生物實驗室的設計理念與原則

2017-01-18  來自: 西安百家樂官網實驗室設備有限公司 瀏覽次數:147

一.生物實驗室的設計理念與原則 

 

1.限度地尊重所在地的生態環境,表達對環境的尊重 : 生態理念的實驗室設計

    在對將要實施的實驗室項目充分分析基礎上,對方案構思中將主體建築作為整體環境的背景的設計理念,將實驗室所在建築包容於環境之中。要充分的考慮到生物實驗室周圍的生態設施,樹木草叢同樣也可以起到環保隔離及優化空氣質量的作用。在實驗室項目的周圍,建議同期建設生態環保項目,花草樹木在一定程度上也可以起到淨化隔離和優化空氣質量的作用。例如:雙子葉植物丁香和樟科植物肉桂中的天然成分就可殺滅腸道致病菌和化膿性球菌等。

 

2.生物安全實驗室要具有前瞻性的設計理念

    生物實驗室具有下列特點:

    ①相對靈活性:每一個實驗室都應有足夠的空間來放置儀器和設備。劃分出來的實驗室工作區域板塊還可以獨立的施展它們各自的用途,以便可以在小區域進行實驗工作而不影響其它實驗項目,同時在必要的時候又可以整合在一起進行大規模的實驗工作。


    ②相對經濟性:實驗室考慮到為防護、工作以及配置方麵的效率利用進行區域劃分,從而避免了麵積和空間的浪費。


    相對實驗室內部的擴展性:建立在可增添結構的模塊形式和可重複使用的運行係統基礎上的實驗室係統,能夠在不犧牲一定功能或不影響相關實驗室功能的情況之下進行必要的收縮和擴張。所以,預留充分的的實驗室空間是必要的。


    ③安全性:實驗室內的區域配置需要是按其潛在的危險程度來劃分。煙霧防護罩和酸性物質以及易燃物質的儲存位置和為生物安全倉室分派的空間將被配置在較高危險帶即處於實驗室後部(遠離出口)。一定的空間和足夠的廢棄物通道將被用來為較高危險帶形成第二層的防護。每個實驗室的低危帶將用來安排各種幹燥台麵活動比如放置寫字桌、計算機和儀器等。潮濕台麵活動則被安置在中危帶。高清視頻監控係統和室內對講通信係統也是實驗室項目必須的,實時監控指揮工作程序也是安全保障之一。對於實驗室安全區域的合理劃分也是生物安全實驗室的重要組成部分。


    ④通道的通暢性:實驗室走道和出入口將提供簡便有效的行動通道以及提供符合國內相關規範的工作通道。看似簡單的實驗室通道同樣是重要部分,工作的流暢性,防火的安全性,突發事件的救護順暢性就表現在這裏。

 

3.適應生物技術發展趨勢

    為確保實驗室工作人員的安全、防止環境汙染和公共衛生安全是開展致病微生物實驗研究的先決條件。因為實驗室是造成實驗工作人員或周圍環境可感染疾病的高危工作區。在設計中,不僅要滿足功能要求,而且必須按照國家標準規範和有關行業專業標準,並借鑒參考國內外生物實驗室有關設計標準、及相關規範,達到微生物和生物醫學實驗室安全通用準則。


4.促進最佳的科學研究能力

    現代化的生物實驗室強調實驗人員間的互相交流,特別是學習交流是實驗室人員的團隊精神。考慮到研究活動活躍性的特點,建築必須能夠適應技術、設備、過程和技能各方麵的變化,並能快速和簡便地做出反應,能夠促進研究人員和訪問學者之間知識的共享與傳遞,從而形成一種互相影響和信息交流的學術氛圍。

 

5.合理使用空間,充分考慮靈活性與可適應性

    在現代化的生物實驗室的設計中采用統一設計,並劃分出不同安全防護等級單元化模塊,以適合不同工藝要求。這種模塊化布局既吸收國內外CDC先進流程,又結合實際情況使實驗室布置更具通用性、靈活性,並滿足以後改造可能性。

 

6.實驗室內外環境的人性化處理

    在嚴謹的設計理念指導下,以人性化的設計理念布置室內外環境,為實驗室工作人員提供高效的工作場所及環境舒適的休閑空間是基本的設計理念。

 

7.生物實驗室安全和保安工作

    現有實驗室項目中,大部分實驗室為二級生物安全防護實驗室,適用於對工作人員或環境具有中等潛在危害的微生物的研究工作;部分實驗區域為生物安全防護實驗室,適用於主要通過呼吸途徑使人傳染上嚴重的甚至是致死疾病的致病微生物及其病毒素的研究工作。防止微生物災害,生物安全二級、生物安全實驗室的設計是重點。例如:實驗室與周圍環境的隔離區域的劃分,高清視頻監控係統的應用,安保人員的巡視等也是安全保障因素之一。

 

二. 現代化生物實驗室工藝設計內容及要求

 

1.現代化生物實驗室工藝設計項目書製定

    現代化生物實驗室工藝設計項目書製定包括製定實驗樓(室)每個部門和每個實驗室麵積和功能要求;製定生物實驗室每間房的建築、裝修內容,內牆體處理要求,門窗要求,環境控製,電力(照明、室內外通訊及網絡、高清視頻監控),氣體管道,給排水,空調,消防控製,結構等工藝設計要求;製定每間生物實驗室所需固定實驗設備清單。

 

2.現代化生物實驗室工藝設計/設備規劃

    現代化生物實驗室工藝設計/設備規劃包括按照國際生物實驗室標準及項目工藝任務書的要求,完成生物實驗室基本固定設備規劃、工藝布置圖、典型生物實驗室放大工藝平麵圖、主要立麵圖和主要剖麵圖;完成生物實驗室固定設備廠商資料及工程設計數據歸總。

 

3.現代化生物實驗室建築工程設計要求

    現代化生物實驗室建築工程設計包括:

    ①總體環境設計-在對現狀地充分分析基礎上,將建築作為環境的背景的設計理念,將單體建築包容於環境之中。


    ②建築工藝設計要求-主要包括生物實驗室建築設計、室內裝修材料要求等。

實驗室基本工作區域的使用麵積(ELM)是以保證生物醫學研究的安全運行而對其所需工作區域尺度的規劃。實驗室的ELM一般包括有操作台、實驗設備(包括儲藏櫃)、工作台、化學排煙罩以及生物安全櫃的長度要求。實驗室設計當前的趨勢已經開始朝著規劃區域空間尺度的方向發展,而不僅僅限於規劃區域長度。這種趨勢是起源於模塊化實驗室形式的采用。

建築麵積由於包括流通區域、建築核心區域、牆體以及公共區域的麵積,必然在整體上大於特定功能區域的使用麵積。

實驗室建築的材料應該選擇耐用和易清洗並且防火的類型,並且能有助於創造一個舒適安全的工作環境。材料設計的關鍵因素在於易清洗、易維護、防火、易儲藏並且盡量減少毒害傳播。所選材料作穿牆以及樓板處理時,還必須考慮到保證實驗室人員的結構安全。


    ③結構設計工藝要求-包括生物實驗室結構設計、結構負荷要求等。由於振動會幹擾到實驗室的敏感性儀器,設計者們必須考慮適當控製振動和將振動源的放置遠離敏感性儀器,必須對於建築結構的振動反應做細致分析,為了控製振動在實驗室區域的傳導,工程師在設計前期考慮到結構因素是必要的。實驗室開間的大小(高、寬)設定必須考慮到實驗室模塊、功能分配、振動標準和後期發展等,寬度應該根據實驗室模塊的大小有相應變化,既保證靈活性又符合常規門窗設計,並且形成統一的實驗室輔助連接的整體。實驗室模塊內不應設置支柱,以避免妨礙到實驗室的內部流通和空間使用,結構係統與空調係統應緊密協調防止互相幹擾。


    ④暖通空調設計工藝要求-包括生物實驗室暖通空間係統設計、空氣過濾、排氣係統、生物安全櫃排氣係統要求。

暖通空調係統必須滿足實驗室研究要求。除對溫度、濕度需嚴格控製外,需有足夠的通風量處理煙塵、異味、空氣中汙物,滿足煙罩通風以及實驗室內熱負荷要求。同時必須充分考慮係統的可靠性並考慮富裕量。不同性質區域需保證不同的相對壓力,並要根據相關標準從長遠上考慮節能。實驗室中間操作罩口NC值不宜超過50dB,除非設備本身允許外,NC一般不宜超過60 dB。

暖通空調、水、電、照明設備需根據可有效利用能源的原則進行選擇,同時應易於控製管理。防結露最小保溫厚度需滿足節能標準並參考國內相關推薦值。建築圍護材料必須保證工作人員的健康與安全,建議選用環保節能材料。所有耗能係統及部件要進行全程控製管理。

    通過對實驗室設備的維護費用的經濟分析,選用不同的暖通空調係統。經濟分析應有足夠的數據進行經濟性、能效比的全麵計算。經濟分析主要包括工程初投資、能耗、運行費用(後期維護費)、係統可靠性、適應性等方麵分析比較。每個係統的選擇需滿足運行的靈活、可靠、易於維護並預留餘量,工程總投資內包含維護費用。生物安全實驗室的後期維護時至關重要的,通風係統,淨化係統,排放係統都是微生物因子寄居的溫床,寶豐軒在生物實驗室運行維護的工作上,也具有豐富的處理經驗。


    ⑤給排水工藝設計要求-包括實驗樓給排水係統設計、設備要求。

    給排水係統應與實驗室模塊相符合,排水係統應設計靈活安全,並預留部分設施以保證實驗室的可靠和持續運行,盡量避免在實驗室區域做穿牆處理。

    汙、廢水係統應設置生活汙水與生產廢水分流排水管網,生活汙水處理達到中水回用標準後備用,再回用於綠化及水景補水。科研生產廢水采取局部處理經消毒後與集中處理相結合的方式。對被毒菌汙染廢水及放射性廢水,就近設置失活及衰減 處理裝置,嚴格控製,處理合格後排放。地麵雨水經雨水管道有組織的匯集用流槽卵石層過濾後儲存回用,餘量及洪水就近排入明渠。


    ⑥強弱電設計要求-包括生物實驗室電力係統設計、室配電係統設計、照明設計、智能化係統設計、保安係統設計、通訊係統設計要求。


    ⑦消防工藝設計要求-主要指生物實驗室消防係統設計要求。

    實驗室建築防火的特殊要求應按照當地相關規範考慮實驗室區域的設置和按照實驗室建築防火規範采用符合防火等級的防火材料、設置防火閥、自動噴淋係統、防火信號係統、風管煙氣檢測係統、室內消火栓和消防泵等消防設施。生物實驗室用家具及設備要求包括衛生器具、工作台麵、化學煙罩及生物安全櫃、實驗設備要求。

    ⑧生物實驗室安全工藝設計要求-主要包括常規安全工藝設計、輻射安全工藝設計要求。

    安全健康的指導方針要求建築盡可能在工程上對工作人員的安全保護形成有效控製,從而將工作間潛在的職業危險降至最低。這些指導方針還必須與工程師提交的具體建築設計文件內容相適應,以便安全保護在建築施工時能夠體現出來。雖然健康安全的方針與工程技術的要求許多內容可以統一起來,但是仍不可能含概所有的因素。因此建議讓健康安全專家成為建築設計團隊的一部分。

    設計的所有實驗室必須保證放射性物質安全可靠的存放。放射性物質的容量和類型取決於實驗室研究功能的類型和數量。因此,設計者們需要根據實驗室的功能要求來決定供使用和處理放射性物質的必要區域。所有實驗室必須設有相應的普通級別的廢棄放射性物質存放容器。每個實驗室廢料的存放位置必須標準化以便於緊急防護人員在火災或意外情況下迅速采取措施。


    ⑨環境保護工藝設計要求-主要包括汙水汙物處理、噪音防護、輻射防護、生物安全防護要求。

    注意環境保護和適當處理廢料對於保證實驗室建築中工作人員、訪問學者和周圍設施的健康運行和建築學術氛圍的維護十分重要。因此,需對實驗室的有害建築材料、有害廢料儲備與處理、分散儲備設施、廢液排放、固態廢料的管理與回收、氣體散發等做出嚴格控製。


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