烟草业实验室规划要点浅谈
关键词：实验室
规划设计
恒温恒湿
通风
供气
摘要：本文就烟草行业技术中心、质检站、研究中心实验室建设前期规划设计需要考虑的问题，从规划依据、行业发展趋势、自身特点，对方案的平面和立面设计通风、供气、恒温恒湿、洁净等方面进行了初步探讨。提出实验室建设是一项须多方共同配合的系统工程，在大家通力合作的基础上，做好基本建设的每一项工作。
随着卷烟业技术进步，提高烟草的整体质量，把烟民健康提到更高位置的行业发展趋势中，各中烟企业技术中心开发实验室、联合工房检测实验室建设与改造正在行业内紧锣密鼓的进行。如何将新建或改建的实验室更加方便日常检验和技术开发，更加节能环保是各企业关注的要点，也是实验室建设规划初期需投入时间、精力进行考察、规划、设计的工作。
在我厂异地技术改造过程中，结合我厂生产实际规划了技术中心、联合工房的实验室。同时也就目前业内普遍关注的技术研发以及发展空间预留进行了规划设计。本文就本行业实验室建设需思考、定位、规划的体会作一总结，供同行参考。
1 整体规划
实验室作为企业的重要组成部分，其位置、建筑面积、功能至关重要，决定着能否支持企业可持续发展、检测数据是否可靠、产品质量是否稳定。同时对厂区整体视觉效果也有举足轻重的作用。
作为易地技术改造项目，通常设计工作均由设计院来完成。但目前我们国家设计院业务量均处于过饱和状态，极少有设计院或设计公司能够独立完成涉及实验室内容的整体工程设计。因此，建设方就要根据自身需要提出规划协助设计院工作。
1.1 规划的依据
实验室规划所涉及的专业较多：从厂区整体美学的视觉效果、企业现实生产需要至长远发展空间的预留；实验室必须的恒温恒湿环境的实现到通风、供气、给排水、配电的合理性；消防、安全的强制标准到工作流程的畅通，这些都构成了实验室规划的重要元素。 1.1.1 行业发展趋势
中国卷烟产品正向低焦减害方向发展，卷烟配方、制丝工艺、香精香料、造纸法再造烟叶、膨胀烟丝已成为各企业的工作重点，与之相关的技术研发也竞相展开。
烟气分析对于指导卷烟配方、工艺、品控至关重要，加强化学分析已是不争的事实，这些都构成我们规划实验室的重要依据。 1.1.2 国家与行业的标准、规范
国家设计规范和国家标准是实验室建设的基本依据。同时烟草行业的行业标准多达300多项,与实验室建设相关的行业标准也有百余项。这些为中烟工业技术中心或科研中心实验室平面、立面规划设计提供了基本思路，其中实验室的安全性是第一位的。它包含了实验室工作人员的安全，也涵盖了仪器设备安全的基本要素。更重要的是实验室达标和认可认证制度落实的物质保证。 1.1.3 自身特点
目前国内烟草行业检测内容不尽相同。中烟系统的大部分企业物理检测和化学检测均在企业内部完成，也有些企业是将物检以外的化学检测和将要开展的生物监测集中在省中烟集团检测中心进行。所以在实验室建设、规划初期结合自身特点确定功能边界非常重要。既要注意实验室功能的完整性，也避免不必要的浪费。 2规划内容
2.1 实验室平面布置
实验室平面布局既关系到实验工作流程是否合理，也与工程造价、实验室安全密切相关。归纳起来大致有四方面需重点考虑： 2.1.1有恒温恒湿要求的实验室靠近布置
恒温恒湿实验室[1]的机房尽量少占建筑面积，采用两套以上机组共用一间机房的方式；为实现节约能源，这类实验室墙壁均采用了保温措施，因此将这类实验室就近、并列布置可最大限度减少能量散失； 2.1.2有洁净要求的实验室靠近布置
化学检测中的重金属检测，如Icp-Ms、原子吸收需洁净实验室中进行[2]，以保证监测数据的可靠性。无论几间仪器室共用一套洁净机组还是分别净化，将洁净机组同置一间机房，应该是最为节约占地面积的方案。 2.1.3有通风系统的实验室靠近布置
实验室通风系统是占用室内空间最大的装备，其投资额度也是较大的。为使室内空间更有效利用，降低工程造价，保证良好的通风效果，需就近布置有通风设备的实验室。这样可有效减少通风管道的长度,便于防火分区管理,同时也便于设置补风系统以及必可少的补风热平衡系统。 2.1.4有集中供气系统的实验室靠近布置
中烟企业实验室常用的气相色谱、质谱、Icp-Ms、原子吸收、流动分析等表征仪器要用到惰性气体、助燃性气体、可燃性气体、有毒气体，比如：氮气、氦气、氩气；氧气、零级空气；乙炔气、氢气、石油气、一氧化碳等。这些气体是由汇流供气系统经管线直接输至仪器进气端口。将有这些仪器的仪器室就近布置减少了管线的长度，也提高了危险气体输送的安全性。
2.1.5参观通道
实验区走廊既有工作人员通过的作用，也有领导检查、视察，同行参观的作用。实验室的硬件条件也体现着一个单位的实力。一般来讲，把大型表征仪器室安排在参观通道的起始端可以更好地将实验室实力展现给领导、同行也是向领导汇报工作、在同行中提高公司知名度的有效途径。
2.2 实验室立面布置
在实验室立面布置中仍需沿用工作流程合理的理念，杜绝一个工作流程在不同楼层间反复穿插。造成工作人员为完成一项工作，反复上下楼才能完成。
实验室立面布置主要从1 安全性，2 有害气体排放，3 建筑承重，4 振动等几方面考虑。 2.2.1安全性
实验室建设首先考虑安全性[3]。它包含工作人员的人身安全，同时也包含仪器设备的安全。人员的安全主要考虑水、电、气、有害气体、易燃易爆物品对人体的影响；仪器设备的安全除考虑对人员安全影响的因素以外还需考虑工作状态的安全性和实验数据的安全措施。
实验室供气系统中的气瓶室建设从选址到管线敷设国家有明确的设计规范： 《氢气站设计规范》GB 50177-200
5、《氧气站设计规范》GB 50030-200
7、《乙炔站设计规范》GB 50031-91、《氢气使用安全技术规程》GB 4962-200
8、《气瓶安全检查规程》、《石油化工仪表供气设计规范》SH 3020-200
1、《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB 50493-2009。但在实验室建设中，大部分单位不采用这些危险性气体高压钢瓶供气方式。例如：氢气采用氢气发生器供气方式。即使这样，惰性气体的气瓶间再采取了防爆措施的情况下，也需尽量将其设置在上部楼层。 2.2.2 有害气体排放
化学实验过程中不可避免地会产生一些有毒有害气体。为了减少通风管道长度，为使通风设备工作更加有效降低工程造价，有必要将有通风设备的实验室设置于上部楼层，并对排放的废气进行净化处理。
生物检测实验室（尤其有生物安全危险的实验室）宜设置于上部楼层； 2.2.3 建筑承重
大型表征仪器需要配置不间断电源（UPS），目前越来越多的工程是建设集中的不间断电源系统，这时蓄电池的重量在工程规划初期就需要考虑。其位置尽量设置在建筑的底层。
烟草业有些实验室配备了切丝机、小型卷烟机、振动筛，这些设备自重一般在200公斤左右。在实验室建筑荷载中不可小视，况且有的设备工作过程中还伴有震动。 2.2.4 震动与防震
实验中常用的各类电镜、精密天平、核磁共振等表征仪器安装环境需有严密的防震措施。其振动频率、振幅均需在仪器使用环境要求的允许范围内。否则不但得不到可靠的实验数据，而且极易造成仪器的损坏。防震的前提条件是一定要将这些仪器安放在建筑首层，其次是按照建筑力学的原理建造有效的仪器设备独立基础，以隔绝或衰减建筑及周边环境振动的频率和振幅。 3实验室其他功能需求
实验室是进行科学研究、数据检测的专业场所。为满足实验内容和仪器设备对环境的要求，需要在实验室规划设计时一并考虑。 3.1 配电与照明[4] 烟草业实验室设备中大型用电器主要是恒温恒湿机组和洁净空调机组；仪器中大型用电器主要是各类气相或液相质谱仪以及Icp-Ms。机组配电强度不会小于几十千瓦，质谱仪的配电强度也需在六千瓦以上。而且对他们的配电方式须采用树干式与放射式结合的方法以提高控制精度、降低造价。
实验室照明系统有安全规定（试剂间、防爆气瓶间需配置防爆照明器具），也有照度、均匀度及色温要求。需进行颜色鉴别的实验室照度不小于500Lux、色温接近日光，照明系统最好分为工作照明和常规照明。不进行颜色鉴别实验时开启常规照明，以延缓工作照明灯具性能下降，节约投资。照明均匀度也需按照烟草行业标准设计建造[5]。 3.2 地线系统
目前国内配电均采用三相五线制。实验室地线系统在此基础上依仪器对使用环境的要求，有时要建设直流工作接地系统。通常采用《电子信息系统机房设计规范》 GB50174-2008进行设计、施工，以保证仪器设备正常工作。 3.3通风系统热补偿
实验室通风系统在逐级（楼内与楼外、楼道与室内、通风设备与室内）负压的工作方式下，补风系统采用全新风方式。补进室内的新风随四季的变化会有几十度的温度变化。不但使人体很不适应，影响工作人员的健康，还破坏了仪器设备的工作环境。为使实验室内温度保持在允许的范围内，在补风系统内需设置换热器将空调系统冷热源引入。
结语
实验室规划建设是一项系统工程，关联的专业、技术、理念很多。需要协调各使用部门、设计院、工程公司通力合作才能顺利完成预期工作任务，建成设计理念现代、工作流程合理、环保节能好用的实验室。
参考文献:
[1] 刘晓艳.恒温恒湿实验室温度、湿度检测方法探讨[J],工业计量，2012（5）；43-45.[2] 占永革.痕量分析实验室空气净化系统的特点及工程设计[J]，实验室研究与探索2004
（5）;44-46.[3] 戴芳.实验室安全挂你体系建立的思考[J],实验室研究与探索,2012(4);199-202.[4] GB50054-2011 低压配电设计规范
中华人民共和国住房和城乡建设部 中华人民共和
国国家质量监督检验检疫局联合发布.[5] YC/T 38-1998 卷烟厂照明设计标准
国家烟草专卖局.
