环境检测中心实验室设计和施工方案

　　

　　环境检测中心是以环境为对象，运用物理的、化学的和生物的技术手段，对当中的污染物以及有关的组成成分进行定性、定量和系统的综合分析，以探索研究环境质量的变化规律。其任务是要对环境样品中的污染物的组成进行鉴定和检测，并研究在一定历史时期和一定空间内的环境质量的性质、组成和结构，具体内容包括：大气环境监测、水环境监测、土壤环境监测、固体废弃物监测、环境生物监测、环境放射性监测和环境噪声监测等。

　　

　　

　　培育高级专门人才、发展科学技术以及提供社会服务是现代实验室的三大职能。实验室是高等学校、科研机构、科学检测机构进行实践教学和从事科学研究、检测重要场所，在培育创新型人才、发展科学技术和提供服务社会中具有重要的地位和作用，实验室的建设水平直接体现了机构的科学水平和管理水平。

　　

　　一个现代化的先进实验室不单单是是拥有现代化的高、精、尖端科学分析仪器，更重要的是要有科学的实验室规划设计布局和先进的实验室管理理念。今天，我就环境监测现代实验室规划设计布局展开一系列的讨论。

　　

　　

　　1、人体学

　　

　　完美的设备与实验室工作者操作空间范围的协调搭配体现了科学化、人性化的规划设计。

　　

　　在做平面设计的时候，首先要考虑的因素就是安全，实验室是最容易发生爆炸、火灾、毒气泄漏等事件的地方，所以在做平面设计的时候，应尽量地要保持实验室的通风流畅、逃生通道畅通。

　　

　　天平台、仪器台不宜离墙太近，离墙40CM为宜。为了在工作发生危险时易于疏散，实验台过道全部通向走廊。实验室走廊净宽度宜为2.5-3.5米，普通实验室双门宽以1.1-1.5米为宜，单门宽以0.8-0.9米为宜。

　　

　　2、实验室功能分类

　　

　　根据监测监控中心实验室检测分析功能的不同，主要将实验室分为五类：普通化学实验室、物理监测实验室、仪器分析实验室、洁净实验室（无菌实验室）和辅助实验室。

　　

　　普通化学实验室，主要是进行容量分析、离子测定、氧化还原等实验，一般设计的装备有：实验台、洗涤台、通风柜、万向排气罩及管道检修井；带试剂架的实验台及辅助工作台，另外还需设置药品柜、器皿柜、落地安置的仪器设备、急救器等。

　　

　　物理监测实验室，主要是进行物理性监测分析实验，比如：噪声分析、辐射监测分析、恶臭分析等实验，一般设计的装备有：实验台与洗涤台，通风柜、万向排气罩及管道检修井等。仪器分析实验室主要设置各种大型精密分析仪器，同时也包括普通小型分析仪器等，一般设计的装备有：仪器台、实验台、通风柜、电脑台、气瓶柜、洗涤台、器皿柜、药品柜、急救器、万向排气罩、原子吸收罩等。仪器分析实验室根据需要设置样品前处理室，一般有洗涤台、实验台、通风柜等设备同普通化学实验室类似。

　　

　　洁净实验室主要是通过人为的方式，应用洁净技术实现控制室内空气中尘埃、含菌浓度、温湿度与压力、以达到所要求的洁净度、温湿度和气流速度等环境参数。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、空调净化和电器控制系统来实现。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。

　　

　　辅助实验室主要有天平室、高温室、纯水室、气瓶室、贮藏室、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，天平室应靠近普通化学试验室，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较低楼层。天平室内不得设置洗涤台或任何管道穿过室内，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，大型恒温箱须落地放置为宜，高温炉和恒温箱需分开放置。纯水室，主要设计的实验装备有：边台和洗涤台。实验室多使用去离子水、水量大且能保证水质，地面需设置地漏。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，其他具有高压、剧毒、氧化分解、爆炸等危险性气体，例如易燃气体氦气、一氧化碳，助燃气体氧气等原则上不宜进入实验室，可以通过管子接到各实验室内。

　　

　　3、平面布局方案

　　

　　平面布局依据上海同设设计院提供的大楼整体平面结构，本着科学、实用、美观、领先的设计思路进行整体规划布局。

　　

　　

　　实验室专用基础配套装备主要分三大部分：A.实验台部分；B.仪器台部分；C.功能柜部分。

　　

　　A、实验台部分

　　

　　1、根据监控中心实验室设计功能，主要涉及三类实验台：物理实验台（物理监测实验）；化学实验台；生物实验台（主要用于净化无菌实验）

　　

　　三类实验台的基箱部分宜采用钢木制材质，当中侧板、门面板采用钢制材质，其它采用木质材质。实验台台面部分根据防酸防碱等具体要求采用实芯理化板和贴面板相结合。

　　

　　B、仪器台部分

　　

　　仪器台对承重性、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；承重最好达到500Kg以上，用于仪器分析实验室。主要类别有标准仪器台、光谱仪器台、色谱仪器台、显微镜台、连体仪器台、天平台、高温仪器台等。

　　

　　C、功能柜部门

　　

　　功能柜的主要作用是服务和储存，重要功能部分涉及安全、环保问题。功能柜按目前主流设计主要有全木和钢木两种，根据具体需要可以分别选择。

　　

　　按储存功能的不同，基本可以把功能柜按划分如下：

　　

　　一般性能药品柜、挥发性药品储存柜、防辐射药品柜、易燃品储存柜、文件资料柜、更衣柜、培育柜、标本柜、仪器柜、纯碱柜、硫酸柜、无菌柜。

　　

　　

　　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点。按照用水和排水性质的不同，将监测监控中心实验大楼的供排水系统分为实验供排水和日常供排水两类，供排水管道各自独立。当中，实验室供水在水嘴的配备上分别配备急流水嘴和缓流水嘴，单联水嘴为急流水嘴，单配PP水槽（MBc-032），双联水嘴为缓流水嘴，单配PP水槽（MBc-029）；日常用水供水水嘴配备规格参照民用建筑生活用水管道配件规格。实验室排水则通过实验室废水排放系统排入负一层实验废水处理站，综合处理后排入城市管网；日常用水的废水排放则直接排入城镇生活污水管网。

　　

　　

　　监测监控中心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。实验室区域所有实验室以及自动监控中心、要求兼有交流、直流电源，以及单相、三相两种电源插座，并常有稳压要求。仪器分析实验室还要求有防电磁干扰，接地和电磁屏蔽。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。线槽主要为多功能钢线槽（主要用于试剂架）和PVC线槽（主要用于边台和中央台台面上）。

　　

　　

　　监测监控中心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）、助燃气体（氧气）组成。除不燃气体、惰性气体外其他气体不进入实验室，通过输气管接到各实验室内。通常气相色谱室配置氦气、氮气。气质联用室配置了氦气、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试验，并在使用前要先除油。因为管道细小，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。

　　

　　

　　实验室内存在很多不利于人体健康的化学物质污染源，尤其是有害气体，将其排出极其重要。但与此同时，能源常常会被大量的消耗，因而实验室的通风控制系统的要求渐高，从早期的定风量式，双稳态式，变风量式系统，到最新的适应性控制系统-既安全，又符合节能的需要。所以，在我看来，监测监控中心实验室的最新观念就是将整个实验室当作是一台排烟柜，有效的控制各种进排气，按照实验室风量、风压、换气频率的要求严格计算，并配以适应性控制系统，做到既安全又经济的效果。与此同时，按照适应性控制系统要求，对排气管道的布设，数量严格计算之后，充分考虑楼层高度的预留问题，以最科学合理的楼层间距设计来完成实验室排风设施的架设和空间有效利用的双赢局面。实验室通常排风设备主要有：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。

　　

　　风量的计算：

　　

　　按照面风速来确定排风量（面风速的通常取值为0.3-0.5m3/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（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）

　　

　　中央台上用排风罩排风量的计算同通风柜排风量的计算方法。

　　

　　原子吸收罩排风量的计算：

　　

　　按照罩口风速来确定排风量（罩口风速通常取值：1-2m3/h）

　　

　　计算公式：G=π*R*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）

　　

　　整体通风排风量计算：

　　

　　计算公式：G=V*n*h=G=L*W*H*n*h

　　

　　其中G：排风量

　　

　　V：房间体积

　　

　　n：换气次数

　　

　　h：时间（1小时）

　　

　　通过对环境的监测能够准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。环境监测的目的具体可归纳为：

　　

　　1、按照环境质量标准，评价环境质量；

　　

　　2、按照污染源分布情况，追踪找寻污染源，为完成监督管理、控制污染源提供依据；

　　

　　3、收集本底数据，积累长期监测资料，为研究环境容量、实施总量控制、目标管理、预测预报环境质量提供数据；

　　

　　4、为保护人类健康、保护环境、合理使用自然资源、制定环境法规、标准、规划等服务。

　　

　　环境监测站实验室设计：环境监测就其对象、方式、时间和空间的多变性、污染组分的复杂性等，其特点归纳为：

　　

　　（1）环境监测的综合性

　　

　　环境监测的综合性表现在以下多个方面：

　　

　　a.监测方式包括化学、物理、生物、物理化学、生物化学及生物物理等一切可以表征环境质量的方法。

　　

　　b.监测对象包括空气、气体（江、河、湖、海及地下水）、土壤、固体废物、生物等客体，只能对这些客体进行综合分析，才可以准确描述环境质量情况。

　　

　　c.对监测数据进行统计处理、综合分析时，需涉及该地区的自然和社会各个方面情况，因而，必须综合考虑才可以正确阐明数据的内涵。

　　

　　（2）环境监测的连续性

　　

　　因为环境污染具备时空性等特点，因而，只能坚持长期测定，才可以从大量的数据中呈现其变化规律，预测其变化趋势，数据越多，预测的准确度就越高。因而，监测网络、监测点位的选择一定要有科学性，并且一旦监测点位的代表性得到确认，必须长期坚持监测。

　　

　　（3）环境监测的追踪性

　　

　　环境监测包括监测项目的确定、监测计划的制定、采样、样品运送和保存、实验室测定到数据整理等过程，是一个繁杂而又有联系的系统，任何一步的差池都将影响最终数据的质量。尤其是区域性的大型监测，因为参与人员诸多、实验室和仪器的差异，必须会发生技术和管理水平差异。为使监测结果具备一定的准确性，并使数据具备可比性、代表性和完整性。需有一个量值追踪体系予以监督。因此，需要建立环境监测质量保证体系。