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服务

实验室设计

构建专业实验室是公司使命。构,原意"架筑"。《淮南子·氾论训》:"筑土构木以为宫室。"高诱注:"构,架也,谓材木相乘架也。"后引申为"构思",意指作家、艺术家在孕育作品过程中所进行的思维活动。从选取、提炼题材,酝酿、确定主题,一直到探索最适当的表现形式和结构方式。构思决定创作者的知、情、理、意等心理要素汇合成的完整心理结构。

在构建专业实验室的流程中,"构"的部分至关重要,它包括了实验室的定位、规划以及工艺等各专业设计,是实验室建设的基础和灵魂。设计是形成理念以及将实验室建设需求和理念落地的关键一环,没有专业而前瞻的规划与设计不可能成就专业的实验室。

规划设计

实验室定位是规划设计的指引,实验室的类型、品质、风格以及管理原则不同,规划设计会有所不同。确定实验室定位后,综合考虑实验楼在园区功能规划、单体规划、楼层规划,考虑相应的配套设施和交通组织等,单体规划会影响楼体的建筑结构和外形,同时还会影响整体实验室工艺的流程设计、工艺优化等。

规划设计的原则

安全可靠:实验室系统管理、功能布局、安全防控、灵活智能等角度综合考虑,确保实验室技术人员、样品、数据、仪器和环境的安全,保证实验数据、测试结果的真实可靠。
服务为先:在规划设计中,充分考虑到客户的需求,力求设计人性化,以服务客户作为实验室设计建设的重要原则。

节能环保:在充分展示实验室特色的基础上,优化实验室系统工程设计,妥善处理三废,尽可能做好节能、节水,低碳环保。

高效智能:与国际先进技术接轨,通过智能化手段,提升实验室工作效率,赋能实验室。
 
工艺设计

实验室建设不同于普通建筑,他需要工艺设计先行。工艺设计在规划方案基础上,进一步落地实验室建设专业的、具体的、特殊性的需求。

专项设计

1. 基本功能设计

基本功能设计涵盖水、电、气、通风、空调、自控、装饰装修、家具等专业系统,主要实现以仪器设备需求为导向的实验室建设。

(1)强电设计:目标是保障实验室照明、仪器设备、动力设施等的供电及用电安全。根据实验室特点,重点在对大型仪器配电提出解决方案,保障大型仪器安全配电,排除谐波干扰稳定供电;同时设计用电设备的接地保护,防雷防干扰保护;对于特定仪器,采取UPS、双路供电设计,避免在突然断电的情况下对仪器造成不必要的损坏,接地系统宜采取单独的接地保护。

(2)弱电设计:实验室弱电有门禁、监控、通信、电话、网络等系统设计。

(3)给排水设计:目标是对实验室供水、排水、热水、纯水及污水等各类水系统的规范设计及需求保障。设计考虑上,要选取合理的管道走向和预留,尽量考虑步入式管道井,为后期维修创造条件;增加实验室建筑的柔性以延长使用寿命;实验过程会产生很多的腐蚀性的有机溶剂和酸碱性溶液,排水系统设计要具有耐腐蚀性的管材,要合理选材;在纯水供应上,如纯水使用量不大,可在实验室单独设计简易纯水设备,如果用水量多,可以考虑集中纯水供应系统。

(4)通风设计:是实验室设计中的重点,设计目标是排除或降低实验室内的有毒有害气体,净化实验室内空气,达到满足各类实验工艺要求(如恒温恒湿、洁净实验室、生物安全实验室、特殊实验室等)、人员安全、样品和实验环境的要求。

(5)空调设计:除了通风系统外,实验室还需要一个环境的舒适性的环境,包括一些特殊区域,对温湿度有特殊要求的仪器等,对温度和湿度等空气参数进行专业暖通空调设计。

(6)自控设计:自控系统主要实现实验室的合理气流走向和正负压的控制,有效保证实验室安全及工作人员健康。自控系统设计包括房间压力控制系统、通风柜VAV控制系统、送排风机控制系统(含变频控制系统)、易燃易爆气体泄露报警、低压报警系统、节能控制系统等。

(7)供气设计:实验室供气设计始终遵循安全的设计原则,首先,气瓶间必须采取的专业的通风、防爆措施;其次,气路系统要有泄露报警、紧急切断和强排风等装置;第三,为了保证气体纯度和气压的稳定性,必须进行多级减压供气,设置气路吹扫、排空等设施。

(8)装饰设计:实验装修不同于普通的工装,在设计、选材和施工等方面要考虑防水、防滑、防尘、防腐蚀、防静电、防干扰、防振动等要求,结合一些精密仪器的用水、用电、用气,以及使用环境的特殊要求进行设计施工。同时,实验室装修与每一个分项工程交叉衔接,息息相关,必须对实验室的通风、空调、给排水、电气、消防、纯水、洁净和供气等专业进行总体部署和协调,防止建筑拥堵、错位,合理设计、施工和管理,使复杂的工程变得井然有条。

(9)家具设计:以人为本,以舒适、安全、环保为基准,色彩上注重于实验室的整体协调性;布局上,设计注重实验室家具能够与各类仪器设备共同布置,具备较高的灵活性。

(10)土建设计:实验室不同于一般的民用建筑,对层高、承重、柱间距和防火等都有特殊要求,实验室的土建设计,需要配合规划和工艺设计要求,进行专项预留设计。

(11)洁净实验室设计:洁净实验室要保护实验人员的安全,防止感染细菌和病毒;保护实验样品的安全,防止污染,确保实验结果的准确性。其建设要点包括:工艺布局合理,根据需要设置更衣、风淋和缓冲间,做到人流、物流、污物流三流清晰,避免交叉感染;装饰材料应易于清洁消毒、耐腐蚀、不起尘、不开裂、光滑防水,相交位置做圆弧处理,无缝对接;空调净化系统的划分应有利于实验室的消毒灭菌、自动控制系统的设置和节能运行;采用洁净空调系统,设粗、中、高三级空气过滤器,排风与送风连锁;气流有序,由清洁区向半污染区和污染区流动。

(12)生物安全实验室设计:对气流组织有较高要求,同时需要根据净化级别设置不同换气次数,对装修的材质也有一些特殊的需求,墙面和顶面一般是使用彩钢板,地面PVC;通风方面需要使用净化机组,采取上送下排的方式。

2. EHS设计

即实验室的安全、健康、环保节能设计,体现了实验室的可持续发展理念和功能;实验室不单纯是一个工作环境,也是实验人员长期生活的环境,所以EHS设计重在考虑实验室安全、节能环保,以及实验人员的健康保护等。

(1)安全设计:体现在保护人员、仪器设备、实验环境三方面的安全。

在人员安全方面,进行合理的实验室布局,满足消防规范和实验人员逃生通要求。在危险实验区域设置安全设施,例如洗眼器、紧急喷淋、安全防护用品等。对易燃易爆物品进行分类存储,同时设置防泄露报警装置等。

仪器安全方面,减少消防喷淋灭火带来的高价值设备损失,考虑气体灭火等保护设施消防方案;
环境安全、节能及环保方面,结合实验室通风和局部设备排风要求,对通风系统进行综合设计,既满足实验需求(换气量、换气次数、房间洁净度、生物安全防护),保证实验房间内部环境安全;又通过自动化控制、变频风机等措施,最大限度降低通风和冷热能耗,同时结合过滤、酸雾塔等排放净化措施,实现实验室废气的达标排放,保障外围环境安全。

(2)健康设计主要包括三个方面,第一个方面是对有毒气体残留进行控制,第二个方面是对室内噪音进行控制,第三个方面是对一些特殊的有危险的设备,要考虑对实验室人员的安全防护。

(3)节能设计方面,针对整体实验建筑,可运用光伏电池,太阳能和地源热泵等新能源,对大楼采用外保温等措施降低能量流失;还可考虑实验室内部的VAV控制设计,精准有效地降低能用消耗。

(4)三废处理设计方面,依据实验室排放的废物特征,有针对性地采取措施,确保达标排放。

3. 人文、色彩、展示、标识设计

人文设计贯穿实验室设计的始终,设计不仅要考虑实验室的功能和安全,也要考虑到美观及人员的舒适性,体现在对实验室人员的健康关怀;

色彩设计,运用不同颜色表达实验室的特色、气质及空间划分等功能;

展示设计方面,可分为文化和技术展示两个方面,可有效增强机构软实力;

标识设计方面,明晰每个实验室的类别、安全级别和功能,提示实验室使用人需要注意内容,完善实验室的使用和管理。

4. 前瞻性、先进性设计

实验室的研究内容和方向可能变化,因此需要考虑实验室的灵活和前瞻性,以适应未来实验室发展的各种可能。

装配式实验室设计

装配式建筑是建筑形式的巨大变革,是未来建筑的发展方向。实验室建设涉及多个专业:土建、暖通、给排水、气体管路、弱电系统、强电系统、实验室控制系统、实验室家具等,各个专业交叉实施严重、管线碰撞频繁、现场实施协调困难。装配式设计,在实验室设计阶段就充分考虑施工问题,有效的解决了实验室建设各专业的交叉问题。

首先,利用BIM软件对实验室各专业系统进行3D设计和综合,将实验过程中的土建、暖通、给排水、气体管路、弱电系统、强电系统、实验室控制系统、实验室家具等集中1:1在BIM图纸中真实体现。

设计师通过建模、载荷(单梁窝)计算、整体碰撞检查,细调间距形成综合吊架初稿图纸,后经人工模拟显示检查,查阅各种管线走向美观性和合理性,碰撞人工检查,消除所有实施过程遇到的碰撞。

最后,经过具备丰富施工经验的技术经理的审查,采用漫游,电脑测绘,VR模拟现实的形式,真实检查图纸的可实施性,确保BIM图纸能够在现实中重现。