论药品检测实验室工艺设计要素(共7页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上论药品检测实验室工艺设计要素论药品检测实验室工艺设计要素 摘要:本文针对药品检测实验室的特点，重点围绕该类实验室空间参数、实验台布置、室内环境条件、通风柜系统、通排风系统、用气要求和实验用纯水要求等方面进行论述，归纳了几类仪器分析室的工艺指标，并在参考国外资料的基础上将实验室工艺要求的编制内容以表格形式标准化。 关键词：药品检测实验室、空间参数、实验台布置、环境条件、通风柜系统、送排风系统、工艺要求 中图分类号： G424.31 文献标识码： A 前言:药品检测实验室的工艺设计，遵循普通实验室工艺设计的基本原则，即工艺设计在掌握实验对象、实验流程、实验介质、实验环境、实验过程、实验设备、实验废物等内容的基础上，进行工艺设备选型、实验室平面组合和布置、实验家具布置，并向工程设计专业提出空间尺寸、环境参数以及水、电、气的品质和用量等要求。针对药品检测实验室的特点，其工艺设计主要涉及实验室空间参数、实验台布置、室内环境条件、通风柜系统、通排风系统、用气要求和实验用纯水要求、仪器分析室工艺要求等方面。 1、实验室空间参数 实验室的空间设计参数是指实验室三维尺度，即：开间（宽）、进深（长）、净高，它根据实验人员的活动范围及实验台、实验室设备布置要求而定。对于药品检测实验室，除安装特殊设备的房间外，大多数实验室根据实验台、通风柜、落地仪器设备的布置和尺寸参数确定房间的空间尺度。 实验室开间主要取决于实验台宽度、实验台长度、实验台之间走道宽度、工程管网布置形式以及管道竖井尺度。综合比较德国、英国、日本、美国的实验室设计模数，归纳起来，实验室的开间模数为6.0m7.2m。 实验室进深主要取决于三个方面：实验台长度、实验台和通风柜的布置方式、采光方式。进深一般在69m，若实验室采用双走廊布置方式，则两走廊间的实验室完全依靠人工采光，则进深还可以视实验家具布局形式再适当扩大。 实验室的净高主要取决于实验室家具及设备高度，但空调系统和排风系统管道对净高的影响也较大。由于在实验过程中往往会产生有毒有害气体，所以实验室设计越来越重视基于室内压力状态下的实验室内部环境的通风换气效果，但良好的通风换气条件同时也提高了实验室的运营成本，因此实验室的净高不宜太高，能够适应设备和通风柜即可。一般而言实验室净高为2.63.0m。 2、实验台布置 在基本实验室内部需要大量布置化学实验台，该类实验室的平面布置主要取决于实验台布局方案。实验台布置不能平行于采光窗布置以免使实验人员产生眩光，主要有以下几种常用模式： 1、岛型，这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。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。本文着重叙述前两类布置方式。 岛型实验台，实验人员可在其四周自由走动，使用比较方便。实验台的配管引入实验台可以采取以下方案加以解决。（1）管线从下层吊顶空间内穿楼板引入，但若管道泄漏或检修时必然影响到下层实验室的使用，因而下层实验室不宜设置高精密仪器。（2）管线沿吊平顶在实验室上方通过管道功能柱引入，这样做检修比较方便，但有碍观瞻。（3）实验室上下设独立的管道及设备技术夹层，根据最新的建筑面积计算规范，该类夹层不计入建筑面积，但势必增加工程造价。（4）实验室采用架空地板，管道自竖向管井，沿架空地板以下空间敷设引入实验台，这样做检修也比较方便，但化学药液容易渗入架空空间发生积液，而且初期投资亦较大。 半岛型实验台形式一种靠外墙布置，另一种靠内墙布置。各种管道可沿竖向管井穿墙直接引入实验台，这样就避免了岛型实验台配管的不利因素，又可省去一些走道面积。靠外墙设置时，靠外墙的管道井可敷设配管直接接入实验台内，窗台下也可敷设沿墙走向的水平管，但要避免靠窗的化学品受阳光直射。靠内墙布置时，其管道布置基本同上，只是自然采光较差。 从总体上看，岛型实验台在使用上较半岛型实验台理想，而半岛型实验台比较有利于管线布置，这两种形式均已被化学实验室设计广泛采用。 上海市药检所药品检测楼典型工艺平面布置图 3、室内环境条件 在化学实验过程中，经常会产生各种难闻的、有腐蚀性的、有毒的或易爆的气体，这些有害气体若不及时排出室外，将会造成室内空气污染，影响实验人员的健康和安全，影响实验仪器和设备的使用寿命。因此化学实验室对室内的温度、湿度、房间压差、气流组织、空气洁净度、噪音、排风等都有一定要求。基本实验室、仪器分析室内应始终保持负压，以避免实验室内产生的毒害气体对外界产生污染。洁净实验室视使用要求，可以是正压，也可以是负压。 化学实验室内设置空调主要是为了保持室内合适的温、湿度环境，使人员能够在舒适的环境中高效地从事科学研究。化学实验室中除有特殊温度要求的仪器用房、恒温室和高低温室外，其余大多数实验室的温湿度基本为舒适性要求。 化学实验室根据ASHRAE要求送风采用全新风（若要考虑节能可考虑热回收），然后100%排出室外，通风柜的排气不能在室内循环，必须直排室外。实验室的换气次数实际大小与通风柜数量及每个通风柜排风量有关，室内最小换气次数要求参考美欧日实验室规范宜为612次/h (实验室无人时换气次数可减少为6次/h)。实验室通风柜的排风不是唯一的室内排风设施，局部可能产生危险物质的仪器上方需设置移动式排风罩进行局部排风。 化学实验室应给实验人员提供一个较为安静的研究环境，房间的噪声应小于55 dB(A)，因此空调机房应单独设置，排风机应室外设置；应对布置在吊顶中空调、通排风设备采取有效的降噪减振措施。 4、实验室通风柜系统 近年来考虑到改善实验环境，在实验台上进行的实验逐渐转移到通风柜内，这就要求在通风柜里要有最适于设备使用的功能。特别是大多新建的实验室都具有空调系统的条件下，通风柜的使用必须与空调送排风系统的专业设计结合起来。由于通风柜在化学实验室中占有非常重要的位置，从改善实验室环境、改善劳动卫生条件，提高工作效率等方面考虑，通风柜的使用台数快速增加。随之而来的是通排风管道，配管、配线等也成为了实验室设计的重要组成部分和实验室造价的重要影响因素。通风柜分定风量和变风量两种，尺寸宽度主要有1200、1500、1800三种规格。 使用通风柜的最大目的是排出实验中产生的有害气体，保护实验人员的健康，即要具有高度的安全性和优越的操作性，故要求通风柜具有以下功能。 （1） 稀释功能：通风柜内部产生的有毒有害气体同吸入柜内的气体混合稀释再排出室外（高空排放）。 （2） 隔离功能：可锁定的玻璃视窗将通风柜内外环境分隔开。 （3） 防溢出功能：排风机使通风柜内产生负压，并使操作窗口处形成向内的面风速，阻止有毒有害气体通风柜内溢出。 （4） 控制风速功能：为防止通风柜内有害气体逸出，需要有一定的吸入速度。 决定通风柜进风的吸入速度的要素有：实验内容产生的热量及与换气次数的关系。其中主要的是实验内容和有害物的性质。通常规定，一般无毒的污染物为0.250.38m/s，有毒或有危险的有害物为0.40.5m/s，剧毒或有少量放射性为0.50.6m/s，气状物为0.5m/s，粒状物为1m/s。 （5） 耐热及耐酸碱腐蚀功能：有的通风柜内需要安置电炉，有的实验产生大量酸碱等具有极强腐蚀性的气体。通风柜的台面、衬板、侧板及选用的水咀、气咀等都应具有防腐功能。在腐蚀性实验中使用硫酸、硝酸、氢氟酸等强酸的场合还要求通风柜的整体材料必须防酸碱，须采用不锈钢或其他抗腐蚀材料制造。 通风柜的内部台面除设有小水盆或排水槽外，还设有冷热水、燃气、真空、压缩空气等龙头以及灯具、电源插座，因此同实验台一样，也有许多配管需要接入，因此通风柜的布置一般宜靠墙布置，以避免管道外露。但门口处不应布置通风柜，以防人员出入时对通风柜风口产生气流扰动影响。 对于工艺设计而言，除了确定实验室通风柜的具体功能外，还要确定每间实验室的通风柜数量，工艺人员需要在详细调研的基础上，进行技术经济比较，在满足实验功能的前提下，确定通风柜数量，并最终确定通风柜同时使用系数。 5、实验室送排风系统 化学实验室空调系统的送风量除需满足常规实验室的热舒适性和保证室内卫生条件的最低新风量外，更多情况是由该系统的排风设备排风量及维持实验室负压要求决定的。 化学实验室送风一般采用全新风系统，而排风则主要通过通风柜进行，由于通风柜的工况随时会发生变化，因此室内的排风量也随之在不断发生变化。对于实验室室压而言，不管采用实验室房间内变风量补风形式还是实验室定风量补风走道变风量补风的形式，其目标均要使补风量适应排风量的变化。由于室内外压差（即实验室对走廊的压差）是恒定的，因此送风量和排风量之间的量差也是恒定的。当然，实验室室压效果不仅取决于送排风系统的合理性以及调试水平，还取决于实验室建筑围护结构的密闭程度。 对于排风量远大于最小换气次数要求的房间，其排风系统需采用变风量通风柜+变频排风机组成的系统，以平衡风量并有利于节能。对于排风量接近最小换气次数要求的房间，其排风系统需采用定风量通风柜+变频排风机组成的系统。实验室的补风可根据化学实验室的性质和规模，采用室内变风量补风或室内定风量补风走道变风量补风的方式。严格意义上，这两种补风方式都属于变风量补风。 对于室内定风量补风走道变风量补风方式，由于室内负压一般不宜过高，因此实验室内的定风量送风可设定为室内排风量的8090（指：所有通风柜下限排风量总和的8090，否则会出现正压），余下的补风量由空调变频新风机先将新风送至走廊内，然后通过墙上的余压阀送入实验室。显然这是一种简捷而经济的方案。 值得探讨的是，目前大多数已经实施的或正在实施的药品检测实验室，其送排风系统一般采取竖向排风系统和水平送风系统交叉设置的形式，这样的益处是避免了排风管和送风管水平交错敷设引起对层高的增加，故造价较节省；但该系统比较复杂，需通过变频和PLC控制技术加以完善。从理论上讲，实验室送排风系统采取水平排风系统和水平送风系统是最合理的技术形式，但要求在实验室上方设置专门的管道夹层，今后维修保养也很方便，唯一不足的是这样做造价较高。 6、结语 1、由于药品检测实验室工艺要求较高，技术难度较大，各种系统较多，管网线路复杂，因此在工艺平面布置时，应考虑将同类实验室组合在一起。对于有洁净要求、防辐射要求的实验室应尽量组合在一起，有隔振要求的房间要尽量布置在底层。这样既节约投资，又避免不同实验室之间的交叉干扰，有利于实验工作的开展。 2、药品检测实验室平面布置从形式上与实验家具布置密切相关，但从本质上讲主要取决于实验室管理模式、操作流程，因此在实验室布置之前，工艺人员应充分了解并掌握实验室的专业设置、管理模式、操作习惯等要素。 3、药品检测实验室基于室内外压差的通排风系统是实验室总体设计的难点，从实验室现代化趋势看，送排风系统的变频驱动、通风柜变风量控制正成为趋势。 4、药品检测实验室的环境条件主要是温湿度、室内外压差和换气次数，应综合考虑劳动安全卫生、运营成本、项目所在地的气候条件等因素，最终确定合理的室内环境参数。 5、药品检测实验室工艺设计应重视对各类工程管网与实验台、通风柜等系统的连接关系，在平面和空间布置时留有一定余地，以便今后工程管网的布置。 6、随着检测手段和技术的日益进步，高精尖的检测分析仪器将越来越多的得到应用，因此以特殊贵重仪器为核心的仪器分析室将在药品检测实验室中占到更大的比重，对仪器分析室的工程配套要求也会不断提高。 7、药品检测实验室工艺要求的整理是一个复杂的信息收集和数据处理过程，在信息收集阶段应注意全面了解和掌握实验室各种各样的要求，在数据处理阶段，应注意同类实验室的指标的对比，以及特殊实验室的工艺要求，对关键指标的确定应同有关方面反复研究确定。 参考文献: 1 骆巨新主编分析实验室装备手册北京：化学工业出版社，2004 2 最近研究施设编集委员会最近研究施设东京：株式会社，1995 3 戴镜炜化学实验室空调定风量变风量系统的设计医药工程设计，2007，（5）：56-59 4 李慧敏，李建民浅谈实验室用水及超纯水制备技术中国医学装备，2007，（2）：1-3 5 黄家声，谭锦春实验室设计和建设指南中国水利水电出版社，2011-最新【精品】范文 专心-专注-专业