实验室设计与建设规划方案书

实验室设计与建设规划方案书

在功能上，实验室建设涉及给排水、通风排气、强弱电、消防、废气收集处理、集中供热供气等诸多复杂技术。同时也要考虑环境保护、实验室安全和可持续发展。因此，建设重点实验室是一项非常复杂的工程。作为实验室建设行业的一员，华宝积累了丰富的实验室设计经验。

一.合理定位，科学规划必不可少

在构建专业实验室的流程中，“构”的部分至关重要，它包括了实验室的定位和规划，是整个实验室建设的基础和灵魂。

实验室定位：1、实验室在国内和国际想达到一个什么样的标准;2、实验室在行业和系统内的定位是什么样的;3、是否是有行使政府职能第三方检测通用实验室；4、实验室在当地区域内的定位等。只有先把自己的定位高清楚后才能做下一步的规划。

实验室规划包括两部分:实验室建筑规划和实验室工艺规划。建筑规划包括建筑外观、风格、高度和公园布局。

工艺规划其实就是需求的过程的发掘，明确整个实验室未来

3-5年的使用场景，既要明晰自身的需求又要把握未来的发展方向。此外，还应该从理念上充分认识到专业实验室建设是一个复杂的系统工程，而不是仅仅是仪器和家具的简单组合。

二、实验室设计应先于土建设计

实验室设计其实就是用专业的手段将抽象构思进行具体实现的过程，包括前期设计、中期安装调试、后期维护和升级等。

目前，我国对实验室的建设没有相关的建筑规范，因此很多实验室在土建设计阶段，没有充分考虑到实验室对建筑的特殊要求。正确的实验室建设流程是首先进行实验室的工艺设计，然后在满足实验室工艺要求的前提下，进行实验室的土建设计。

这就要求建设单位咨询专业的实验设计方，在项目的土建设计阶段，就及时介入。如有可能最好带土建设计师一起参观其他单位的实验室以加深其认识。

常见的土建设计忽略的问题包括：1、未设计风井，或者风井的位置、大小、数量不能满足要求；2、未考虑气瓶室，仅按消防用气瓶室设计；3、未对实验室进行整体的平面规划，分区过于简单或不合理；4、未考虑仪器的使用情况；5、未考虑特殊房间功能，如恒温恒湿室等；6、净层高过低，影响管线布局，装修后空间低矮。这些问题都需要向沃柏斯这样的专业实验室设计公司进行前期对接。

三、实验室设计与承建单位的选择

设计与承建单位应选择国内具有一定规模的企业，必须严格考察其设计、研发、生产和施工能力和资质水准，最好实地考察其已完工的项目和公司所在地。设计单位的设计人员应专业全面、经验丰富、认真负责、队伍稳定。承建单位最好在实验室所在地已承担过建设项目，这样比较熟悉当地情况。此外，由于我国地域辽阔，南北方差异较大，因此就近原则也便于施工和后续的维护工作。设计图纸完成后，最好请第三方机构和权威专家进行详细审核，以避免出现不合理的设计和重大缺陷。在施工工程中，应要求对方配备一名富有实际经验的项目经理，这样有利于进度控制、资源调配、沟通协调。

四、实验室平面布局的设计

平面布局是实验室设计的基础。只有根据功能分区和工作流程的要求，做出相应的平面布局规划，才能保证水、电、风等专业的后续设计，可谓是一个整体。

平面布局设计阶段应尽可能地详细考虑工作和发展的需求，合理配置空间，尽量优化整合。除了布局的优化和仪器设备的摆放位置的设计外，还应充分考虑到人员流动与物品流动的方向是否符合工作要求。例如，为了避免实验人员频繁跑动，前处理室应该和仪器室在同一楼层;气瓶室应和气相色谱仪、气质联用仪等仪器在同一楼层;尽量让单层面积最大化，以避免楼层过多，每一层都要设置洗涤室、样品室以充分利用空间;生物安全室应合理布局洁净区、半洁净区、污染区，以避免交叉污染。

五、实验室的配电系统

配电系统是根据实验仪器和设备的具体要求，经过专业的设计人员综合多方面因素设计完成的，与普通建筑有很大区别。

因为实验室仪器设备对电路的要求比较复杂，并不是通常人们所认为的那样，只要满足最大电压和最大功率的要求就可以了。事实上有很多仪器设备对电路都有特殊的要求（例如静电接地、断电保护、等电位连接等），这些都需要丰富专业的人员在前期进行设计配置。

对配电系统的设计，不但要考虑现有的仪器设备情况，同时也要考虑实验室几年的发展规划，充分考虑配电系统的预留问题及日后的电路维护等问题。

为了保证可靠的供电，还应考虑不间断电源或双线设计。不间断电源的容量应满足实际需要，并保证一定的扩展范围，以满足未来发展的需要。

此外对于某些特殊的区域，如气瓶间则应采用防爆电器元件以确保无安全隐患。墙上的插座应充分考虑需求，例如样品室应留足冰箱的插座、前处理室应预备离心机的插座、门口应预留自动鞋套机的插座、走廊两侧也应考虑到分布一些插座，这些很多细节都是非常容易被忽视的。

六、实验室弱电系统

弱电系统主要包括电话、监控、门禁、网络等。弱电系统有一个特点就是预置后不能更改，所以不能像强电线路一样按需更改。比如网络接口要和墙上插头平行，高度要刚好高于实验平台，方便以后使用。

仪器房要预留足够的网络接口，不要插在地下，要预留足够长的线，方便仪器台安装时连接到台面上的网络接口。如果楼道很长，可以在远端预留电话线，方便上班接电话。因为无菌室内外隔音效果好，所以要预设对讲电话，方便沟通。门禁系统应位于各楼层实验室的主要入口或其他需要控制出入的地方。没有专业的设计知识，这些细节很容易被忽略。

七、实验室空调系统

空调系统不仅仅是控制实验室的温湿度，同时还应该与实验室通风系统配合，这样才能真正有效地保证实验室的温湿度和房间压差，令人员和精密仪器有一个良好的工作环境。

实验室所在的整栋大楼若采用中央空调则一定要能够进行分区域、分时段的模块式管理，以避免加班时因不能正常使用空调而影响仪器的检测性能。中央空调管线的布局应结合实验室通排风管道的设计，避免施工的时候交错重叠，影响层高。极端天气情况下，应能确保样品室、气瓶室、超低温冰箱室、精密仪器室、不间断电源室等对温度要求高的区域保持24小时的恒定温度调节。

八、实验室消防系统

实验室是一个特殊的环境，对消防的要求远高于普通办公楼。在设计阶段，根据实验室的具体条件(设备投资和工艺特点、实验工艺要求、储存样品和试剂的种类、实验室建筑的特点等。)，应采取不同的消防措施，确保实验室的消防安全。

如对于精密仪器室和无菌室、配电室、不间断电源室而言，其消防就不能采用自动喷淋装置，而应采用气体灭火装置，以避免自动喷淋装置损坏仪器设备或破坏洁净环境。

九、实验室给排水系统

排水系统的管道应耐酸碱腐蚀及有机试剂对材质的融解，应采用PPR或其他材质，而不能用普通的PVC管材，同时也要根据污水的性质、流量、排放规律并结合室外排水条件而确定方案。

由于大型实验室下水管道复杂，应采取必要措施避免管道堵塞渗漏，如养成良好的用水习惯、放置滤网、设置存水弯、弯头采用45°角连接等。

集中供水系统造价高，水质不稳定，不推荐使用。为了避免二次污染，可以使用感应水龙头，但是容易坏。为了美观，热水器可以使用内置即热式电热水器。

十、实验室集中供气系统

实验室中很多设备的运行都需要各种各样的气体来供应，目前来说以集中供气作为主流设计方案得到广泛使用。气瓶室的安全性必须得到保障，必须采用防爆门、泄爆窗、气体泄漏感应报警装置、所有电器电路均应采用防爆型的、还应考虑防雷、防静电的空调家电设备。

十一、实验室通风、排风系统

实验室供排风系统是整个实验室设计和建设过程中规模最大、影响最广泛的系统之一。供排风系统完善与否，直接对实验室环境、实验人员的身体健康、实验设备的运行维护等方面产生重要影响。

通排风系统完善的实验室，应该是环境和谐、安全、健康的工作场所。实验室噪音、房间的换气次数、压差、通风柜有毒气体残留等都是值得关注的问题。

在设计的时候样品室和试剂室也应考虑有通排风设备，以免样品带来的异味影响环境;一个现代化的实验室，应设计新风系统;通风柜前方的新风口散流器应采用可以调节方向活动室百叶设计，以避免冬夏季节外界冷热空气直接吹向操。

十二、实验室操作台的选择

实验室家具的选择首先要考虑充分满足工作的需要，主要涉及桌子材质、柜子结构和材质、色彩搭配等元素。比如预处理室要用耐酸碱的陶瓷板，仪器室要用理化板。

台柜的结构主要分为钢木、铝木、全钢三种，实验台的支架又可分为C形、回形，应根据各个单位的需求而定。每个房间台柜的布局、种类、数量也要充分考量，边台、中央台、高柜、吊柜等应搭配得当，避免造成日后工作的不便。此外，还有一些细节也应考虑，例如电脑位合理配置，以避免将来使用的不便。

十三、楼梯及电梯问题

实验设备上楼一般采用楼梯运输或电梯运输。如考虑用楼梯运输设备时，梯宽不小于1.8米，平台不宜小于1.6米活荷载不小于400kg/m2，净空不小于3米，否则有些设备带包装上楼十分困难。

如果用电梯运输，电梯载重应不小于1吨，门宽不小于1.1米，门高不小于2.1米，进深不小于2米，这样一般较重宽高长的设备都可以通过电梯来运输了。

至于设备卸货问题，只需在大楼口处(如，雨篷单梁上)设计一吊耳(明式或隐蔽式)，挂上吊练就可以轻松方便的卸下货物。有条件的实验室应设计一个载人电梯，一个卸货电梯。也有一些特情况，如电梯间间的曳引机又小又重有时采用上述两种方式都无法运输，当楼层小于六层时可采用多级伸臂式汽车吊至屋面，再设法进入电梯间，如楼层更高时，设计时还应考虑电梯间曳引机的运输问题。

十四、震动和噪声问题

震动和噪声是实验认可时必须考核的环境条件。专业实验室的建设一般必须远离有噪声和震动的工厂，最好也不要临街建筑，因为街道上的过往载重汽车会给实验楼的临街的底层带来强烈的震动。实验室的环境噪声要求不大于70dB,有些特殊要求的实验室，如测试家用电器噪声的实验室，其背景噪声要求不大于40dB，而且越小越好，而临街房间噪声会增大20～

30dB，很难达到对环境噪声的要求，设计和规定房间用途时应充分考虑到这一点。

十五、实验室室内装修细节

实验室的天花板应采用小方格的扣板形式，而不应采用大块的整体结构，这样便于施工和后期维护。为了便于参观检查，参观走廊两侧或大型仪器室可采用落地玻璃幕墙设计，这样更加通透明亮，便于管理，缺点是不能在墙根预留插座，同时门的稳定性较差，造价也较高。实验室若要达到最佳的视觉效果，配色也是一个考虑的方面。搭配合理的柜体、台面、地面、天花会凸显其卓尔不凡的高端特征，令参观者过目不忘，令使用者身心愉悦。

以上都是华宝根据多年的实验室设计总结出来的经验，希望对有实验室建设或者实验室设计的同行有所帮助。