工厂实验室设计

工厂实验室设计是设计工作中一个重要内容，好的实验室设计方案可以为将来工厂运行提供高效、可靠的质量保证。产品质量的好坏直接影响到人们的健康，所以广大消费者对产品的质量十分关注著。产品检测是一项要求高、技术性强的的工作，为了确保食品检测工作的顺利进行，产品检测实验室的建设非常重要。

1）实验室家具系统

对实验室进行规划设计，就不能不了解实验室家具的尺寸参数和实验台的设计模式，如坐式工作台的高度通常在750-850mm之间，如果男性实验员占较高比率也可考虑900mm高。站式高度则在850mm-920mm之间；工作台的长度通常宜考虑每人1200mm(最小不应小于1000mm)，而有机化学实验台则须考虑长一些，可取1400-1600mm。试剂架高度为1200-1650mm之间；而高柜可达1800-2000mm等。实验台的设计模式的重点是安全性和方便性，有以下几种常用的设计模式：

1．岛型：是最常见的一种模式。常使用于大空间、成长方形的室内形式。此模式的特点是人流顺畅。

2．半岛型：这也是一种比较典型的应用方式，此模式适用于狭长的房间。

3．L型：L型适用于较为窄小的房间形式。

除以上三种外，还有U型与一字型（即侧边实验台）布局也较常用。

在设计化学分析实验时，通常在实验室中央配置从两面都能够操作的中央实验台，两边配置边实验台、测试台、通风柜、药品柜、干燥柜等，根据需要配备净化台、恒温恒湿设备，为了尽可能多地增加使用空间，往往还需配备一些平面型实验台。

为了便于分析仪器的操作使用，分析仪器使用的特殊气体的配管，应该尽量接近分析仪器。

在生物实验室中，考虑从一般实验到检查、测试、照相、洗相等数据处理工作流程的特殊要求。通常可在进口处设水池台和干燥台，便于实验室器皿的清洗。

2）实验室通风系统

实验室通风空调系统设计的主要目的是为了保证实验室操作人员的安全，维持实验室适当的温、湿度。因为实验室通风空调系统24小时运行，且为全新风系统，所以，实验室通风空调系统的节能，也是一个重要方面。

1 选用适宜的实验室通风柜

实验室通风柜是实验室操作人员最重要的防护屏障，应选用气流组织较好的实验室通风柜。同样的通风柜排风量,柜内气流组织差的通风柜，通风柜调节门进风口面风速不均匀，易泄漏有害气体；柜内有涡流区，造成柜内有害气体浓度积聚，排风效果不好，对操作人员安全造成威胁。设计较好的实验室通风柜，在操作过程中，应保证通风柜调节门从关闭到最大开启度的过程中，调节门进风面风速始终保持在0.5m/s±20%，并且面风速均匀。实验表明，面风速过小，<0.3m/s，操作人员扰动易造成通风柜内有害气体外溢，对操作人员造成危害。通风柜调节门进风面风速过大，>0.8m/s，也易造成柜内有害气体外溢。通风柜内排风气流应均匀，减少涡流，避免有害气体浓度积聚，及时排出有害气体。通风柜的形式、规格很多，还有一些满足特殊要求的通风柜，如防爆型等。根据实验室具体要求选用。

实验室通风柜通常应配监控器。监控器主要功能包括1）通风柜调节门进风面风速实时显示。2）通风柜前有人操作、无人操作模式控制（无人操作时降低风量，按60%风量运行）。也可采用区域存在传感器，自动探测通风柜前有无操作人员。3）紧急情况按钮（有试剂泄漏等紧急情况时，加大通风柜排风量）。

2 实验室气流组织，送、排风控制阀设置

实验室通风柜内气流组织由通风柜设备结构实现，通风柜排风支管安装变风量阀，应保证通风柜排量与通风柜运行状态相适应，有人操作时,通风柜调节门进风面风速始终为0.5m/s±20%。无人操作时为0.3m/s。在通风柜调节门关闭时，应保证通风柜保持适当的最小排风量,一般为额定风量的20%，通风柜下部有试剂柜时，试剂柜排风量约75m3/h。实验室内万向排风罩排风汇总管装定风量阀，保证万向排风罩排风量。为保证实验室排风效果及维持室内温、湿度，应设置实验室最小排风换气次数，白天有人操作时8-10次/h，夜间无人操作时4-6次/h；若实验室各通风柜及万向排风罩最小排风量不能满足实验室最小换气次数要求时，应在实验室增设室内排风口，在排风支管装变风量阀，保证实验室达到最低排风换气次数要求。为避免实验室气流渗出实验室，造成交叉污染。应控制实验室相对走廊或办公区为负压。在实验室送风支管装变风量阀，控制实验室送风量与实验室各排风量差值始终为定值，维持实验室压差恒定。

3）实验室电路系统

温湿度测量模块：采用单总线数字温湿度传感器DHT11，测量当前环境的温湿度，通过接口电路送到单片机的I/O口。
光照强度检测模块：根据光敏电阻随光照强度的不同阻值不同的特性，设计了电路来检测光线的强弱。
办公室人员监测模块：使用热释电人体红外传感器RE200B检测办公室的人员情况，当没人达到六分钟时关闭实验室总的电源，从而达到安全、节省资源的目的。
液晶显示模块：使用液晶显示器1602显示当前的温度值、湿度值以及温度、湿度的上限值、下限值。
人机接口：采用独立式键盘，通过I/O口把用户的要求传到单片机从而对温湿度域值进行调节。体现系统得人性化特点。
模拟控制模块：采用继电器模拟实验室的空调，照明等设备。通过给单片机的P3.0～P3.3赋值控制继电器的吸合，断开，并且用发光二极管来控制设备的打开，关闭。

4）实验室给排水系统
实验室排水不同于一般生活污水的排放，实验室中的化学实验所涉及的酸性、碱性及各种腐蚀性废液的排放回对环境造成严重的污染，因此实验室的给排水系统设置须注重专业性。

实验室内由于化验盆、洗涤盆等卫生器具和其他用水设备数量较多且分散，所以相应的应的室内排水支管、干管也较多。因此实验室内管道布置时，要求管道能相对集中，排放整齐，使施工安装和操作维护方便：管道转变较少，以减少管道内阻塞的可能性；主干管道尽量靠近排水量最大、杂志较多的排水点设置；截止在管道内工作要有良好的水力条件等。

在实验室内设置地漏，防止水管爆裂、水龙头跑水等特殊情况发生时能够及时排水，以免实验室被浸泡，损坏实验室器材。

5）实验室办公系统

工厂实验室的办公系统主要包括：办公室、通用实验室、灭菌室、准备室、更衣室、缓冲室、无菌室、培养室等。

办公室是检验工作人员办公场所，其面积应为20㎡左右，通风采光良好，内设基本的办公桌椅、电脑。存放资料和留样的储物柜等。

通用实验室主要在进行微生物学实验检验准备工作和非无菌操作实验时使用，也可供理化检验及科研工作使用。通用实验室应设有长方形工作台作为操作台，台下设计各类专用仪器柜，台面采用不易腐蚀和稳固耐用的材料，并设置专用置物架。通用实验室为了方便实验工作的开展，通常配备了常用的仪器（分光光度计、PH计、烘箱、电炉等）及常用的各种玻璃器皿和常用的各种化学试剂、药品。

灭菌室是培养基及有关的检验材料灭菌的场所。灭菌设备是高压设备，具有一定的危险性，所以灭菌室应与办公室保持一定的距离以保证安全。

更衣室是为微生物学检验时进入无菌室之前的工作人员更衣、洗手的地方，室内设置无菌室及缓冲室的电源控制开关盒防止无菌操作时穿的工作服、鞋、帽子、口罩等。根据工厂条件，可设装有鼓风机的小型房间，其作用是减少工作人员带入的杂菌。

缓冲室是进入无菌室之前要经过的房间，安装有鼓风机，以减少操作人员进入无菌室时的污染，保证实验结果的准确性。进口和出口通常呈对角线位置，以减少空气直接对流造成的污染。要求比较高的微生物学检验项目如致病菌的检测，应设有多个缓冲室。

无菌室是微生物学检验过程无菌操作的场所，要求密封、清洁，安装紫外灯和空调设备（带过滤设备）及传递物品的传递小窗。传递小窗应向缓冲室内开口以减少污染和方便工作。另外，无菌室内还应配备超净工作台和普通工作台，有条件的工厂可设置生物安全柜。

培养室是为卫生区学检验时配以微生物的房间，通常要配备恒温培养箱、恒温水浴锅及震荡培养箱等设备，或整个房间安装保温、控温设备。房间要求保持清洁，有防尘、隔噪音等功能。