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理化检验实验室改造建设的实践与探讨

发布时间:2021-11-12 17:26:07

前言

  理化检验实验室是基层疾病预防控制机构的重要部门,在政府部门进行公共卫生领域监管方面显示了极其重要的技术支撑作用。近年来随着食品安全、环境污染问题和职业危害等引起的公共卫生事件不断出现,实验室检测任务不断拓展,同时不断有新的行业建设标准出台,对实验室建设、布局、设备等多方面提出了更高的要求。为了保证理化检测实验室的正常运转和可持续性发展,实验室的改建势在必行。

 1、改建前存在的问题

  1.1 通风系统问题

  理化实验操作过程中产生有毒有害气体要通过排风柜、万向排风罩等排风设备迅速排至室外,实验室存在一个室外排风机连接多台室内排风设备的现象,排风机运行能耗较高;风管材质较差且管路较长、弯管较多,长期使用中缺乏定期维护更换,导致部分管路漏风或阻力过大,排风设备风量减小或无风,污染气溶胶外溢或有毒废气无法排出,严重威胁着实验人员的健康。

 1.2 空调问题

  实验室与办公区使用同一中央空调系统,容易造成交叉污染,而且普通办公场所的温湿度标准也无法满足实验的需要,尤其是放置质谱仪等对环境温湿度要求高和产热量大的仪器室很难做到恒温恒湿,影响了仪器的正常运转。

1.3 气路问题

  实验用到的高纯特种气体采用集中供气的方式,即由几个集中供气的气瓶室通过铺设的管路系统将所需气体分配到各实验室的用气端。由于仪器设备的添置和检测项目的扩增,原有的气体种类和用气端数量已经不能满足实验需要。此外,气路系统由于长期缺少检查维修已出现漏气等现象,造成大量非实验性气体损耗。

 1.4 供电问题

  随着大功率仪器设备的安装运行,使得原有的供电线路过载,容易造成仪器设备突然断电甚至线路过热发生火灾;部分实验室未设置独立的电控柜,无空气开关和漏电保护装置;实验台设备周围缺少电源插座,尤其是缺少16A电源插座,临时使用插排代替,具有较大的安全隐患。

 1.5 噪音问题

  质谱仪等设备以及部分辅助设备(例如:空气压缩机、真空泵、循环水机、不间断电源等)运行中会产生很大噪音,这些设备与实验人员操作区处于同一房间,未采取降噪处理,对实验人员伤害较大。

 1.6 布局问题

  部分实验室布局不合理,房间面积太小,工作区域过于局促,采光和通风效果差,不符合一般理化实验室的特点;放置质谱仪的实验室是大开间、整面墙为落地窗,不能做到相对洁净,对仪器的损害较大,同时仪器室也很难达到恒温恒湿的要求。

  2、改建的难点

  (1)实验室改建不同于新建,改建是要在现有的建筑基础和设施条件下进行,改建施工要受到原有的建筑面积、结构、布局的制约。因此在改建设计和施工前要进行充分的调研和评估,在不破坏房屋结构的前提下,以最小的投入得到满意的效果,在达到实用性先进性的同时也要符合检验检测实验室资质认证认可的要求。

  (2)现有可依据的实验室建设标准中没有完整的理化检验检测实验室设计建设内容,部分标准内容不够详细,实际操作性不强,在改建过程中不仅要了解GB50881-2013《疾病预防控制中心建筑技术规范》、JGJ91-93《科学实验室建筑设计规范》、BS7789:1995《测量实验室设计》等实验室设计建设类标准还要参考其他行业设计建设标准,如GB50019《采暖通风和空气调节设计规范》、GB16292《大气污染物综合排放标准》等。这一系列的标准和规范使得实验室的改建成为了一项复杂的系统工程,增加了设计和施工的难度。

  (3)实验人员仅从满足检测工作的角度提出改建需求,没有实验室设计、工程规划等专业知识和实践经验,很难形成全面、科学的改建需求报告。在与改建设计方和施工方沟通时,实验人员专业的局限性也容易造成沟通障碍,会导致改建结果难以达到预期效果。

  (4)疾控中心理化检验实验室专业性强、功能复杂,改建工程设计和施工单位大多没有理化实验室的设计施工经验,容易照搬医疗机构临床检验实验室或科研类实验室的设计建设,对使用方提出的改建要求不理解、不重视,缺乏有针对性的设计,造成设计不到位,施工无法顺利进行。

  3、改建工作流程

  3.1 成立改建工作组

  中心主管领导任组长,组员由理化检验实验室负责人、仪器管理员、固定资产管理员和财务科、行政办公室、质量控制科、网络与信息管理科等相关科室人员组成。组长统筹安排各项改建工作,定期组织召开改建工作协调会。组员各司其职:理化检验实验室负责人根据内部调研结果提出改建需求,实时跟进改建进度并及时提出修改意见;仪器管理员和固定资产管理员核查仪器设备等固定资产,详细记录改造期间仪器设备的暂存地点;财务科负责改造项目经费的执行;行政办公室负责与上级部门协调;质量控制科负责评估实验室安全及检测质量;网络与信息管理科负责实验室信息化改建部分的评估。

  3.2 明确实验室各房间改建需求

  理化检验实验室人员作为使用方,首先根据实验室检测范围和功能重新分区:实验室总面积2160平方米,其中七层实验室1550平方米,主要进行环境卫生和职业卫生理化指标检测,六层实验室610平方米,主要进行食品卫生和地方病理化指标检测。按照检测流程和实际工作的需要设置有收样室、样品处理室、化学分析实验室、纯水室、天平室、标准物质储存室、库房、气瓶室、各仪器室、洗刷室和报告间。明确各实验室的功能后,细化实验室各房间改造需求,形成改造需求报告。

 3.3 绘制改造需求平面图

  根据实验室原始工程图纸绘制基础平面图,包括楼层平面形状、方向、房间布局、楼层整体面积及个房间面积等。在基础平面图上绘制简易的改造需求平面图,标明各房间功能、需要拆装的隔断、实验台布局、水池位置、排风设备的位置等;电源插板分布图,标明插板数量、位置,10A插板和16A插板区别标注;气路种类及走向示意图,标明气瓶放置的位置和数量,以不同颜色标注气瓶种类;电话网络分布位置图,标明电话和网络端口的位置和数量并区分内网和外网;精密仪器排风装置示意图,根据设备的安装要求绘制排风装置示意图,标明各设备放置的位置和大小、距排风口的距离、排风罩的尺寸、排风量等。

  3.4 确定平面设计图

  组织专业设计公司对现场进行详细勘察,绘制专业设计图,包括各实验室功能布局图、空调数量和功率、排风管道布局、排风设备安装位置、特种气体铺设走向、上下水、强弱电、灯光、实验台、消防和安全设施等,要在设计图中标注出设计说明,保证满足使用方提出的各项改造需求。

 3.5 进行改建施工

  施工前请施工方到现场按照设计图对施工场地进行核对,确保所有改建设计方案均能有效实施。使用方将实验室内仪器设备、试剂耗材、可移动的家具等分类存放至施工现场之外,定期参加实验室改建工程协调会和监理会,发现与需求不符的施工及时提出整改要求。

 3.6 改建后预使用和工程验收

  使用方在改建工程验收前进行实验室预使用和试运行,对通风、空调、用电、气路、网络、安全等系统进行测试,满足实验室需求后要求改建项目建设单位提交工程验收报告,使用方仅进行使用方面的验收,不满足使用方需求验收不予通过。

  4、改建结果

  (1)改建后的实验室增加通风柜5台,不锈钢排风罩3件,万向臂排风装置8件。每一台通风柜和不锈钢排风罩单独连接室外一台排风机,通风柜面风速不小于0.5m/s,不锈钢排风罩的排风量满足仪器正常运行条件的要求;3——4件万向臂排风装置连接室外一台排风机,有机实验与无机实验排风系统分开设置,以免造成交叉污染。排风通道尽可能垂直布置,尽量缩短排风管道减少弯管连接,从而减少了风阻。依照《北京市大气污染防治条例》第四章第六十一条的规定在每台排风设备均安装了气体净化装置,防止实验室排出的废气污染周边环境。

  (2)实验室空调系统改建为VRV(VariableRefrigerantVolume)空调系统+新风系统,独立于办公区的中央空调系统,保证了实验室温度恒定在18——26℃,原子吸收仪、电感耦合等离子体光谱仪、质谱仪等产热量大的实验室空调可实现冬天也可制冷,满足了仪器的正常运转。

  (3)重新铺设实验室内集中供气系统,不同种类的气体设置单独的气瓶室放置,气瓶室安装排风装置和防爆灯,可燃气体钢瓶间设置气体检测报警系统,保证了实验室的用气安全。

  (4)电力总负荷根据实验设备需求进行了扩容,安装实验设备的房间都设有单独的电控箱,以220V为主,留有380V供电,设置多个空气开关分别控制,保证使用过程中有漏电现象立即自动切断电源。针对质谱仪等精密仪器,设置独立地线,接地电阻小于4Ω。实验台桌和实验边台的墙壁上每隔一米安装一个电源插座,多数为10A插座,每个实验室至少设置2个16A插座。

  (5)面积过小的实验室打通隔断重新进行了布局,质谱实验室选用面积较大的房间,房间内通过设置玻璃隔断将设备间与操作区分开,减少了仪器噪声对操作人员的影响。由于质谱仪对环境洁净度要求较高,因此质谱实验室均封闭外窗,墙面采用彩钢板材料,保证了仪器室内的洁净度。

  (6)实验室内尤其是仪器室增加了网络插口和电话插口,便于实验数据的传输,也为以后引入LIMS(Laboratory Information Management System)等先进的实验室信息管理系统做好准备。

5、讨论

  5.1准确提出改建需求

改建远比新建的难度大很多,作为使用方的实验室人员在提出改建需求前一定要明确原有的建筑布局、设施和功能哪些是需要保留的,哪些是需要破旧立新的,哪些是要从无到有的,并将这些明确标注在需求图表中。

  5.2 主动与设计和施工方进行沟通

  在实验室改建项目中,“专业的使用者+专业的设计者+专业的建设者=现代化实验室”,但是现实中往往是这三方面很难做到有机的结合。实验室人员在施工前要与设计方和施工方进行充分交流,三方要多次对施工场地进行勘查,保证使用方提出的需求和设计方案都能落地。使用方在施工过程中也要随时跟进,发现导致施工无法顺利进行的问题时,要及时联系设计方申请修改设计图。

  5.3 重点关注特殊实验室的改建

  原子吸收光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、液相色谱质谱联用仪等精密仪器室是实验室改建的重点,这些设备对环境温湿度、排风、供电、供气等的要求都很高。使用方在提出改建需求前要仔细阅读设备安装说明,根据实际场地绘制实验室布局、仪器尺寸和摆放位置、仪器排风口位置、不间断电源连接方式、气路种类连接方式、电源插座分布位置等示意图,连同设备安装说明一并交给设计方和施工方,施工前后请仪器厂家工程师到现场进行技术指导和使用前验收。

  5.4 有序进行实验设备的搬迁

  实验室原地改建势必要进行设备设施的搬进和搬出,这也是使用方要承担的一项重要工作。首先要进行实验室内资产的盘点,将各种设备、家具、化学药品和耗材的名称、型号、数量等信息记录在册。大型精密仪器选择仪器厂家进行拆机、搬运、装机、调试等工作,其他小型设备和设施选择专业的实验室搬迁公司,使用方协助搬迁公司完成此项工作,尤其应注意各类化学药品的运输安全。

  5.5 合理进行改建效果的验收

  实验室改建后的验收包括工程验收和使用验收两方面,使用方不具备工程验收的能力,只负责使用验收,应由使用方和施工方协商制定使用验收方案,改建后在实验人员正常操作的条件下试运行一段时间,检查各改建项目均符合使用方需求后方可通过验收。

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