一、前言

实验室建设是一项复杂的系统工程，不仅涉及实验室规划、设计、施工、装修、安装、调试、验收，其中还包括供电、给水、通信、网络、采暖、通风、废弃物处理系统、安全和消防等方面。所以，在现代实验室设计建设里，不仅要配备先进的科学仪器，而且还要建设优越完善的实验室配套环境，这样才能提升现代化检测/研发水平，促进科研成果增长。

二、现代先进实验室设计理念

现在社会中， “以人为本，人与环境”己成为人们高度关注的课题。在实验室的规划设计中，出应该本着“安全、专业、节能、便利、完善和先进的设计理念开展：

安全 - 重视实验安全建设，为实验室配备适当的安全防护，隔离设施，确保人员生命安全，实验室财产安全。

专业 - 严格依照不同领域的实验室建设法律法规的要求，打造专业，标准化的实验室。

节能 - 从实验室建设选材，设备选购，布局，水电设计等方面帮助实验室降低建设及运营成本。

便利 - 综合考虑法律法规要求，实验室实际情况，建造出便于实验室人员操作的实验室。

完善 - 硬件，软件建设，双管齐下，致力打造技术，管理均趋于完善的实验室。

先进 - 立足现在，放眼未来，把握行业动态，及时将最先进的技术传递到实验室建设中。

三、理念简述

如何在实验室规划中实现以上理念呢，以下我们对此进行简要介绍：

A.安全：

实验室是一个复杂的场所，经常用到各种化学药品和仪器设备，以及水、电、燃气，还会遇到高温、低温、高压、真空、高电压、高频、带有辐射源和生物危害的实验室条件和仪器，若缺乏必要有效隔离和防护，就会造成生命和财产的巨大损失。

要避免实验室设计出现缺陷导致安全事故，首先要在实验室规划前期了解其开展的项目的实验内容及所用设备，并于此进行风险评估，然后根据相应专业的技术规范和认可要求进行规划设计。

B.专业：

不同领域实验室建设法律法规的要求不一样，实验室在规划设计时需要与具体开展的测试项目相结合。根据测试项目的要求建设成专业，标准化的实验室。在实验室规划设计时要充分考虑以下几方面的要求：

- 测试标准的要求，例如有洁净度要求的微生物实验室；

- 仪器设备的工作要求，例如设备要求在特定的温湿度环境下工作；

- 实验室认可准则的要求，例如CNAS-CL01-A001：2018《检测和校准实验室能力认可准则在微生物检测领域的应用说明》中要求实验室布局设计宜遵循“单方向工作流程”原则，防止潜在的交叉污染；

- 地方主管部门的特殊要求，例如某些地区禁气瓶规划在楼宇内部。

C.节能：

节能环保是现代社会里各行各业发展的方向，同时在实验室的建设中也是日渐重要的主题。

实验室是一个小型的综合体，正常运作的过程中会涉及到各种能源的消耗，这在实验室长期以展中是一项非常沉重的成本。与此同时，要响应国家提倡的环保号召，在实验室的规划设计中需要把节能环保放在非常重要的位置，其中主要包括以下几个方面：

a.水资源

安装高效、节能、可循环的水处理和资源化关键技术设备，能达到节水、资源综合利用等功效，有缺水报警系统。

b.电资源

实验室用电是一个能源消耗很大的方面，包括照明用电，实验用电和空调系统。

照明用电：在实验室计划时，最大限度地利用自然采光，减少照明用电的消耗。

实验用电：选用符合需求，功率适当的测试设备，减少实验用电的消耗。

空调用电： 采用空调的智能控制系统进行控制，根据外界气候条件进行自动调节，按照预先设定的指标对安装在实验室内的温度、湿度、空气洁净度传感器所传来的信号进行分析、判断、及时自动打开制冷、加热、去湿及空气净化等功能，从而降低空调系统用电的消耗。

c.气体系统

导入智能气体系统，其中包括供气与排气。

智能供气 - 通过调节触电式压力表或触点真空表的上、下限，控制各种气体或负压的高低压值，负压系统则为真空度的大小。当压力或真空度升到上限或地址下限值时即报警，所有的公用设备能通过系统控制设备进行自动控制并对其手动/自动状态、运行和故障状态进行监控。

智能排气 - 安装智能化管理软件，通过灵敏的气体检测探头，检测空气中各种气体的含量，将检测信号传送变风量控制系统处理后，控制变频器的频率及排风机的速度，实现实验大楼排气系统智能化控制。只能排气特别适用于使用易燃、有毒气体的实验室，一旦检测到气体泄露，及时启动报警系统并排气，保证人员与环境的安全。

D.便利：

大多数的实验都是一个复杂的过程，其中包括了样品制备，试样预处理，设备分析等流程。如何让各流程更好更高效地连接在一起，在实验室建设前期设计功能间时就必需按实验室流程和要求进行规划。

根据实验开展的步骤，同时结合“有干扰或交叉污染的区域要区分开”的原则,按顺序规划实验室功能室。让实验的运作更流畅，更高效。

E.完善：

引入实验室信息管理系统，全方位对整个实验室的运行实施管理，实验室可以达到自动化运行、信息化管理和无纸化办公的目的，促进实验室整体能力的提升，提高实验室工作效率、科研水平、降低运行成本。

实验室信息管理系统（laboratory information management system，简称“LIMS”）是集现代化管理思想与基于计算机的数据处理技术、数据存储技术、网络传输技术、自动化仪器分析技术为一体，运用于实验室的信息管理和质量控制，已达到满足实验室管理上的各种目标的集成系统，是实验室管理现代化的重要标志之一。

通过“LIMS”实验室信息管理系统服务器，以实验室为中心，将人员、仪器、试剂、实验方法、环境、文件等影响分析数据的因素有机结合起来。实现网上分配任务、检测数据自动采集、快速发布、信息共享、分析报告自动生成、质量保证体系顺利实施、成本控制、人员量化考核、实验室管理水平整体提高等各方面提供技术性支持，是连接实验室、生产部门、质量管理部门及客户的信息平台。

同时导入办公自动化系统，包括计算机主干网络系统、办公管理子系统、物业管理运行信息子系统、共用信息库管理子系统、电子会议与电子公告信息服务子系统、微型电视接收及交互电视系统、大屏幕投影系统、公共广播系统、提供背景音乐和公共广播信息，并与紧急广播系统相连。

F.先进：

现代化实验室，不单只是完成传统的实验分析，更多的情况下要求更快，更准，更智能。筹建一个先进的实验室，引入智能化的元素必不可少。

实验室智能化不仅是一种技术，更是一种理念、一种潮流，它将实验室世界带入一个崭新的时代，改变着人们的观念，影响着人们的工作方式，体现了实验室的现代化管理模式，充分演绎实验室的科技精髓。

实验室智能化系统包括楼宇自控系统、智能通风系统、综合布线系统、安全防范系统、火灾自动报警系统和停车场管理系统。

1. 自控系统

自控系统是采用计算机控制和网络技术，对大楼内的通风系统、供气系统、给排水系统、空调系统等系统的机电设备运行状态进行实时自控检测和控制的先进系统。该系统为集散控制系统，主要设备由中央操作站、直接数字控制器（DDC）、传感器及执行器等部分组成，技能实现自动化又可减少耗能。

2. 智能通风系统

智能通风系统是指变频与变风量通风控制系统的有机结合，主要包括：风速传感器、红外线探测器、变风量控制阀、自动控制器面板、操作终端、智能化通风系统管理软件等。

3. 综合布线系统

采用组合压接方式、模块化结构、星形布线方法，具有布线灵活、易于管理维护并具有良好的开放性和扩张性。支持电话机各种计算机数据系统，并能支持多媒体会议电视系统。

4. 安全防范系统

包括摄像机、监视器、编码器、解码器、录像机及矩阵主机组成，用来对各建筑物、各种重要部门、大厅、通道、电梯、主要道路及出入口进行电视监控。另外，设置防盗报警系统负责对办公等敏感位置入侵探知报警，并可与其他联网，实现相关设施的联动操作。

5. 自动报警系统

实验室建设选用开放型、寻址式的总线自动报警的消防控制系统，设置火灾探测器，并设有消防紧急广播系统。设置固定消防电话，并在消防中心与消防部门直通消防热线电话。

6. 其它智能系统

- 例如门禁识别系统，包括：人脸识别或生物识别。

- 引入智能机器人进行实验操作。