環(huán)境檢測實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)

環(huán)境監(jiān)測是通過對人類和環(huán)境有影響的各種物質(zhì)的含量、排放量的檢測，跟蹤環(huán)境質(zhì)量的變化，確定環(huán)境質(zhì)量水平，為環(huán)境管理、污染治理等工作提供基礎(chǔ)和保證。環(huán)境保護(hù)日益被重視起來，隨之環(huán)境監(jiān)測市場不斷擴(kuò)大， 傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測站已經(jīng)不能完全滿足社會的環(huán)境監(jiān)測需求，國家逐步開放了環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，民營力量加入了進(jìn)來。專業(yè)從事環(huán)境監(jiān)測，且具備CMA資質(zhì)，開展的項(xiàng)目與環(huán)境監(jiān)測站幾乎相同的民營監(jiān)測機(jī)構(gòu)已成為社會委托性質(zhì)的環(huán)境監(jiān)測的首選。其監(jiān)測領(lǐng)域包括：水和廢水監(jiān)測、噪聲監(jiān)測、環(huán)境空氣和廢氣監(jiān)測、室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測、土壤/底泥監(jiān)測等。

面對當(dāng)今環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀，結(jié)合國內(nèi)其他一些環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)，亮點(diǎn)，來談?wù)勔幌碌沫h(huán)境監(jiān)測監(jiān)控中心實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)布局方案。本著“安全、環(huán)保、科學(xué)、實(shí)用、耐久、經(jīng)濟(jì)、美觀、領(lǐng)先”的規(guī)劃設(shè)計(jì)理念，此規(guī)劃設(shè)計(jì)方案主要分為平面設(shè)計(jì)系統(tǒng)、單臺結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)、供排水設(shè)計(jì)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、氣體配送系統(tǒng)、氣體排出系統(tǒng)六個(gè)方面進(jìn)行考慮。

一、平面設(shè)計(jì)系統(tǒng)
1.人體學(xué)
完美的設(shè)備與實(shí)驗(yàn)室工作者操作空間范圍的協(xié)調(diào)搭配體現(xiàn)了科學(xué)化、人性化的規(guī)劃設(shè)計(jì)。
在做平面設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先要考慮的因素就是安全，實(shí)驗(yàn)室是最容易發(fā)生爆炸、火災(zāi)、毒氣泄漏等事件的地方，所以在做平面設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)盡量地要保持實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)流暢、逃生通道暢通。
天平臺、儀器臺不宜離墻太近，離墻40CM為宜。為了在工作發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)易于疏散，實(shí)驗(yàn)臺過道全部通向走廊。實(shí)驗(yàn)室走廊凈寬度宜為2.5-3.5米，普通實(shí)驗(yàn)室雙門寬以1.1-1.5米為宜，單門寬以0.8-0.9米為宜。
2、實(shí)驗(yàn)室功能分類
根據(jù)監(jiān)測監(jiān)控中心實(shí)驗(yàn)室檢測分析功能的不同，主要將實(shí)驗(yàn)室分為五類：普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、物理監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室、儀器分析實(shí)驗(yàn)室、潔凈實(shí)驗(yàn)室（無菌實(shí)驗(yàn)室）和輔助實(shí)驗(yàn)室。
普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，主要是進(jìn)行容量分析、離子測定、氧化還原等實(shí)驗(yàn)，一般設(shè)計(jì)的裝備有：實(shí)驗(yàn)臺、洗滌臺、通風(fēng)柜、萬向排氣罩及管道檢修井；帶試劑架的實(shí)驗(yàn)臺及輔助工作臺，另外還需設(shè)置藥品柜、器皿柜、落地安置的儀器設(shè)備、急救器等。
物理監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室，主要是進(jìn)行物理性監(jiān)測分析實(shí)驗(yàn)，比如：噪聲分析、輻射監(jiān)測分析、惡臭分析等實(shí)驗(yàn)，一般設(shè)計(jì)的裝備有：實(shí)驗(yàn)臺與洗滌臺，通風(fēng)柜、萬向排氣罩及管道檢修井等。儀器分析實(shí)驗(yàn)室主要設(shè)置各種大型精密分析儀器，同時(shí)也包括普通小型分析儀器等，一般設(shè)計(jì)的裝備有：儀器臺、實(shí)驗(yàn)臺、通風(fēng)柜、電腦臺、氣瓶柜、洗滌臺、器皿柜、藥品柜、急救器、萬向排氣罩、原子吸收罩等。儀器分析實(shí)驗(yàn)室根據(jù)需要設(shè)置樣品前處理室，一般有洗滌臺、實(shí)驗(yàn)臺、通風(fēng)柜等設(shè)備同普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)室類似。
潔凈實(shí)驗(yàn)室主要是通過人為的手段，應(yīng)用潔凈技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制室內(nèi)空氣中塵埃、含菌濃度、溫濕度與壓力、以達(dá)到所要求的潔凈度、溫濕度和氣流速度等環(huán)境參數(shù)。潔凈室一般實(shí)施兩級隔離，一級隔離通過生物安全柜、負(fù)壓隔離器、正壓防護(hù)服、手套、眼罩等實(shí)現(xiàn)；二級隔離通過實(shí)驗(yàn)室的建筑、空調(diào)凈化和電器控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。一般實(shí)驗(yàn)室裝備有：超凈工作臺、生物安全柜、邊臺或不銹鋼操作臺、洗滌臺等。
輔助實(shí)驗(yàn)室主要有天平室、高溫室、純水室、氣瓶室、貯藏室、等。天平室，分析天平是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室必備的常用儀器，高精度天平對環(huán)境有一定要求，主要是氣流和風(fēng)速的影響，天平室應(yīng)靠近普通化學(xué)試驗(yàn)室，以方便使用，但不宜與高溫室和有較強(qiáng)電磁干擾的房間相鄰。高精度微量天平宜設(shè)在較低樓層。天平室內(nèi)不得設(shè)置洗滌臺或任何管道穿過室內(nèi)，以免管道滲漏影響天平的維護(hù)和使用。高溫室，高溫爐和恒溫箱是常備設(shè)備，一般放置在高溫工作臺上，大型恒溫箱須落地放置為宜，高溫爐和恒溫箱需分開放置。純水室，主要設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝備有：邊臺和洗滌臺。實(shí)驗(yàn)室多使用去離子水、水量大且能保證水質(zhì)，地面需設(shè)置地漏。氣瓶室，實(shí)驗(yàn)室用氣除不燃?xì)怏w（氮?dú)狻⒍趸迹⒍栊詺怏w（氬氣、氦氣等）外，其他具有高壓、劇毒、氧化分解、爆炸等危險(xiǎn)性氣體，例如易燃?xì)怏w氦氣、一氧化碳，助燃?xì)怏w氧氣等原則上不宜進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，可以通過管子接到各實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。
3.平面布局方案
平面布局依據(jù)上海同設(shè)設(shè)計(jì)院提供的大樓整體平面結(jié)構(gòu)，本著科學(xué)、實(shí)用、美觀、領(lǐng)先的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行整體規(guī)劃布局。

二、單臺結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)室專用基礎(chǔ)配套裝備主要分三大部分：A.實(shí)驗(yàn)臺部分；B.儀器臺部分；C.功能柜部分。
A.實(shí)驗(yàn)臺部分
1.根據(jù)監(jiān)控中心實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)功能，主要涉及三類實(shí)驗(yàn)臺：物理實(shí)驗(yàn)臺（物理監(jiān)測實(shí)驗(yàn)）；化學(xué)實(shí)驗(yàn)臺；生物實(shí)驗(yàn)臺（主要用于凈化無菌實(shí)驗(yàn)）
三類實(shí)驗(yàn)臺的基箱部分宜采用鋼木制材質(zhì)，其中側(cè)板、門面板采用鋼制材質(zhì)，其它采用木質(zhì)材質(zhì)。實(shí)驗(yàn)臺臺面部分根據(jù)防酸防堿等具體要求采用實(shí)芯理化板和貼面板相結(jié)合。
B.儀器臺部分
儀器臺對承重性、穩(wěn)定性、抗外干擾、電控要求很高，氣體配送嚴(yán)格、安全、可靠、方便、易管理；承重最好達(dá)到500Kg以上，用于儀器分析實(shí)驗(yàn)室。主要類別有標(biāo)準(zhǔn)儀器臺、光譜儀器臺、色譜儀器臺、顯微鏡臺、連體儀器臺、天平臺、高溫儀器臺等。
C.功能柜部門
功能柜的主要作用是服務(wù)和儲存，重要功能部分涉及安全、環(huán)保問題。功能柜按目前主流設(shè)計(jì)主要有全木和鋼木兩種，根據(jù)具體需要可以分別選擇。
按儲存功能的不同，基本可以把功能柜按劃分如下：
一般性能藥品柜、揮發(fā)性藥品儲存柜、防輻射藥品柜、易燃品儲存柜、文件資料柜、更衣柜、培養(yǎng)柜、標(biāo)本柜、儀器柜、純堿柜、硫酸柜、無菌柜。

三、供排水設(shè)計(jì)系統(tǒng)
供排水設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要是為前期實(shí)驗(yàn)室建筑設(shè)計(jì)服務(wù)。為建筑設(shè)計(jì)院提供實(shí)驗(yàn)臺上下水點(diǎn)。按照用水和排水性質(zhì)的不同，將監(jiān)測監(jiān)控中心實(shí)驗(yàn)大樓的供排水系統(tǒng)分為實(shí)驗(yàn)供排水和日常供排水兩類，供排水管道各自獨(dú)立。其中，實(shí)驗(yàn)室供水在水嘴的配備上分別配備急流水嘴和緩流水嘴，單聯(lián)水嘴為急流水嘴，單配PP水槽（MBc-032），雙聯(lián)水嘴為緩流水嘴，單配PP水槽（MBc-029）；日常用水供水水嘴配備規(guī)格參照民用建筑生活用水管道配件規(guī)格。實(shí)驗(yàn)室排水則通過實(shí)驗(yàn)室廢水排放系統(tǒng)排入負(fù)一層實(shí)驗(yàn)廢水處理站，綜合處理后排入城市管網(wǎng)；日常用水的廢水排放則直接排入城鎮(zhèn)生活污水管網(wǎng)。

四、電控系統(tǒng)
監(jiān)測監(jiān)控中心實(shí)驗(yàn)室用電主要包括照明電和動力電兩大部分。動力電主要用于各類儀器設(shè)備用電、電梯、空調(diào)等的電力供應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室供電系統(tǒng)也是實(shí)驗(yàn)室最基本的條件之一。實(shí)驗(yàn)室區(qū)域所有實(shí)驗(yàn)室以及自動監(jiān)控中心、要求兼有交流、直流電源，以及單相、三相兩種電源插座，并常有穩(wěn)壓要求。儀器分析實(shí)驗(yàn)室還要求有防電磁干擾，接地和電磁屏蔽。電源插座有：10A、13A、16A、20A。漏電保護(hù)開關(guān)、過載保護(hù)開關(guān)等。電源插座應(yīng)遠(yuǎn)離水盆和煤氣、氫氣等噴嘴口，并不影響實(shí)驗(yàn)臺儀器的放置和操作位置。線槽主要為多功能鋼線槽（主要用于試劑架）和PVC線槽（主要用于邊臺和中央臺臺面上）。

五、特殊氣體配送系統(tǒng)
監(jiān)測監(jiān)控中心實(shí)驗(yàn)室用氣主要有不燃?xì)怏w（氮?dú)狻⒍趸迹⒍栊詺怏w（氬氣、氦氣等）、易燃?xì)怏w（氫氣、一氧化碳）、助燃?xì)怏w（氧氣）組成。除不燃?xì)怏w、惰性氣體外其他氣體不進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，通過輸氣管接到各實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。一般氣相色譜室配置氦氣、氮?dú)狻赓|(zhì)聯(lián)用室配置了氦氣、氫氣、氧氣。氫氣管線上的連接管件都要連接后焊接，嚴(yán)禁有泄漏的可能。所有的管線在安裝完畢后一定要做氣密性試驗(yàn)，并在使用前要先除油。由于管道細(xì)小，管間距小，安裝過程中可依據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)整，保證間距不小于45mm，氣瓶裝瓶時(shí)，易燃易爆與惰性氣體同柜，杜絕兩種易燃?xì)怏w同瓶裝一柜。

六、氣體輸出系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)室內(nèi)存在許多不利于人體健康的化學(xué)物質(zhì)污染源，特別是有害氣體，將其排除非常重要。但與此同時(shí)，能源往往會被大量的消耗，因而實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)控制系統(tǒng)的要求漸高，從早期的定風(fēng)量式，雙穩(wěn)態(tài)式，變風(fēng)量式系統(tǒng)，到最新的適應(yīng)性控制系統(tǒng)-既安全，又符合節(jié)能的需要。所以，我認(rèn)為，監(jiān)測監(jiān)控中心實(shí)驗(yàn)室的最新觀念就是將整個(gè)實(shí)驗(yàn)室當(dāng)作是一臺排煙柜，有效的控制各種進(jìn)排氣，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室風(fēng)量、風(fēng)壓、換氣頻率的要求嚴(yán)格計(jì)算，并配以適應(yīng)性控制系統(tǒng)，達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的效果。與此同時(shí)，根據(jù)適應(yīng)性控制系統(tǒng)要求，對排氣管道的布設(shè)，數(shù)量嚴(yán)格計(jì)算之后，充分考慮樓層高度的預(yù)留問題，以最合理的樓層間距設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)設(shè)施的架設(shè)和空間有效利用的雙贏局面。實(shí)驗(yàn)室通常排風(fēng)設(shè)備主要有：通風(fēng)柜、原子吸收罩、萬向排氣罩、吸頂式排氣罩、臺上式排氣罩等。
風(fēng)量的計(jì)算：
根據(jù)面風(fēng)速來確定排風(fēng)量（面風(fēng)速的一般取值為0.3-0.5m3/h）
計(jì)算公式：G= S * V * h * μ
= L * H * 3600 * μ
其中 G：排風(fēng)量
S：操作窗開啟面積
V：面風(fēng)速
h：時(shí)間（小時(shí)）
L：通風(fēng)柜長度
H：操作窗開啟高度
μ：安全系數(shù)（1.1-1.2）
中央臺上用排風(fēng)罩排風(fēng)量的計(jì)算同通風(fēng)柜排風(fēng)量的計(jì)算方法。
原子吸收罩排風(fēng)量的計(jì)算：
根據(jù)罩口風(fēng)速來確定排風(fēng)量（罩口風(fēng)速一般取值：1-2m3/h）
計(jì)算公式：G= π * R * V * 3600 * μ
其中 G：排風(fēng)量
R：罩口半徑
V：罩口風(fēng)速
μ：安全系數(shù)（1.1-1.2）
整體通風(fēng)排風(fēng)量計(jì)算：
計(jì)算公式：G= V * n * h = G= L * W * H * n * h
其中 G：排風(fēng)量
V：房間體積
n：換氣次數(shù)
h：時(shí)間（1小時(shí)）