工廠實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)

工廠實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)工作中一個(gè)重要內(nèi)容，好的實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)方案可以為將來(lái)工廠運(yùn)行提供高效、可靠的質(zhì)量保證。產(chǎn)品質(zhì)量的好壞直接影響到人們的健康，所以廣大消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量十分關(guān)注著。產(chǎn)品檢測(cè)是一項(xiàng)要求高、技術(shù)性強(qiáng)的的工作，為了確保食品檢測(cè)工作的順利進(jìn)行，產(chǎn)品檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)非常重要。

1）實(shí)驗(yàn)室家具系統(tǒng)

對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，就不能不了解實(shí)驗(yàn)室家具的尺寸參數(shù)和實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)模式，如坐式工作臺(tái)的高度通常在750-850mm之間，如果男性實(shí)驗(yàn)員占較高比率也可考慮900mm高。站式高度則在850mm-920mm之間；工作臺(tái)的長(zhǎng)度通常宜考慮每人1200mm(最小不應(yīng)小于1000mm)，而有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)則須考慮長(zhǎng)一些，可取1400-1600mm。試劑架高度為1200-1650mm之間；而高柜可達(dá)1800-2000mm等。實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)模式的重點(diǎn)是安全性和方便性，有以下幾種常用的設(shè)計(jì)模式：

1．島型：是最常見(jiàn)的一種模式。常使用于大空間、成長(zhǎng)方形的室內(nèi)形式。此模式的特點(diǎn)是人流順暢。

2．半島型：這也是一種比較典型的應(yīng)用方式，此模式適用于狹長(zhǎng)的房間。

3．L型：L型適用于較為窄小的房間形式。

除以上三種外，還有U型與一字型（即側(cè)邊實(shí)驗(yàn)臺(tái)）布局也較常用。

在設(shè)計(jì)化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)時(shí)，通常在實(shí)驗(yàn)室中央配置從兩面都能夠操作的中央實(shí)驗(yàn)臺(tái)，兩邊配置邊實(shí)驗(yàn)臺(tái)、測(cè)試臺(tái)、通風(fēng)柜、藥品柜、干燥柜等，根據(jù)需要配備凈化臺(tái)、恒溫恒濕設(shè)備，為了盡可能多地增加使用空間，往往還需配備一些平面型實(shí)驗(yàn)臺(tái)。

為了便于分析儀器的操作使用，分析儀器使用的特殊氣體的配管，應(yīng)該盡量接近分析儀器。

在生物實(shí)驗(yàn)室中，考慮從一般實(shí)驗(yàn)到檢查、測(cè)試、照相、洗相等數(shù)據(jù)處理工作流程的特殊要求。通常可在進(jìn)口處設(shè)水池臺(tái)和干燥臺(tái)，便于實(shí)驗(yàn)室器皿的清洗。

2）實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目的是為了保證實(shí)驗(yàn)室操作人員的安全，維持實(shí)驗(yàn)室適當(dāng)?shù)臏亍穸取Ｒ驗(yàn)閷?shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)24小時(shí)運(yùn)行，且為全新風(fēng)系統(tǒng)，所以，實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能，也是一個(gè)重要方面。

1 選用適宜的實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜是實(shí)驗(yàn)室操作人員最重要的防護(hù)屏障，應(yīng)選用氣流組織較好的實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜。同樣的通風(fēng)柜排風(fēng)量,柜內(nèi)氣流組織差的通風(fēng)柜，通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門(mén)進(jìn)風(fēng)口面風(fēng)速不均勻，易泄漏有害氣體；柜內(nèi)有渦流區(qū)，造成柜內(nèi)有害氣體濃度積聚，排風(fēng)效果不好，對(duì)操作人員安全造成威脅。設(shè)計(jì)較好的實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜，在操作過(guò)程中，應(yīng)保證通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門(mén)從關(guān)閉到最大開(kāi)啟度的過(guò)程中，調(diào)節(jié)門(mén)進(jìn)風(fēng)面風(fēng)速始終保持在0.5m/s±20%，并且面風(fēng)速均勻。實(shí)驗(yàn)表明，面風(fēng)速過(guò)小，<0.3m/s，操作人員擾動(dòng)易造成通風(fēng)柜內(nèi)有害氣體外溢，對(duì)操作人員造成危害。通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門(mén)進(jìn)風(fēng)面風(fēng)速過(guò)大，>0.8m/s，也易造成柜內(nèi)有害氣體外溢。通風(fēng)柜內(nèi)排風(fēng)氣流應(yīng)均勻，減少渦流，避免有害氣體濃度積聚，及時(shí)排出有害氣體。通風(fēng)柜的形式、規(guī)格很多，還有一些滿足特殊要求的通風(fēng)柜，如防爆型等。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室具體要求選用。

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜通常應(yīng)配監(jiān)控器。監(jiān)控器主要功能包括1）通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門(mén)進(jìn)風(fēng)面風(fēng)速實(shí)時(shí)顯示。2）通風(fēng)柜前有人操作、無(wú)人操作模式控制（無(wú)人操作時(shí)降低風(fēng)量，按60%風(fēng)量運(yùn)行）。也可采用區(qū)域存在傳感器，自動(dòng)探測(cè)通風(fēng)柜前有無(wú)操作人員。3）緊急情況按鈕（有試劑泄漏等緊急情況時(shí)，加大通風(fēng)柜排風(fēng)量）。

2 實(shí)驗(yàn)室氣流組織，送、排風(fēng)控制閥設(shè)置

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜內(nèi)氣流組織由通風(fēng)柜設(shè)備結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，通風(fēng)柜排風(fēng)支管安裝變風(fēng)量閥，應(yīng)保證通風(fēng)柜排量與通風(fēng)柜運(yùn)行狀態(tài)相適應(yīng)，有人操作時(shí),通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門(mén)進(jìn)風(fēng)面風(fēng)速始終為0.5m/s±20%。無(wú)人操作時(shí)為0.3m/s。在通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門(mén)關(guān)閉時(shí)，應(yīng)保證通風(fēng)柜保持適當(dāng)?shù)淖钚∨棚L(fēng)量,一般為額定風(fēng)量的20%，通風(fēng)柜下部有試劑柜時(shí)，試劑柜排風(fēng)量約75m3/h。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)萬(wàn)向排風(fēng)罩排風(fēng)匯總管裝定風(fēng)量閥，保證萬(wàn)向排風(fēng)罩排風(fēng)量。為保證實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)效果及維持室內(nèi)溫、濕度，應(yīng)設(shè)置實(shí)驗(yàn)室最小排風(fēng)換氣次數(shù)，白天有人操作時(shí)8-10次/h，夜間無(wú)人操作時(shí)4-6次/h；若實(shí)驗(yàn)室各通風(fēng)柜及萬(wàn)向排風(fēng)罩最小排風(fēng)量不能滿足實(shí)驗(yàn)室最小換氣次數(shù)要求時(shí)，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室增設(shè)室內(nèi)排風(fēng)口，在排風(fēng)支管裝變風(fēng)量閥，保證實(shí)驗(yàn)室達(dá)到最低排風(fēng)換氣次數(shù)要求。為避免實(shí)驗(yàn)室氣流滲出實(shí)驗(yàn)室，造成交叉污染。應(yīng)控制實(shí)驗(yàn)室相對(duì)走廊或辦公區(qū)為負(fù)壓。在實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)支管裝變風(fēng)量閥，控制實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)量與實(shí)驗(yàn)室各排風(fēng)量差值始終為定值，維持實(shí)驗(yàn)室壓差恒定。

3）實(shí)驗(yàn)室電路系統(tǒng)

溫濕度測(cè)量模塊：采用單總線數(shù)字溫濕度傳感器DHT11，測(cè)量當(dāng)前環(huán)境的溫濕度，通過(guò)接口電路送到單片機(jī)的I/O口。
光照強(qiáng)度檢測(cè)模塊：根據(jù)光敏電阻隨光照強(qiáng)度的不同阻值不同的特性，設(shè)計(jì)了電路來(lái)檢測(cè)光線的強(qiáng)弱。
辦公室人員監(jiān)測(cè)模塊：使用熱釋電人體紅外傳感器RE200B檢測(cè)辦公室的人員情況，當(dāng)沒(méi)人達(dá)到六分鐘時(shí)關(guān)閉實(shí)驗(yàn)室總的電源，從而達(dá)到安全、節(jié)省資源的目的。
液晶顯示模塊：使用液晶顯示器1602顯示當(dāng)前的溫度值、濕度值以及溫度、濕度的上限值、下限值。
人機(jī)接口：采用獨(dú)立式鍵盤(pán)，通過(guò)I/O口把用戶的要求傳到單片機(jī)從而對(duì)溫濕度域值進(jìn)行調(diào)節(jié)。體現(xiàn)系統(tǒng)得人性化特點(diǎn)。
模擬控制模塊：采用繼電器模擬實(shí)驗(yàn)室的空調(diào)，照明等設(shè)備。通過(guò)給單片機(jī)的P3.0～P3.3賦值控制繼電器的吸合，斷開(kāi)，并且用發(fā)光二極管來(lái)控制設(shè)備的打開(kāi)，關(guān)閉。

4）實(shí)驗(yàn)室給排水系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)室排水不同于一般生活污水的排放，實(shí)驗(yàn)室中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)所涉及的酸性、堿性及各種腐蝕性廢液的排放回對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，因此實(shí)驗(yàn)室的給排水系統(tǒng)設(shè)置須注重專(zhuān)業(yè)性。

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)由于化驗(yàn)盆、洗滌盆等衛(wèi)生器具和其他用水設(shè)備數(shù)量較多且分散，所以相應(yīng)的應(yīng)的室內(nèi)排水支管、干管也較多。因此實(shí)驗(yàn)室內(nèi)管道布置時(shí)，要求管道能相對(duì)集中，排放整齊，使施工安裝和操作維護(hù)方便：管道轉(zhuǎn)變較少，以減少管道內(nèi)阻塞的可能性；主干管道盡量靠近排水量最大、雜志較多的排水點(diǎn)設(shè)置；截止在管道內(nèi)工作要有良好的水力條件等。

在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)置地漏，防止水管爆裂、水龍頭跑水等特殊情況發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)排水，以免實(shí)驗(yàn)室被浸泡，損壞實(shí)驗(yàn)室器材。

5）實(shí)驗(yàn)室辦公系統(tǒng)

工廠實(shí)驗(yàn)室的辦公系統(tǒng)主要包括：辦公室、通用實(shí)驗(yàn)室、滅菌室、準(zhǔn)備室、更衣室、緩沖室、無(wú)菌室、培養(yǎng)室等。

辦公室是檢驗(yàn)工作人員辦公場(chǎng)所，其面積應(yīng)為20㎡左右，通風(fēng)采光良好，內(nèi)設(shè)基本的辦公桌椅、電腦。存放資料和留樣的儲(chǔ)物柜等。

通用實(shí)驗(yàn)室主要在進(jìn)行微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)準(zhǔn)備工作和非無(wú)菌操作實(shí)驗(yàn)時(shí)使用，也可供理化檢驗(yàn)及科研工作使用。通用實(shí)驗(yàn)室應(yīng)設(shè)有長(zhǎng)方形工作臺(tái)作為操作臺(tái)，臺(tái)下設(shè)計(jì)各類(lèi)專(zhuān)用儀器柜，臺(tái)面采用不易腐蝕和穩(wěn)固耐用的材料，并設(shè)置專(zhuān)用置物架。通用實(shí)驗(yàn)室為了方便實(shí)驗(yàn)工作的開(kāi)展，通常配備了常用的儀器（分光光度計(jì)、PH計(jì)、烘箱、電爐等）及常用的各種玻璃器皿和常用的各種化學(xué)試劑、藥品。

滅菌室是培養(yǎng)基及有關(guān)的檢驗(yàn)材料滅菌的場(chǎng)所。滅菌設(shè)備是高壓設(shè)備，具有一定的危險(xiǎn)性，所以滅菌室應(yīng)與辦公室保持一定的距離以保證安全。

更衣室是為微生物學(xué)檢驗(yàn)時(shí)進(jìn)入無(wú)菌室之前的工作人員更衣、洗手的地方，室內(nèi)設(shè)置無(wú)菌室及緩沖室的電源控制開(kāi)關(guān)盒防止無(wú)菌操作時(shí)穿的工作服、鞋、帽子、口罩等。根據(jù)工廠條件，可設(shè)裝有鼓風(fēng)機(jī)的小型房間，其作用是減少工作人員帶入的雜菌。

緩沖室是進(jìn)入無(wú)菌室之前要經(jīng)過(guò)的房間，安裝有鼓風(fēng)機(jī)，以減少操作人員進(jìn)入無(wú)菌室時(shí)的污染，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。進(jìn)口和出口通常呈對(duì)角線位置，以減少空氣直接對(duì)流造成的污染。要求比較高的微生物學(xué)檢驗(yàn)項(xiàng)目如致病菌的檢測(cè)，應(yīng)設(shè)有多個(gè)緩沖室。

無(wú)菌室是微生物學(xué)檢驗(yàn)過(guò)程無(wú)菌操作的場(chǎng)所，要求密封、清潔，安裝紫外燈和空調(diào)設(shè)備（帶過(guò)濾設(shè)備）及傳遞物品的傳遞小窗。傳遞小窗應(yīng)向緩沖室內(nèi)開(kāi)口以減少污染和方便工作。另外，無(wú)菌室內(nèi)還應(yīng)配備超凈工作臺(tái)和普通工作臺(tái)，有條件的工廠可設(shè)置生物安全柜。

培養(yǎng)室是為衛(wèi)生區(qū)學(xué)檢驗(yàn)時(shí)配以微生物的房間，通常要配備恒溫培養(yǎng)箱、恒溫水浴鍋及震蕩培養(yǎng)箱等設(shè)備，或整個(gè)房間安裝保溫、控溫設(shè)備。房間要求保持清潔，有防塵、隔噪音等功能。