智能化不僅是一種技術(shù)，更是一種理念、一種潮流，它將實(shí)驗室世界帶入一個(gè)嶄新的時(shí)代，改變著(zhù)人們的觀(guān)念，影響著(zhù)人們的工作方式，體現了實(shí)驗室的現代化管理模式，充分演繹實(shí)驗室的科技精髓。實(shí)驗室智能化系統包括樓宇自控系統、智能通風(fēng)系統、綜合布線(xiàn)系統、安全防范系統、火災自動(dòng)報警系統和停車(chē)場(chǎng)管理系統。

1. 自控系統自控系統是采用計算機控制和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，對大樓內的通風(fēng)系統、供氣系統、給排水系統、空調系統等系統的機電設備運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)自控檢測和控制的先進(jìn)系統。該系統為集散控制系統，主要設備由中央操作站、直接數字控制器(DDC)、傳感器及執行器等部分組成，技能實(shí)現自動(dòng)化又可減少耗能。

2. 智能通風(fēng)系統智能通風(fēng)系統是指變頻與變風(fēng)量通風(fēng)控制系統的有機結合，主要包括：風(fēng)速傳感器、紅外線(xiàn)探測器、變風(fēng)量控制閥、自動(dòng)控制器面板、操作終端、智能化通風(fēng)系統管理軟件等。

3. 綜合布線(xiàn)系統采用組合壓接方式、模塊化結構、星形布線(xiàn)方法，具有布線(xiàn)靈活、易于管理維護并具有良好的開(kāi)放性和擴張性。支持電話(huà)機各種計算機數據系統，并能支持多媒體會(huì )議電視系統。

4. 安全防范系統包括攝像機、監視器、編碼器、解碼器、錄像機及矩陣主機組成，用來(lái)對各建筑物、各種重要部門(mén)、大廳、通道、電梯、主要道路及出入口進(jìn)行電視監控。另外，設置防盜報警系統負責對辦公等敏感位置入侵探知報警，并可與其他聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現相關(guān)設施的聯(lián)動(dòng)操作。

5. 自動(dòng)報警系統實(shí)驗室建設 選用開(kāi)放型、尋址式的總線(xiàn)自動(dòng)報警的消防控制系統，設置火災探測器，并設有消防緊急廣播系統。設置固定消防電話(huà)，并在消防中心與消防部門(mén)直通消防熱線(xiàn)電話(huà)。

6. 其它智能系統例如門(mén)禁識別系統，包括：人臉識別或生物識別。引入智能機器人進(jìn)行實(shí)驗操作。