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浅谈理化实验室建设改造

来源:正一 浏览人数:2 次更新时间:2021.10.08

一、理化检验实验室改建前存在的问题

1.1通风系统问题

物理化学试验操作中产生的有毒、有害气体要通过风箱、万向风罩等排风设备迅速排至室外,实验室内有一台室外排风装置与多台室内排风设备相连,排风机运行能耗较高;风管材质较差,管道较长,严重威胁实验人员的健康。

1.2空调故障

在实验中,实验室与办公区采用同一中央空调系统,易造成交叉污染,而普通办公场所的温度湿度标准不能满足实验需要,尤其是放置在对环境温度、产热量要求高的环境温度和产热量较大的仪器室中,恒温恒湿不能正常运行。

1.3气体管道

本试验采用的高纯特种气体集中供气方式,即集中供气的多个瓶室通过铺设管道系统向各实验室的用气端分配所需的气体。随着仪器设备的增加和检测项目的扩大,原有的气体种类和气端数量已不能满足实验需要。另外,由于气路系统长期缺少检修和检修,以及出现漏气等现象,造成了大量的非试验气体损失。

1.4电源问题

由于安装了大功率的仪表设备,使原供电线路超负荷运行,容易引起仪器设备突然断电甚至线路过热而引发火灾;部分实验室未设置独立的电控柜,无空气开关和漏电保护装置;实验台设备缺少电源插排,特别是缺少16 A电源插座,因此存在安全隐患。

1.5噪音问题

在操作时,质谱仪和一些辅助设备(例如:空气压缩机、真空泵、循环水机、不间断电源等)会产生很大的噪音,这些设备与实验人员操作区域在同一个房间,没有进行降噪处理,对实验人员的伤害很大。

1.6实验室布局问题

有的实验室布局不合理,房间面积过小,工作区域过于狭窄,采光通风不佳,不符合一般理化实验室的特点;放置质谱仪的实验室是大开间、整面墙为落地窗,无法做到相对洁净,对仪器造成损害,仪器室也很难达到恒温恒湿的要求。

二、理化检验实验室改建难点

2.1与新建不同的是,实验室改建是在现有的建筑基础和设施条件下进行的,改建施工受原有建筑面积、结构、布局的限制。所以,改造设计和施工前要充分调研、评估,在不破坏房屋结构的前提下,用最少的投入,取得满意的效果,在实用性先进性的同时,还要符合检验检测实验室资质认证的要求。

2.2现行实验室建设标准中,理化检验检测实验室设计建设内容不完整,部分标准内容不够详细,实际操作能力不强,在改建过程中不仅要了解GB50881-2013 《疾病预防控制中心建筑技术规范》、JGJ91-93 《科学实验室建筑设计规范》、 BS7789:1995 《测量实验室设计》等实验室设计标准还需参考其他行业设计标准,如GB50019 《GB16292》、《大气污染物综合排放标准》。这些标准和规范的制定使实验室的改建成为一项复杂的系统工程,增加了实验室设计与施工的难度。

2.3实验人员仅从满足检测工作的角度提出改建要求,缺乏实验室设计、工程规划等专业知识和实践经验,难以形成全面、科学的改建需求报告。实验人员在与改建设计方及施工方沟通时,专业上的局限性容易造成沟通障碍,使改造结果难以达到预期效果。

2.4疾病预防控制中心理化检验实验室专业、功能复杂,改建工程设计、施工单位多没有理化实验室设计施工经验,容易照搬医疗机构临床检验实验室或科研类实验室的设计,对使用方提出的改建不了解、不重视、不重视、不能顺利进行。

实验室

三、理化检验实验室改建工作流程

3.1重建工作小组

该中心的主管领导为组长,组员由理化检验实验室主任、仪器管理员、固定资产管理员及财务财务、行政办公室、质控科、网络与信息管理科等相关科室组成。项目负责人负责组织改建工程的各项工作,定期组织工程改造协调会议。小组成员各司其职:理化检验实验室负责人根据内部调研结果提出改建要求,实时跟进改建进度并及时提出修改意见;仪器管理员和固定资产管理员核查仪器设备等固定资产,详细记录改造过程中仪器设备的使用情况,并对实验室信息化改建部分进行评估。

3.2明确实验室各室的改造要求

而理化检验实验室人员作为使用方,首先根据实验室的检测范围和功能划分为:实验室总面积2160平方米,其中七层实验室面积1550平方米,主要进行环境卫生和职业卫生理化指标的检测,主要是食品卫生和物理化学指标的检测。根据检测流程和实际工作的需要,设置了采样室、样品处理室、化学分析室、纯水室、天平室、标准品储存室、库房、气瓶室、仪器室、洗刷室和报告间。当每个实验室都明确其功能后,细化实验室每个房间的改造要求,形成改造报告。

3.3确定改造需要计划

依据实验室原始工程图纸绘制基础平面图,包括楼层平面形状、方向、房间布置、楼层的整体面积、每个房间的面积等。根据设备的安装要求,在基础平面上画出简单的改造要求平面图,显示每个房间的功能、需要拆装的隔断、实验台布置、水池的位置、通风设备的位置等;电源插板的分布图,标明插板数位置、位10 A插板和16 A插板的区别标注;气路种类及走向示意图,以不同颜色标注气瓶种类;电话网络分布位置图,标明电话和网络端口的位置和数量,并区分内部网络和外网;精密仪器通风装置示意图,根据设备的安装要求,绘制排风装置示意图,标明各设备放置位置和大小、距排风口的距离、排风口的距离、排风面积、排风面积、排风量等。

3.4平面设计图的确定

根据设计要求,组织专业设计公司对现场进行详细勘察,绘制专业设计图,包括各实验室功能布局图、空调容量、排风管道布置、通风设备安装位置、特殊气体铺设路线、下水、强弱电、照明、实验台、消防和安全设施等,要在设计图中标注设计说明,保证满足使用方提出的各项改造要求。

3.5完成改建工程

施工方应在施工前根据设计图纸到现场检查施工场地,确保所有的改建设计方案都能有效地执行。使用者将实验室仪器设备、试剂、可移动家具等分类存放到施工现场外,定期参加实验室改造工程协调会、监理会,对不符合要求的施工及时提出整改要求。

3.6改造后的预使用及工程验收

在改建工程验收前,使用方应进行实验室预使用和试运行,对通风、空调、电力、气路、网络、安全等系统进行测试,满足实验室需要后,应改建项目建设单位提交工程验收报告,使用方仅进行实验室验收,不满足使用方的要求验收。

四、修改成果

4.1改造后的实验室增加5个通风柜、3个不锈钢排风罩、8个万向臂排风装置。每个通风柜和不锈钢排风罩分别连接室外一台排风机,通风柜面风速不小于0.5 m/s,不锈钢排风罩排风量满足仪器正常运行条件的要求;3-4件万向臂排风装置连接室外一台排风机,有机实验与无机实验排风系统分开设置,避免交叉污染。通风道尽可能垂直地布置,尽量缩短通风管道,减少弯管连接,以降低风阻。根据《北京市大气污染防治条例》第四章第六十一条的规定,在每台排风设备上安装了气体净化装置,以防止实验室废气对周围环境造成污染。

4.2由实验室空调系统改造成 VRV (VariableRefrigerantVolume)空调系统+新风系统,保证实验室内温度恒定在18—26℃,原子吸收仪、电感耦合等离子体光谱仪、质谱仪等离子体光谱仪、原子吸收仪、电感耦合等离子体光谱仪、质谱分析仪等产热量大的实验室空调可实现冬季制冷。

4.3在实验室重新铺设集中供气系统,在不同类型的气体设置了独立的气瓶室,在气瓶室安装了排风装置和防爆灯,可燃气体钢瓶之间设有气体检测报警系统,保证了实验室的煤气安全。

4.4电力总负荷根据实验设备的要求进行扩展,在安装实验设备的房间均设有独立的电控箱,电源为220 V,留有380 V电源,设置多个空气开关分别控制,保证使用过程中有漏电现象自动切断电源。对于质谱仪等精密仪器,要有独立的地线,接地电阻小于4Ω。电源插孔大多是10 A插孔,每间实验室最少2个16 A插孔,实验台台与边台各的墙上各一米个电源。

4.5过小区域实验室打通隔断重新进行布局,在质谱实验室选定面积较大的房间中,通过在房间内设置玻璃隔断,将设备间与操作区域分开,以减少仪器噪音对操作者的影响。因为质谱仪对环境的洁净要求很高,所以质谱实验室全部封闭外窗,墙面采用彩色钢板材料,确保仪器室内清洁。

4.6实验室内特别是仪器室设置了网络插口和电话插口,方便了实验数据的传输,并为 LIMS (Laboratory Information Management System)等先进的实验室信息管理系统的引入作好准备。

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五、理化检验实验室改造探讨

5.1精确提出改建要求

改造要比新建的要难很多,作为使用方的实验室人员在进行改建前,必须明确原来的建筑布局、设施和功能,哪些是需要保留的,哪些是需要破旧立新的,哪些是要从无到有的,并将这些明确标注在需求图表中。

5.2主动与设计和施工方沟通

“专业使用者+专业设计者+专业建设者=现代化实验室”,但现实中常常是这三个方面很难有机结合。化验室工作人员在施工前要与设计方、施工方充分沟通,三方要多次到现场勘查,确保使用方提出的要求和设计方案落地。用户在施工过程中也要随时跟进,一旦发现问题导致施工不能顺利进行,要及时与设计方联系,要求修改设计图。

5.3注重改造特殊实验室

精密仪器室,如原子吸收分光光度计、电感耦合等离子体质谱仪、液相色谱质谱联用仪等,是实验室改造的重点,这些仪器对环境温湿度、排风、供电、供气等要求很高。用户在提出改建要求前,应仔细阅读设备安装说明书,根据实际场地绘制实验室布局图、仪器尺寸及摆放位置、仪器排风位置、不间断电源连接方式、气路种类连接方式、电源插座分布位置等,以及设备安装说明,并按实际场地绘制实验室布局图,仪器设备尺寸及放置位置,进行技术指导。

5.4实验设备的迁移有序进行

在实验室原址改建必然要进行设备设施的搬进和搬迁,这也是使用方要承担的一项重要工作。一是要对实验室资产进行清点,对各类设备、家具、化学品、易耗品的名称、型号、数量等进行登记。大型精密仪器选型仪器厂家从事拆装、搬运、安装、调试等工作,其它小型设备和设施选用专业实验室

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