029-86690509在我廠異地技術(shù)改造過程中，結(jié)合陜西宏碩實際規(guī)劃了技術(shù)中心、聯(lián)合工房的實驗室。同時也就目前業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注的技術(shù)研發(fā)以及發(fā)展空間預留進行了規(guī)劃設(shè)計。本文就本行業(yè)實驗室建設(shè)需思考、定位、規(guī)劃的體會作一總結(jié)，供同行參考。
1 整體規(guī)劃
實驗室作為企業(yè)的重要組成部分，其位置、建筑面積、功能至關(guān)重要，決定著能否支持企業(yè)可持續(xù)發(fā)展、檢測數(shù)據(jù)是否可靠、產(chǎn)品質(zhì)量是否穩(wěn)定。同時對廠區(qū)整體視覺效果也有舉足輕重的作用。
作為易地技術(shù)改造項目，通常設(shè)計工作均由設(shè)計院來完成。但目前我們國家設(shè)計院業(yè)務(wù)量均處于過飽和狀態(tài)，極少有設(shè)計院或設(shè)計公司能夠獨立完成涉及實驗室內(nèi)容的整體工程設(shè)計。因此，建設(shè)方就要根據(jù)自身需要提出規(guī)劃協(xié)助設(shè)計院工作。
1.1 規(guī)劃的依據(jù)
實驗室規(guī)劃所涉及的專業(yè)較多：從廠區(qū)整體美學的視覺效果、企業(yè)現(xiàn)實生產(chǎn)需要至長遠發(fā)展空間的預留;實驗室必須的恒溫恒濕環(huán)境的實現(xiàn)到通風、供氣、給排水、配電的合理性;消防、安全的強制標準到工作流程的暢通，這些都構(gòu)成了實驗室規(guī)劃的重要元素。
1.1.1 行業(yè)發(fā)展趨勢
中國卷煙產(chǎn)品正向低焦減害方向發(fā)展，卷煙配方、制絲工藝、香精香料、造紙法再造煙葉、膨脹煙絲已成為各企業(yè)的工作重點，與之相關(guān)的技術(shù)研發(fā)也競相展開。
煙氣分析對于指導卷煙配方、工藝、品控至關(guān)重要，加強化學分析已是不爭的事實，這些都構(gòu)成我們規(guī)劃實驗室的重要依據(jù)。
1.1.2 國家與行業(yè)的標準、規(guī)范
國家設(shè)計規(guī)范和國家標準是實驗室建設(shè)的基本依據(jù)。同時煙草行業(yè)的行業(yè)標準多達300多項,與實驗室建設(shè)相關(guān)的行業(yè)標準也有百余項。這些為中煙工業(yè)技術(shù)中心或科研中心實驗室平面、立面規(guī)劃設(shè)計提供了基本思路，其中實驗室的安全性是第一位的。它包含了實驗室工作人員的安全，也涵蓋了儀器設(shè)備安全的基本要素。更重要的是實驗室達標和認可認證制度落實的物質(zhì)保證。
1.1.3 自身特點
目前國內(nèi)煙草行業(yè)檢測內(nèi)容不盡相同。中煙系統(tǒng)的大部分企業(yè)物理檢測和化學檢測均在企業(yè)內(nèi)部完成，也有些企業(yè)是將物檢以外的化學檢測和將要開展的生物監(jiān)測集中在省中煙集團檢測中心進行。所以在實驗室建設(shè)、規(guī)劃初期結(jié)合自身特點確定功能邊界非常重要。既要注意實驗室功能的完整性，也避免不必要的浪費。
2規(guī)劃內(nèi)容
2.1 實驗室平面布置
實驗室平面布局既關(guān)系到實驗工作流程是否合理，也與工程造價、實驗室安全密切相關(guān)。歸納起來大致有四方面需重點考慮：
2.1.1有恒溫恒濕要求的實驗室靠近布置
恒溫恒濕實驗室[1]的機房盡量少占建筑面積，采用兩套以上機組共用一間機房的方式;為實現(xiàn)節(jié)約能源，這類實驗室墻壁均采用了保溫措施，因此將這類實驗室就近、并列布置可最大限度減少能量散失;
2.1.2有潔凈要求的實驗室靠近布置
化學檢測中的重金屬檢測，如Icp-Ms、原子吸收需潔凈實驗室中進行[2]，以保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性。無論幾間儀器室共用一套潔凈機組還是分別凈化，將潔凈機組同置一間機房，應(yīng)該是最為節(jié)約占地面積的方案。
2.1.3有通風系統(tǒng)的實驗室靠近布置
實驗室通風系統(tǒng)是占用室內(nèi)空間最大的裝備，其投資額度也是較大的。為使室內(nèi)空間更有效利用，降低工程造價，保證良好的通風效果，需就近布置有通風設(shè)備的實驗室。這樣可有效減少通風管道的長度,便于防火分區(qū)管理,同時也便于設(shè)置補風系統(tǒng)以及必可少的補風熱平衡系統(tǒng)。
2.1.4有集中供氣系統(tǒng)的實驗室靠近布置
中煙企業(yè)實驗室常用的氣相色譜、質(zhì)譜、Icp-Ms、原子吸收、流動分析等表征儀器要用到惰性氣體、助燃性氣體、可燃性氣體、有毒氣體，比如：氮氣、氦氣、氬氣;氧氣、零級空氣;乙炔氣、氫氣、石油氣、一氧化碳等。這些氣體是由匯流供氣系統(tǒng)經(jīng)管線直接輸至儀器進氣端口。將有這些儀器的儀器室就近布置減少了管線的長度，也提高了危險氣體輸送的安全性。
2.1.5參觀通道
實驗區(qū)走廊既有工作人員通過的作用，也有領(lǐng)導檢查、視察，同行參觀的作用。實驗室的硬件條件也體現(xiàn)著一個單位的實力。一般來講，把大型表征儀器室安排在參觀通道的起始端可以更好地將實驗室實力展現(xiàn)給領(lǐng)導、同行也是向領(lǐng)導匯報工作、在同行中提高公司知名度的有效途徑。
2.2 實驗室立面布置
在實驗室立面布置中仍需沿用工作流程合理的理念，杜絕一個工作流程在不同樓層間反復穿插。造成工作人員為完成一項工作，反復上下樓才能完成。
實驗室立面布置主要從1 安全性，2 有害氣體排放，3 建筑承重，4 振動等幾方面考慮。
2.2.1安全性
實驗室建設(shè)首先考慮安全性[3]。它包含工作人員的人身安全，同時也包含儀器設(shè)備的安全。人員的安全主要考慮水、電、氣、有害氣體、易燃易爆物品對人體的影響;儀器設(shè)備的安全除考慮對人員安全影響的因素以外還需考慮工作狀態(tài)的安全性和實驗數(shù)據(jù)的安全措施。
實驗室供氣系統(tǒng)中的氣瓶室建設(shè)從選址到管線敷設(shè)國家有明確的設(shè)計規(guī)范：
《氫氣站設(shè)計規(guī)范》GB 50177-2005、《氧氣站設(shè)計規(guī)范》GB 50030-2007、《乙炔站設(shè)計規(guī)范》GB 50031-91 、《氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程》GB 4962-2008、《氣瓶安全檢查規(guī)程》、《石油化工儀表供氣設(shè)計規(guī)范》SH 3020-2001、《石油化工企業(yè)可燃氣體和有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范》GB 50493-2009。但在實驗室建設(shè)中，大部分單位不采用這些危險性氣體高壓鋼瓶供氣方式。例如：氫氣采用氫氣發(fā)生器供氣方式。即使這樣，惰性氣體的氣瓶間再采取了防爆措施的情況下，也需盡量將其設(shè)置在上部樓層。
2.2.2 有害氣體排放
化學實驗過程中不可避免地會產(chǎn)生一些有毒有害氣體。為了減少通風管道長度，為使通風設(shè)備工作更加有效降低工程造價，有必要將有通風設(shè)備的實驗室設(shè)置于上部樓層，并對排放的廢氣進行凈化處理。
生物檢測實驗室(尤其有生物安全危險的實驗室)宜設(shè)置于上部樓層;
2.2.3 建筑承重
大型表征儀器需要配置不間斷電源(UPS)，目前越來越多的工程是建設(shè)集中的不間斷電源系統(tǒng)，這時蓄電池的重量在工程規(guī)劃初期就需要考慮。其位置盡量設(shè)置在建筑的底層。
煙草業(yè)有些實驗室配備了切絲機、小型卷煙機、振動篩，這些設(shè)備自重一般在200公斤左右。在實驗室建筑荷載中不可小視，況且有的設(shè)備工作過程中還伴有震動。
2.2.4 震動與防震
實驗中常用的各類電鏡、精密天平、核磁共振等表征儀器安裝環(huán)境需有嚴密的防震措施。其振動頻率、振幅均需在儀器使用環(huán)境要求的允許范圍內(nèi)。否則不但得不到可靠的實驗數(shù)據(jù)，而且極易造成儀器的損壞。防震的前提條件是一定要將這些儀器安放在建筑首層，其次是按照建筑力學的原理建造有效的儀器設(shè)備獨立基礎(chǔ)，以隔絕或衰減建筑及周邊環(huán)境振動的頻率和振幅。
3實驗室其他功能需求
實驗室是進行科學研究、數(shù)據(jù)檢測的專業(yè)場所。為滿足實驗內(nèi)容和儀器設(shè)備對環(huán)境的要求，需要在實驗室規(guī)劃設(shè)計時一并考慮。
3.1 配電與照明
煙草業(yè)實驗室設(shè)備中大型用電器主要是恒溫恒濕機組和潔凈空調(diào)機組;儀器中大型用電器主要是各類氣相或液相質(zhì)譜儀以及Icp-Ms。機組配電強度不會小于幾十千瓦，質(zhì)譜儀的配電強度也需在六千瓦以上。而且對他們的配電方式須采用樹干式與放射式結(jié)合的方法以提高控制精度、降低造價。
實驗室照明系統(tǒng)有安全規(guī)定(試劑間、防爆氣瓶間需配置防爆照明器具)，也有照度、均勻度及色溫要求。需進行顏色鑒別的實驗室照度不小于500Lux、色溫接近日光，照明系統(tǒng)最好分為工作照明和常規(guī)照明。不進行顏色鑒別實驗時開啟常規(guī)照明，以延緩工作照明燈具性能下降，節(jié)約投資。照明均勻度也需按照煙草行業(yè)標準設(shè)計建造[5]。
3.2 地線系統(tǒng)
目前國內(nèi)配電均采用三相五線制。實驗室地線系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上依儀器對使用環(huán)境的要求，有時要建設(shè)直流工作接地系統(tǒng)。通常采用《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》 GB50174-2008進行設(shè)計、施工，以保證儀器設(shè)備正常工作。
3.3通風系統(tǒng)熱補償
實驗室通風系統(tǒng)在逐級(樓內(nèi)與樓外、樓道與室內(nèi)、通風設(shè)備與室內(nèi))負壓的工作方式下，補風系統(tǒng)采用全新風方式。補進室內(nèi)的新風隨四季的變化會有幾十度的溫度變化。不但使人體很不適應(yīng)，影響工作人員的健康，還破壞了儀器設(shè)備的工作環(huán)境。為使實驗室內(nèi)溫度保持在允許的范圍內(nèi)，在補風系統(tǒng)內(nèi)需設(shè)置換熱器將空調(diào)系統(tǒng)冷熱源引入。
總結(jié)：
實驗室規(guī)劃建設(shè)是一項系統(tǒng)工程，關(guān)聯(lián)的專業(yè)、技術(shù)、理念很多。需要協(xié)調(diào)各使用部門、設(shè)計院、工程公司通力合作才能順利完成預期工作任務(wù)，建成設(shè)計理念現(xiàn)代、工作流程合理、環(huán)保節(jié)能好用的實驗室。了解實驗室建設(shè)，實驗臺廠家等詳情歡迎關(guān)注：http://godesafety.com
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