【转帖】实验室规划设计手册

洁净室
洁净室一般实施两级隔离，一级隔离通过生物安全柜、负压隔离器、正压防护服、手套、眼罩等实现；二级隔离通过实验室的建筑、空调净化和电气控制系统来实现。但由于净化空调需要风量小为了安全起见，风量都按大的估算，一般都要超过规范规定，物别是百级以上，冷热负荷在要求不是很严格的情况可能估算，现在专门有净化空调机组，可以直接利用。二级~四级生物安全实验室应实施两级隔离。一般实验室装备有:超净工作台、生物安全柜、边台或不锈钢操作台、洗涤台等。
以PRC实验室为例（PCR即聚合酶链式反应），是分子生物学研究和实验的常规方法，也是生物学、医学临床等领域广泛应用的实验技术。其特点是能将微量的DNA大幅增加，实验室通常分为四个区域，即：试剂储存和准备区、标本制备区、扩增反应混合物配制和扩增区、扩增产物分析区（如使用全自动分析仪，区域可适当合并）。进入各个区域必须严格按照单一方向进行，不同的工作区域使用不同的工作服（例如不同的颜色）。工作人员离开时，不得将工作服带出。
试剂储存和准备室（标本制备区），仪器主要配置有：冷冻离心机、生物安全柜、冰箱、可移动紫外灯、全自动力核酸蛋白纯化仪、专用工作服和工作鞋等。扩增反应混合物配制和扩增区配置有：冰箱、高速离心机、超净工作台、PCR仪（要求负压状态）、可移动紫外灯、微量加样器、核酸扩增仪等。扩增产物分析区主要配置有：移液器、振荡器、超净工作台、毛细管电泳仪、冰箱、离心机、微量加样器、可移动紫外灯等。PCR实验室设计方案如下图所示：
PCR实验室平面图
电子计算机室和研究室，电子计算机与我们的生活最为密切，主要考虑空调散热、电源电压等问题。配置的装备主要是带键盘仪器台。研究所主要是供研究人员办公的地方，对我们实验室装备要求较低，在此不多作讲解。
辅助实验室：主要有天平室、高温室、纯水室、气瓶室、贮藏室、溶液配制室、暗室等。天平室，分析天平是化学实验室必备的常用仪器，高精度天平对环境有一定要求，主要是气流和风速的影响，天平室应靠近化学实验室，以方便使用，但不宜与高温室和有较强电磁干扰的房间相邻。高精度微量天平宜设在底层。天平室内不得设置洗涤台或任何管道穿过窒内，以免管道渗漏影响天平的维护和使用。高温室，高温炉和恒温箱是常备设备，一般放置在高温工作台上，但特大型的恒温箱须落地安置为宜，高温炉秘恒温箱须分开放置。纯水室，主要是设计的实验装备有；边台和洗涤台。现代实验室多使用去离子水、水量大且能保证水质。地面需设地漏。气瓶室，实验室用气除不燃气体（氮气、二氧化碳）、惰性气体（氩气、氦气等）外，其他气体具有高压、剧毒、氧化分解、爆炸等危险性气体，例如易燃气体氢气、一氧化碳；剧毒气体为氟气、氯气；助燃气体为氧气等，这些气体不得进行实验室。可以通过管子接到各实验室内。溶液配制室，用于配制各种标准溶液和不同浓度的溶液。在允许的条件下，可由两个房间组成，其一设有天平台。另一间作配制试剂和存放试剂之用，一般应配置：通风柜、实验台、试剂柜。

服务供应部分，为基本实验室和辅助实验室服务的场所，如高压锅室和水电气辅助室等。我们只需稍作了解。
4、实验室工作人员总人数；
5、仪器设备布局；
6、工作程序、流程专业设计；
第一部分为平面设计，甲方（使用方）先拿出最根本的功能要求、分布方案，乙方（设计院）、丙方（实验室规划与设计专业公司）与甲方参与实验室建设设计小组，共同讨论，三方共同确认后方进入第二程序。因为传统实验室建筑设计按国家建筑标准，仅是以外型和室内结构为主，并非以实验室功能为主，建筑设计与功能设计脱节。我们公司在这方面就有很多教训。比如广东医学院，合同签了两年因为现场不符合安装条件，还没有安装。
第二部分为单台功能，单台结构设计，应逐项、逐件、逐层，从整栋大楼、分层、分房间、分单件设计确定，全面细分确认；
第三部分，全部确认后，邀请用户高层领导参与实验室建设演示会，当场表态决策；由甲方请乙方、丙方的项目监理严格监督安装、建筑过程中标准执行情况跟踪实验室建设项目的顺利完工；建设实验室规划与设计和产品招标分为两部分；招标：A、设计为第一部分；B、产品标准为第二部分；建筑装修、净化、基础装备分三个专业进行，不可混同、总包，不同专业，分别招标，然后中标三方紧密配合，装修和净化工程先行，交工验收后实验室基础配套将进入责任明确阶段，承担责任，全部完工时集中三家同时验收，基础装备部分为产品测试标准，测试与前两项工程不同，有很大区别不可等同对待。
7、地面、墙壁通风流畅，防止死角，室内四角尽量空闲，易打理，简洁。

二、 单台结构功能设计系统
不同专业采用不同实验室专用基础配套装备，系列产品共分五大部分：A、实验台部分；B、仪器台部分；C、功能柜部分；D、仪器设备部分；E、输出系统部分；
A、实验台部分
1、实验台的分类：
①实验台按实验室的功能划分为：物理实验台（主要用于电子、电工、物理实验）；化学实验台（主要用于有机、无机化学实验）；生物实验台（主要用于净化无菌实验，如简易解剖台、不锈钢操作台等）；
②按结构划款式分为：MM（由钢制支撑架、基箱、台面、试剂架、连接件、辅件组成）MR（基箱、台面、试剂架、连接件、辅件组成）。
③按用途可分为：中央实验台、边台实验台、洗涤实验台、试剂架、基箱、实验凳。
2、基箱的分类：
基箱按材质可分为：钢木制基箱、铝木制基箱、全木制基箱。
按制作工艺分为：钢制欧式基箱（即门面板与侧板连接）、钢制美式基箱（即门面板装嵌在基箱内）
按款式可分为：活动式基箱、落地式基箱、悬挂式基箱。其中活动式基箱、悬挂式基箱用于MM款。落地式基箱用于MR款。钢木制基箱是我们公司新开发的产品，侧板、门面板为钢制材质，其它如层板、顶板、抽屉底板、维修板均为木制材质，具有安全防火、性价比高、玻璃器皿放置时不易破碎等优点。全木制不适于制作悬挂式基箱和洗涤台。
3、台面的分类
在整个实验室基础装备销售中，台面占总报价1/3的份额，台面的作用可见一斑。
①按实验台的功能作用可分为：
化学实验台面：防强酸、强碱、耐高温；耐98%的浓硫酸；表面材质为酚醛树脂板
物理实验台面：防静电、耐温、抗滑、稳定强；耐28%的硫酸，表面材质为防火板
生物实验台面：防水、防止细菌密度强；表面材质为不锈钢板。
②按照台面材质可分为贴面板和实芯板。
公司常用的几种贴面板列表如下：
常用贴面板分类
属性 理化板（威盛亚） 千思板 常规贴面板
颜色 黑色、灰色 黑色、灰色 黑色、灰色
定义 美国进口，为筛选的优质多重牛皮纸，浸泡于特殊的酚溶液后经高压热固效应成型，表面用特殊的耐腐蚀处理。荷兰进口，成分为70%的木质纤维，30%的三聚氰胺树脂，采用双电子束扫描专利技术将三聚氰胺附在面层，经高温高压成型公司自主开发产品，基材采用三层高密度板压制而成，表面根据用户需求，采用不同的板材。有物理、化学、生物板材之分。经济实用，性价比高。
台面厚度 0.9、6、12.7、14.6、19、25mm 6、13、16、20、25mm 45mm
抗高温 不能直接接触光焰 常规可耐140℃、最高可耐180℃超过20分钟 常规可耐140℃
特性 抗化学试剂、抗菌、抗冲击、不导电、易清洁 抗化学试剂、抗菌、抗冲击、不导电、、易清洁、耐磨损、耐刻刮、耐潮湿、抗紫外线、方便维护抗化学试剂、抗菌、抗冲击、不导电、、易清洁、耐磨、抗紫外线
忌用试剂 对65%硝酸、铬酸、氢氟酸有轻微疵点，对98%硫酸有疵点 对65%硝酸、98%硫酸、糖醛有轻微疵点，对48%氢氟酸有疵点酚醛树脂物理板可耐28%硫酸。酚醛树脂化学板要耐98%浓硫酸
测试时间 16小时 24小时 16小时

实芯板分为：环氧树脂板、大理石（花岗岩）、陶瓷等。环氧树脂是高分子材料，耐高温（380℃），具有优良的抗化学腐蚀性能，可修复及复原；大理石一般用于高温台、天平台等，耐高温，但运输过程中较容易损坏；陶瓷价格比较昂贵，在国内用得比较少。
B、仪器台部分：承重性、稳定性、抗外干扰、电控要求很高，气体配送严格、安全、可靠、方便、易管理；承重：500Kg以上。主要用于仪器分析实验室，如光谱、色谱、原子分析实验室等。产品主要有：标准仪器台、光谱仪器台、色谱仪器台、显微镜台、连体仪器台、天平台、电脑台、高温仪器台、教学台功能柜部分：
功能柜部分是前两部分服务、储存，重要功能部分涉及安全、环保问题；有全木和钢木之分；试剂、药剂、挥发性药品、辐射性药品、剧毒品、易燃培养等储存功能基本分十三种：
1、一般性能药品柜； 2、挥发性药品储存柜；
3、染剂专用柜； 4、防辐射药品柜；
5、易燃品储存柜（防火柜）； 6、文件柜（资料柜）；
7、更衣柜（刹菌更衣柜）； 8、培养柜；
9、标本柜； 10、仪器柜；
11、纯碱柜； 12、硫酸柜；
13、无菌柜。
D、仪器设备部分：
1、通风柜； 2、生物安全柜；
3、超净工作台； 4、器皿清洗机（全自动）
5、剧毒品安全储存柜； 6、智能密集柜；
7、解剖台； 8、取材台；
9、感应功能柜。 10、挥发性药品柜
E、有害气体输出部分。在后面章节将会详细说明，这里就作不重复。
三、供排水设计系统
供排水设计系统主要是为前期实验室建筑设计服务。为建筑设计院提供实验台上下水水点。水嘴分为急流水嘴和缓流水嘴,单联水嘴(MBs-016)为急流水嘴。一般搭配PP水槽（MBc-032）。双联水嘴（MBs-02）为缓流水嘴，一般搭配PP水槽（MBc-029）规格为。在默认情况下我们一般给客户配置双联水嘴。三联水嘴（MBc-01）为一急两缓水嘴。一般搭配PP水槽（MBc-029）。大水槽（MBc-031）、通风柜的杯槽（MBc-028）。
四、电控系统
实验室用电主要包括照明电和动力电两大部分。动力电主要用于各类仪器设备用电、电梯、空调等的电力供应。实验室供电系统也是实验室最基本的条件之一。电源插座有：10A、13A、16A、20A；漏电保护开关、过载保护开关等。电源插座应远离水盆和煤气、氢气等喷嘴口，并不影响实验台仪器的放置和操作位置。线槽主要多功能钢线槽(主要用于试剂架上)和PVC线槽配西班牙插座(主要用于边台和中央台台面上).
五、特殊气体配送系统
实验室用气主要有不燃气体（氮气、二氧化碳）、惰性气体（氩气、氦气等）、易燃气体（氢气、一氧化碳）；剧毒气体(氟气、氯气)；助燃气体（氧气）组成。除不燃气体、惰性气体外其它气体不得进行实验室。可以通过输气管接到各实验室内。一般气相室配置氦气（He）、氮气（N2）。气质联用室配置了氮气、氢气、氧气。氢气管线上的连接管件都要连接后焊接，严禁有泄漏的可能。所有的管线在安装完毕后一定要做气密性实验，并在使用前要先除油。由于管道细小，管间距小，安装过程中可依据现场情况进行调整，保证间距不小于45mm，气瓶装瓶时，易燃易爆与惰性气体同柜，杜绝两种易燃气体同瓶装一柜。

六、有害气体输出系统
实验室内往往存在许多不利于人体健康的化学物质污染源，特别是有害气体，将其排除非常重要。但与此同时，能源往往会被大量的消耗，因而实验室的通风控制系统的要求渐高，从早期CV（定风量），2-State（双稳态式），VAV（变风量）系统，到最新的适应性控制系统——既安全，又要符合节约能源的需要。总之，实验室的最新观念就是将整个实验室当作是一台排烟柜，如何有效的控制各种进排气，达到既安全又经济的效果是至关重要的。实验室常用排风设备主要有：通风柜、原子吸收罩、万向排气罩、吸顶式排气罩、台上式排气罩等。其中通风柜最为常见。
通风柜是安全处理有害、有毒气体或蒸汽的通风设备，作用是用来捕捉、密封和转移污染物以及有害化学气体，防止逃逸到实验室内，这样通过吸入工作区域的污染物，使其远离操作者，来达到吸入接触的最小化。通风柜内的气流是通过排风机将实验室内的空气吸进通风柜，将通风柜内污染的气体稀释并通过排风系统排到户外后，可以达到低浓度扩散；
万向抽气罩是进行局部通风的首选：安装简单、定位灵活，通风性能良好，能有效保护实验室工作人员的人身安全；
原子吸收罩主要适用于各类大型精密仪器，要求定位安装，有设定的通风性能参数，也是整体实验室规划中必须考虑的因素之一；
排气罩主要适用于化学实验室，在解决这类实验室的整体通风要求中，它是必不可少的装备之一。
目前我们公司主要采用的风机主要有轴流风机（斜流风机、管道风机）、离心风机。轴流风机适用于风压小、适用于管路短的通风系统（一般10米以内，否则易造成抽不动）；离心风机适用于管路长的通风系统（一般10m以外，否则易造成噪音大）。风机的材质：一般分为玻璃钢、PP、PVC、铁皮等，其中玻璃钢较多。风机的型号的选择，是根据风量和风压来选择的。
1、 风量的计算方法：
根据面风速来确定排风量（面风速的一般取值为：0.3~0.5 m3/h）
计算公式：G=S?V?h?μ
=L?H?3600?μ
其中 G：排风量
S：操作窗开启面积
V：面风速
h: 时间（1小时）
L: 通风柜长度
H: 操作窗开启高度
μ: 安全系数（1.1~1.2）
例：1200L的通风柜其排风量计算如下：
G：1.2*0.75/2*0.8*3600*1.2=1555 m3/h
经验值：1200L通风柜排风量一般为1500 m3/h
1500L的通风柜排风量一般为1800 m3/h
1800L的通风柜排风量一般为2000 m3/h
注：中央台上用排风罩排风量的计算方法同通风柜排风量的计算方法
原子吸收罩排风量的计算方法：
根据罩口风速来确定排风量（罩口风速的一般取值：1~2 m3/h）
计算公式：G=πR2?V?3600?μ
其中 G:排风量
R:罩口半径

V:罩口风速
μ:安全系数（1.1~1.2）
经验值：一般情况下原子吸收罩的排风量在500~600 m3/h
整体通风的排风量计算方法
计算公式：G=V?n?h=L?W?H?n?h
其中 G:排风量 V:房间体积
n:换气次数 （一般取8~12次） h:时间（1小时）
换气次数参考值
实验室 化学 有机合成 有毒实验 P级实验 生物 医药 物理
次 /小时 6-20 15-18 20-30 15-30 5-30 5-10 3-8
2、风压的计算
管线沿程阻力约5Pa/米，弯头阻力为10~30 Pa/个，三通阻力为30~50 Pa/个。
注：所有阻力之和乘以安全系数（1.1~1.2）即为风压值。
3、 通风管线风量的计算
注：一般情况下国家标准的风管风速取值范围为V=6~8m/s （公司计算标准的风管风速取值范围为V=8~12m/s）
计算公式：G=S?V?3600=πR2?V?3600→R=[G/(π?V?3600)]?
其中 G:排风量（根据上述计算得出） R：风管半径 V：风管风速
注：矩形风管的尺寸有如下几种固定尺寸：120、150、200、250、300、400、500、630、800、1000、1200、1400、1600、1800 (如需由圆形管变为矩形管，设计原则是面积相等)
部分通风管线的风量计算参考值
类型 规格（mm） 排风量m3/h
圆形
风管 Φ160 578.76
Φ200 904.32
Φ300 2034.72
Φ400 3617.28
矩形
风管 200*200 1152
300*300 2592
400*400 4608
4、 风机型号参考值
玻璃钢轴流式风机参考型号
机号Model(No.) 转速Speed(r/min) 流量VolumeFlow(M3/h) 全压TotalPressure(pa) 功率Power(kw)
2.5 2900 1130.4—2271.6 125--184 0.09—0.18
1450 565.2—1141.2 31--46 0.025—0.25
3 2900 1951.2—3931.2 180--266 0.180—0.550
1450 975.6—1958.4 45--67 0.09—0.09
3.5 2900 3099.6—6238.8 245--363 0.370—1.1
1450 1551.6—3121.2 62--90 0.06—0.12
4 2900 4629.6—9309.6 321--473 1.1—2.2
1450 2318.4—4658.4 80--119 0.25—0.25
5 1450 4521.6—9090.0 125--184 0.75-0.75
960 2991.6—6019.2 54--81 0.25—0.25
6 1450 7808.4—15699.6 180--267 1.1—2.2
960 5158.8—10400.4 79--117 0.75—0.75
7 1450 12398.4—24998.4 245-363 1.5—4
960 8200.8—16498.8 108--159 0.75—1.1
8 1450 18500.4--32200 321--473 3—7.5
960 12301.2—24699.6 140-208 1.1—2.2
9 960 12398.8--35100 177--263 1.5—4
机号Model(No.) 转速Speed(r/min) 流量VolumeFlow(M3/h) 全压TotalPressure(pa) 功率Power(kw)
2.8A 2900 1330--2450 950--588 1.5
1450 665--1225 236--147 0.75
3.2A 2900 1975--3640 1244--784 2.2
1450 991--1910 313--196 1.1
3.6A 2900 2930--5408 1617--1068 3.0
1450 1470--2710 401--274 1.1
4A 2900 4020--7420 1999--1313 5.5
1450 2010--3710 499--333 1.1
4.5A 2900 5730--10580 2528-1666 7.5
1450 2860--5280 637--421 1.1
5A 2900 7728--15455 3187--2019 15
1450 3977--7358 794—548 2.2
6A 1450 6840--12720 1136--784 4.0
960 4520--8370 499--343 1.5
6C 2240 11818--20628 2698--1733 15
2000 10552--18418 2147--1380 11
1800 9497--16576 1736--1116 7.5
1600 8442—14737 1370--881 5.5
1250 6595--11500 835--537 3.0
1120 5909--10314 670--431 2.2
1000 5276--9209 534--344 2.2
900 4749--8288 432--278 1.5
8 C 1800 25240--36427 3032--2302 37
1800 19646--22511 3143--3101 30
1600 24982--32380 2303--1816 30
1600 17463--22435 2478--2390 2.2
1250 13643--25297 1507--1106 11
1120 17487--22666 1124--887 11
1120 12224--15705 1209--1166 7.5
1000 15614--20237 895--707 7.5
1000 10914--14022 963--929 5.5
900 14052--18213 725--572 5.5
900 9823--12620 779--752 4
8C 800 8732--16190 615--452 3
710 7749--14368 485--356 2.2
玻璃钢离心式风机参考型号
玻璃钢斜流式风机参考型号
机号Model(No.) 转速Speed(r/min) 流量VolumeFlow(M3/h) 全压TotalPressure(pa) 功率
Power(kw)
2.0F 1450 180--780 110--25 YS—5024--0.04
2.5F 1450 360--1500 175--50 YS—5624—0.09
3.0F 1450 600--2520 250--80 YS—6324—0.18
3.5S 960 600--2520 150--50 YS—7116—0.18
3.5F 1450 2220--4020 340--100 YS—7124—0.37
4.0S 960 900--4020 200--60 YS—7126—0.25
4.0F 1450 1500--5160 440--200 Y8024—0.75
4.5S 960 1260--4980 250--100 Y8016—0.37
4.5F 1450 1980--7980 560--200 Y90S4—1.1
5.0S 960 2280--7020 300--100 Y90S—6—0.75
5.0F 1450 2420—9480 700-300 Y100L—4—2.2
6.0S 960 2520--10200 500--200 Y100L—6—1.5
6.0F 1450 7020--11580 900--300 Y132S—4—5.5
7.0S 960 4020--11400 600--300 Y132S—6—3.0
8.0S1 960 4980--25020 800-400 Y132M—6—5.5
8.0S2 960 7980--30000 850--400 Y160M—6—7.5
8.0E 720 6000--22980 700-300 Y160M—8—4.0

好，正准备设计实验室。

这个比较全，顶

说的比较详细，辛苦了