环境检测实验室设计

环境监测是通过对人类和环境有影响的各种物质的含量、排放量的检测，跟踪环境质量的变化，确定环境质量水平，为环境管理、污染治理等工作提供基础和保证。环境保护日益被重视起来，随之环境监测市场不断扩大， 传统的环境监测站已经不能完全满足社会的环境监测需求，国家逐步开放了环境监测领域，民营力量加入了进来。专业从事环境监测，且具备CMA资质，开展的项目与环境监测站几乎相同的民营监测机构已成为社会委托性质的环境监测的首选。其监测领域包括：水和废水监测、噪声监测、环境空气和废气监测、室内空气质量检测、土壤/底泥监测等。

面对当今环境监测实验室现状，结合国内其他一些环境监测实验室的设计优点，亮点，来谈谈一下的环境监测监控中心实验室规划设计布局方案。本着“安全、环保、科学、实用、耐久、经济、美观、领先”的规划设计理念，此规划设计方案主要分为平面设计系统、单台结构功能设计系统、供排水设计系统、电控系统、气体配送系统、气体排出系统六个方面进行考虑。

一、平面设计系统
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手段，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。

二、单台结构功能设计系统
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，其中侧板、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、培养柜、标本柜、仪器柜、纯碱柜、硫酸柜、无菌柜。

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。其中，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。

四、电控系统
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）。

五、特殊气体配送系统
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。一般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。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、气体输出系统
实验室内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，我认为，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，根据实验室风量、风压、换气频率的要求严格计算，并配以适应性控制系统，达到既安全又经济的效果。与此同时，根据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，以最合理的楼层间距设计来实现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：
根据面风速来确定排风量（面风速的一般取值为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：
根据罩口风速来确定排风量（罩口风速一般取值：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）