实验室设计方案是实验室建设的关键步骤和重要环节,是实验室后期建设的依据,如果方案科学合理,实验室建设就会顺风顺水,否则可能产生更改、返工甚至重来的恶果。实验室建设是一个单位多年不遇的大事,没有整体方案设计能力,一般会委托某一设计公司实施从事整体设计,有的单位自己提出工艺方案,而后把整体项目分解成几个项目实施。目前缺乏整体方案的系统评价标准和准则,有必要研究。
实验室设计方案评定原则
√功能实现原则。实现功能是实验室建设的出发点和落脚点,设计方案满足能力要求是根本的,必须实施一票否决。
√安全环保原则。安全环保是实验室发挥功能的根本保障,对于存在重大安全隐患的设计方案应当一票否决。
√高性价比原则。实验室建设费用只是实验室全寿命费用的一部分,在日常运行过程中还需要相应的运行维护费用,如基建维护费,设备维护、维修、保养、计量校准费用,取暖费、燃料动力费等,因此应当遵循全寿命费用原则。
√易维修性原则。实验室结构设计应当留出相应空间,选择可靠性高、方便维护和保养的设备,提高工作效率,降低相关费用。
√易采购性原则。选用的建筑材料、设施设备、耗材时,应当采用标准产品、市场化产品、国产产品,尽量杜绝国外产品。
√外观协调原则。实验室建筑物应当与周边环境相协调,不论是色彩、结构还是风格。
实验室设计方案评价内容设计
2.1功能性指标
2.1.1功能实现
实验室设计的核心是实现实验室需要的功能,是否完全实现实验室功能,并且容易升级改造和维护保养是核心指标。
2.1.2工艺合理
指实验室平面布局、空间结构、设备布置、流程先后等要素的综合,人员活动空间、样件流转路线是否顺畅、快速。如大型样件需要配吊装设备、拖运设备等。
2.1.3操作简便
不论实验设备还是公共配套设备,都应尽量采用操作简单,符合人机工程要求,适应操作人员的习惯性思维方式,容易学、容易记、容易操作。
2.1.4结构合理
实验室立体布局应当结构合理,尽量采用公用管道、风道,把辅助设备放入设备夹层,防止管道交叉干扰,影响美观,影响操作。综合性实验室应该设计污水处理层以及气体处理设备层。
2.1.5通讯便利
通讯技术飞速发展,应当设计高速、可靠的通讯干路、数据中心、数据接口,具备多种协议兼容能力适应未来流量大、可靠性高、产品多性要求。
2.2.安全性指标
2.1.1应急设施
实验室是高新技术的试验田,起火、爆炸、危化品及微生物泄漏的潜在风险大,实验室设计时,应根据实验室特点,分析潜在风险源,评估可能造成的后果,设计相应设施、及相应设备。如易爆实验室,应当设计泄爆墙,P4实验室应当设计生命系统。
2.2.2环保性能
绿水青山就是金山银山的环保理念已经深入人心,环境保护越来越严格,将会加大治理和监管力度,实验室设计必须贯彻环保理念,尽量采用节能减排的技术,如太阳能技术、风能技术,实验工艺采取环保的替代方案等。废物处理措施得当。
2.3.运行维护指标
2.3.1维护便利
不仅指实验室基础设施、设备,还包括实验室仪器设备的维护维修,防止空间不合理,设备不能更换进出,人员难以达到等。
2.3.2改造升级
对于综合性实验室,经常需要改造升级,设计过程中应尽量考虑实验室结构的扩展,空间留有一定的余量。
2.3.3智慧管控
实验室环境要求越来越严苛,监控的环境要素、点位越来越多,越来越复杂,实时性更强。同时安全监管、人员区域权限监管等,必须进行智慧监管设计,确保实时监控,及时调控、报警和提示。
2.4.建筑物指标
2.4.1建筑外观
实验室是市政建筑物的有机组成部分,必须与当地城市规划、文化特点、单位的工作性质相融合,同时应该设计出自己的特点,让人过目不忘,成为地标。
2.4.2土地使用
土地资源是有限资源,我国耕地极为宝贵,为了实验室建设,千方百计的挤出一点规划土地使用,必须倍加珍惜。不能为了留出大广场、大花园而浪费土地,应该尽量在法规许可的空间范围内,提高容积率,提高土地的使用效益。
2.4.3使用面积
实验室终使用的是建筑物的有效面积,在限度使用土地的情况下,尽量提高有效面积,防止为了奇形怪状的外形,降低有效面积。
2.5.经济性质指标
2.5.1建筑成本
在确保结构强度、使用面积、结构合理的条件下,应当采用新材料、新施工工艺,缩短工期,降低建筑成本。
2.5.2运行成本
包括建筑物的维护、修缮费用,草地的养护费用,设备的维护保养、计量、维修,耗材的采购、保管、使用等产生的费用。
实验室整体方案评价方法
上述指标分为两类,一类为一票否决的指标,如功能实现指标、环保性能指标,这类指标,如果不能满足要求,方案为0分。另一类为一般加权指标。如运行成本,可以设定满分为某一分值,权重设为某一数值。
总体得分可以用下式表示:
通过上述公式计算出每个方案得分,用以比较多个方案的优劣。
各位同行可以在此基础上,增加或删减相关指标,每个指标的分值以及权重根据各单位实际情况以及工作侧重点,赋予一定数值和权重值。重要的是用建立同一标准,用一把尺子去衡量多个设计方案的优劣。