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实验室设计与建设常见问题分析

作者:佚名    发布于:2017年10月30日    来源:本站原创    点击:



一、洁净工程应注意的问题
1、洁净工程容易出现的问题 
(1)细菌飘尘被过滤膜截留下不能杀灭,在适宜温湿度下极易自身繁殖,造成污染发霉等现象,继续使用极易发生二次污染。
(2)由于大气污染严重,过滤膜极易造成阻塞,需频繁更换,使用成本高且较繁杂。
(3)依托高效过滤器虽然解决了洁净度的问题,但洁净室内的有毒有害气体异味以及净化系统自身产生的化学污染无法得到解决。
2、解决方案
(1)采用静电灭菌净化柜来杀灭细菌,消毒并支除飘尘。静电灭菌净化柜中的电场,采用圆孔针状、蜂巢棒状的双区静电场;双区指的是极化区和极尘区。当通风管道中送出的空气在通过双区静电场时,空气中的细菌、飘尘等污染物首先被静电场极化,因细菌的胞囊其本身是带负电荷的,在通过静电极化区时被再一次充上很高能量的负电荷。带负电荷的细菌、病毒等污染物通过系统进入正电场的集尘区时,即刻被集尘区的正集尘板强烈的吸集,在正电极的作用下,胞囊即刻被击碎而死亡,从而达到灭菌消毒的目的。同时静电场对空气中的飘尘有强烈的吸集与凝并作用,这就有效地保护了高效过滤膜,增加其使用寿命可方便的卸下,净化柜清洁后反复使用,减少了系统的使用成本。
(2)应用钛炭网与光触媒技术去除有害气体以及异味。光触媒是一种纳米级二氧化钛活性材料,它涂布于基材表面,干燥后形成薄膜,在光线的作用下,产生强烈催化降解功能;能有效地降解空气中有毒有害气体,能有效杀灭多种细菌,抗菌率高达99.99%,并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理;同时还具备除臭、抗污等功能。
 
二、安全动物实验室的建设过程中应注意的问题
1.组建设计团队:包括建筑设计师、实验动物专家、动物实验室使用者代表、动物实验室
管理者。
2.信息收集:对将要建设的动物实验室准备进行的动物种类及数量、微生物类型、试验性质等进行详细的前期调研工作。实验动物科学正逐步走入正规化和法制化,因此,设计团队一定要熟读有关实验动物的国标、行标及生物安全等有关规范。
3.参观考察:有目的有重点的参观同类相关设施,采纳经验、吸取教训。甚至可以通过因特网(Internet)了解当今国外先进的动物实验设施。
4.微生物危害评估Risk Assessment:当建设使用传染性或有潜在传染性材料的动物实验室
前,必须进行微生物危害评估。评估内容包括:微生物的致病性(致病方式、致病程度)、致病途径、稳定性、致病剂量、操作时的浓度,除此以外,目标微生物是否有有效的预防和治疗方法、操作者的专业水平及技能也是评估内容。根据微生物危害评估结果,参照国际或国家的《微生物危害分类标准》,确定目标微生物应在哪一级的生物安全防护实验室中进行。
5、定位要清楚:在立项建造生物安全动物实验室前,首先应对实验室的主要用途、基本的性能指标以及建造实验室的目的等有透彻的了解。要根据试验对象的危害性确定生物安全动物实验室的等级,不能盲目地追求高等级,因为级别越高,建造和运行费用也越高。选择合理、经济的设计方案,要兼顾初投资和运行费用。对于高级别的生物安全动物实验室(三级和四级),由于其造价昂贵,不宜盲目攀比建设,避免造成浪费。
6.论证咨询和施工合作:从方案设计到论证施工,这期间动物实验室经营管理者要经过大量的调研工作和资料查阅,提出具体方案,并聘请实验动物专家为技术顾问,同设计单位进行密切沟通与合作、多方征询有关专家的意见;平面图设计好后,应该请实验动物学专家进行论证,论证设计图的人流、物流、气流的走向是否合理,以及设计是否达到实验动物国标的要求。
三、生物安全洁净室工程设计和施工应注意的问题
近年来,一些国外企业也在国内建造了一些三级生物安全实验室,其中某些是成功的,但也确有一些存在某些缺陷,主要是他们对生物安全实验室的技术要点不十分清楚。因此,尽管他们使用了许多高级昂贵的建筑材料,但仍然不符合要求。还有一些小公司,打着国外公司的牌子,而他们提供的设计图纸实质上是普通的负压试验室,根本无法达到生物安全实验室的要求来代替生物安全柜,用安全柜的排风代替房间排风等,这些都是严重的错误。普通净化工作台与生物安全柜工作原理和用途完全不同,根本无法保护人体免受微生物感染,是十分危险的。   以上仅是一些例子,由此可以看出国内生物安全实验室建设市场的混乱。为了杜绝这些现象的发生,除了制定相关的规范标准,让设计和施工单位有“法”可依外,还应建立相应的管理、检测、认证机构,以确保生物安全实验室的建设质量。   6、设备备用问题 
  (1)没有设臵备用电源。如三级生物安全实验室要求双路独立供电,或采用备用发电机组,而四级生物安全试验室要求有第三备用电源。条件不具备时需要另设不间断电源,不间断电源的供电能力要求不少于45分钟。有的三级生物安全试验室仅采用普通市政供电,没有任何备用措施,显然不满足要求。   (2)排风机的备用问题。为了保证实验室内在任何情况下都保持负压,三级、四级生物安全实验室的排风系统要求应设臵备用排风机,但很多工程没有设臵。更有甚者排风系统没有备用风机,但送风设臵了备用风机。   7、系统的调节和控制功能 
  系统的调节和控制功能。为了严格保证实验室内各个区域内的压差和压力梯度,送风和排风系统上应安装必要的风量调节装臵,而不能用普通调节阀代替。有些工程生物安全柜和房间的排风没有经过严格的设计计算,在系统调试时不能满足设计要求的压力梯度,或压力梯度不稳定。 
 没有完善的自控系统,缺少应对突发事件的能力,也是目前已竣工实验室的一个主要问题。虽然竣工验收时各区域的压力梯度可以调整到满足要求,但在实际运行过程中,由于高效过滤器阻力变化,缺乏专业运行管理人员等原因,没有自控系统的实验室不能确保压力梯度。因此必须重视生物安全实验室的自控系统。   8、要重视工程检测 
  生物安全实验室竣工后,首先应经过国家授权的检测机构的检测,这是很重要的一个环节。检测的内容应包括实验室的严密程度、各个房间之间的负压值、空气气流流向、高效过滤器检漏、洁净度级别、自控系统等多个方面。   9、其他注意事项 
  严禁把生物安全实验室建成正压实验室,应按规定安装防火阀,严禁用净化工作台来代替生物安全柜,严禁用安全柜的排风代替房间排风等。普通净化工作台与生物安全柜工作原理和用途完全不同,根本无法保护人体免受微生物感染,这是十分危险的。
四、实验室三废处理问题
 实验室的日常工作中经常产生一些有毒、有害的气体、液体、或固体物质排放出来,如果没有一定的防护措施和治理方案,会对人类及环境造成不良后果。实验室“三废”具有数量小、种类杂、较分散等特点,不容易治理,很多实验室对“三废”没进行很好的治理,有的根本没有治理。
  1) 实验室废水:实验室废水的成分复杂并且不固定,简单可行的处理方法是建废水池,酸性废水和碱性废水在池中中和,调整废水的PH值到微碱性,加入絮凝剂沉淀,上清废水可直接排放或进污水管网。沉淀物处理后按固体废弃物处理。
  2) 实验室废气:实验室废气主要分为两大类,酸雾和有机气体。产生两类污染的操作最好在不同的排风柜中进行,酸雾气体用碱性水溶液吸收塔处理,吸收塔的喷淋泵与排风柜开关联动,吸收塔水溶液加PH值监控设备。有机废气可用高效吸附装置进行处理。
五、公共卫生实验室建设、改造中存在的不足之处
 
1组织机制不健全
从思想观念上看,由于受到传统教育观念的影响,也由于长期以来文理学科泾渭分明的格局,使得文科类教学与现代教育技术相脱离,因此文科实验室建设刚刚起步,有些甚至还未起步。没有专门的组织机构,特别是各省以及全国高校管理部门到现在为止没有成立专门的文科实验室管理机构,或者说协调机构。这种情形必须加以改变。
在实验室建设经费相对不足的情况下,由于受到投入与产出效益的影响,有些高校容易忽视对文科实验室的建设,而把有的建设经费投向理工类易得到回报的学科实验室,将本应该投入到文科实验室的资金,挪作他用,直接影响了文科实验室的建设进程。
2存在重复建设情形
每个高校文科实验室建设均是单枪匹马、单打独斗、自给自足,缺少相应协作、协调,因而存在大量重复建设情况。你搞外语类资源搜集,我也搞外语类资源搜集。缺少互通有无的机制。这是其一。
其二是现在的资源利用不足。比如全国高校图书馆已经建立了CALIS体系,搜集了大量的资料,但是,现有很多高校的文科实验室建设从头开始,浪费了大量的人力和物力。
3 文科实验室形式单一
文科实验室涉及多个学科门类,要求不同,所以口味也就各异,不可能只有一种模式。但是现在的情况是,均倾向于建立计算机机房型的文科实验室。这可能是认识的一种误区。不要说现代的文科实验室不止一种,即使是传统型的文科实验室也不可能只有一种。这一点应该引起我们的注意。
4 资源建设不完整
文科实验室资源建设包括以下三个方面。(1)硬件资源,添置配套的家具,电脑,创建良好的实验环境。(2)软件资源:实验技术平台的搭建,比如:办公自动化软件、电子商务专用软件、进销存软件等,根据不同的目的搭建不同的软件平台。(3)管理资源:实验设计、实验内容、 实验程序、实验因素与非实验因素制、实验效度(内在效度和外在效度)等等。
资源的不完整包括以下2层含义:一方面实验室不能同时包含三方面的内容,即有的实验室只是硬件资源的搭建,文科实验室实际上只是“实验器材陈列室”、“计算机机房”、“先进设备管理室”,也就是说只搭建了文科实验室的“壳”。也有的实验室硬件资源和软件资源建设较好,但是管理资源欠缺,所以效果不佳。另一方面,实验资源存量不足,增量不大,也就是说可用资源的数量不足、质量不高、范围有限、形式单一。
5 协作、协调、协同程度不高
在目前,我国高校文科实验室建设中,许多高校往往将之视为“一校之事”,甚至于是“一部门之事”,而较少从立体化的、多元化的、社会化的角度考虑,结果是空耗了原本拮据的经费,使之更显紧张,而且彼此之间的建设成果又难于共享。
文科实验室建设需要多个方面的协作、协调和协同。一方面是各学科教学资源的建设,离不开各学科的专家、学者。第二方面是数字资源的建设,这就离不开数字图书馆建设的成果。第三方面是现代教育技术的运用,这就需要现代教育技术中心的大力参与。而目前文科实验室建设主要集中在现代教育技术中心,与其他部门以及相关领域的专家、学者协作、协调、协同的程度不高,导致建成的文科实验室适用性不高。
6缺少相应的检查和监督措施
目前,各级各类高校对文科实验室的建设基本上处于摸索状态,高校管理机构也没有相应的对策和方法,更没有制定相应的规定。有些地区即使已经制定了相关的规章制度,也没有什么强制性。比如本科教学评估中,现在也没有什么文科实验室建设的评估指标,因而导致了各类高校对文科实验室的建设不太重视。特别是民办院校,就更是如此了。为此,呼吁有关部门或者管理机构制定相关的强制性规章制度,就显得很有必要。
六、实验室的用电安全
一)电流可对人体形成的伤害
流过身体的电流,决定于外加电压以及人体阻抗。人体阻抗不是纯电阻,主要由人体电阻决定。人体电阻也不是一个固定的数值,一般情况下,人体电阻可按1000~2000欧考虑。同样的电压,交流比直流更为危险,25~300周的交流电比高频电流、冲击电流和静电电荷更危险。
当人体流过工频1mA或直流5mA电流时,就会有麻痛的感觉。当人体流过工频20~50mA或直流80mA电流时,人就会有麻痹、
呼吸困难的症状,自己不能摆脱电源,有生命危险。当人体流过100mA以上电流时,人就会呼吸困难,心脏停止跳动。一般来说,10mA以下工频电流和50mA以下直流电流流过人体时,人能摆脱电源。
(二)安全电压标准
安全电压是为了防止触电事故采用的特定电源的电压系列,我国规定安全电压不超过36V,常用的有36V、24V、12V等。在潮湿的场所,容易触电而又无防止触电措施时,其供电电压不应超过36V。但如果作业地点狭窄,特别潮湿,且工作者接触有良好接地的大块金属时
(三)电工实验室应采取的安全用电措施
1.对进入电工实验室的学生要经常进行安全用电教育,把安全用电意识的培养贯穿于整个实验教学环节中,由专门教师负责。对机电、电子电工、焊接类专业的学生,要让其把安全用电意识带到以后的整个职业生涯。
2.要求学生正确使用各种用电安全用具,要求学生在做强电实验时严格按用电规程操作。
3.经常对设备进行安全检查。检查有无漏电情况、绝缘老化情况,且检查时使用专用的验电设备,确保设备安装无违规情况,各实验台实行单设备单闸,不允许一闸多用。
4.安装保护接地或保护接零。当设备的绝缘损坏,把外壳上的电压限制在安全范围内,或自动切断绝缘损坏的电气设备。
5.安装漏电自动开关。当设备漏电、短路、过载或人身触电时,自动切断电源,对设备和人身起保护作用。
二)、确保电工实验室的设备安全电工实验室各种等级的电气设备形
式及规格很多,选用时必须根据实际负荷情况确定电工实验室电气设备规格和参数,否则发生过载、过电压、低电压、短路、断路等设备事故都能损坏电气设备,甚至引起火灾、爆炸等重大事故。
(一)根据负荷选用电气设备规格,避免过载
电工实验室的变压器、断路器、隔离开关等,与负荷有关的数据是额定电流或容量;电容器允许负荷由其额定电压决定。如果所选用电气设备的额定电流小于实际负荷,则会出现过载现象。过载现象对电气设备的影响主要是容易造成设备线路较高的温升,加速绝缘老化,缩短使用寿命。电气设备长时间过载运行就会因严重过热而损坏电气设备甚至引起火灾、爆炸等。
(二)根据安全电流选用导线和电缆的规格
电工实验室导线及电缆的选择以安全载流量为依据。学生自己设计实验构建电路系统时,选用的导线和电缆截面必须满足发热条件,并合理布局用电线路。即在连续通过最大负载电流时,其线路温度都不大于最高允许温度,避免因导线及电缆发热、
温度上升到一定数值,而引起绝缘损坏、漏电、断线等,确保电工实验室供电系统的供电线路及学生实验电气线路的安全运行。
(三)加装保护装置,防止断路、短路
发生断路后,整个系统的电气设备不能正常工作,运行中的设备就会停止工作或造成异常状态,甚至引起故障。多数工科院校电工实验室多采取三相四线制供电系统及三相四线制负载对称系统。在三相四线制对称系统中,若其中一相断路,系统就会改变状态,变负载对称为不对称,引起其他二相过载。而电路发生短路时,短路电流则由于供电电压回路中线路和变压器的内阻抗远远超过导线与设备所允许的电流限度,
极易造成电气设备过热烧毁或引起火灾。所以,电工实验室的电气设备一定要采取相应的保护措施,加装相应的保护装置,可给每个实验台加装过载控制和自动跳闸空气开关,以防止断路、短路的发生,减少断路、短路所造成的破坏。
七、用水、用电安全防护
一、用电安全
1、实验室供电线路安装布局要合理、方便,每一实验室都有电源总闸。停止工作时, 必须把总电闸关掉。
2、实验室固定电源插座未经允许不得拆装、改线,不得乱接、乱拉电线,不得使用闸刀开关、木质配电板和花线。
3、实验室内应使用空气开关并配备必要的漏电保护器;电气设备应配备足够的用电功率和电线,不得超负荷用电;电气设备和大型仪器须接地良好,对电线老化等隐患要定期检查并及时排除。
4、严禁使用湿布擦拭正在通电的设备、电门、插座、电线等, 严禁洒水在电器设备上和线路上。
5、空调、计算机、电热器、饮水机等不得在无人情况下开机过夜。涉及高真空、超低温等大型仪器的特殊实验室确实需要开机过夜的,必须做好安全防范和应急措施。手机充电器、电吹风等使用完毕必须断开电源。
6、实验室如有电器失火,应立即切断电源,用灭火器或砂子扑灭。在未切断电源前,切忌用水或泡沫灭火器灭火。
7、如发生触电事故, 要立即用不导电的物体把电线从触电者身上挪开,并将伤者转移到空气新鲜的地方进行人工呼吸、心脏起搏等救援措施, 并迅速与医院联系。
 
二、用水安全
1、实验室的上、下水道必须保持通畅。应让师生员工了解实验楼自来水总闸的位置,当发生水患时,立即关闭总阀。
2、实验室要杜绝自来水龙头打开而无人监管的现象,要定期检查上下水管路、化学冷却冷凝系统的橡胶管等,避免发生因管路老化等情况所造成的漏水事故。
3、冬季做好水管的保暖和放空工作,防止水管受冻爆裂。
 
三、用气安全
1、压力气瓶必须做好标识和固定工作,分类分处存放,严禁可燃性气体瓶和助燃性气体瓶混放。实验室不得堆放大量气体钢瓶。
2、气瓶应存放在阴凉、干燥、远离热源的地方,与明火的距离应大于十米(确难达到时,可采取隔离等有效措施)。
3、易燃、易爆、有毒的危险气体需安装危险气体报警装置;气体连接管路必须使用金属管,其中乙炔气的连接管路不得使用铜管;对于存在多条管路或外接气源的实验室,必须画出气体管路布置图,并对气路进行标识。
4、瓶内气体不得用尽,必须保留剩余压力,永久气体气瓶的剩余压力,应不小于0.05Mpa;液化气体气瓶应留有不小于0.5~1.0%规定充装量的剩余气体。
5、各种气瓶必须定期进行技术检查。对于气体钢瓶有缺陷、安全附件不全或已损坏、不能保证安全使用的,需及时处理。
八、其他问题
(1)、实验室建设后,无法满足甲方的实际需要。例如:实验室建成后,发现设计中没有考虑到很多问题,包括无法安装仪器,没有水源或电源。或者接口不在设备附近,地面容易花,工作流程不流畅,通风不够,没有防振设备,温湿度记录与控制不能正常运行,装饰材料不符合要求等。
(2)、实验室结算远远超出预算、这是目前实验室装修最为常见的问题。如中标480万元,皆看是却需要600万元。
(3)、实验室的维护和装修无法正常运行。实验室建设进入试运行时,可能发现很多问题,但是得不到及时的纠正,施工单位往往提出这是设计的问题,责任不清。所以,不用采用免得设计方案,必须找有相关设计经验的公司进行专业设计,签订设计合同,支付合理设计费,避免贪图免费设计而导致后面不合理的工程施工损失更大。
(4)、实验室无法满足进一步发展的需要。按设计图纸施工后,所得到的实验室无法进一步发展,如没有空间安放新的仪器设备,没有安装好电脑接口,使设备无法满足信息化建设的要求。
(5)、实验室不符合消防要求。有些实验室建设过程中没有经过消防审查。
(6)、实验室存在职业危害隐患。


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