大型研发实验室设计装修规范和基本要求

一、研发实验室的分类

模块化产品，从设计之初，就是针对研发类实验室进行设计的。其产品特点包括：丰富强大的功能性、能任意变换模块组件的灵活性、可移动性、可持续性等。这些特点可以很好的满足研发类实验室的各种使用需求以及变动、发展需求。 那为什么研发实验室会有这些需求？不同的研发实验室都有什么不同的需求？以下是我个人的分析。因为只有明确需求的场景，才能更好的设计、使用模块化产品。 研发类实验室是一种类型实验室的统称，是针对一些需要经过研究开发工作才能解决的问题而设立的实验室，这些问题可能是一些化学合成、反应机理、生产工艺、优化方案、配方筛选、检测方法、效果验证等方面的内容。 研发的内容多种多样，对实验室的要求自然不尽相同，因此不能一概而论。按照研发内容，可以对实验室功能性和灵活性的需求进行初步的划分：

1、创新型研发实验室

研发实验室的研发工作最困难的就是做一些从无到有的工作，也就是创新。这可能也是我们一般印象中的研发实验室的工作内容。比如：化工行业新型化合物的研发、医药行业新型药品的研发、材料行业新型材料的研制等等。这种创新型的研发工作，需要新的反应机理、新的反应物、新的反应条件、新的反应装置、新的功能点位的配合，而这些需求很大部分需要在实验室内得到满足。 相比于检测类实验室，这种创新型研发实验室的功能需求不一定更多，但是其功能具有很大的不确定性，而且随着研发课题的变更，功能需求变化更大。因此实验室功能需要更加丰富和灵活。 这些需求，通过传统和工艺设计也是可以完成的，毕竟传统实验室存在了这么长时间，但是由此带来一系列问题，比如：实验室存在安全隐患、功能管线私拉乱建、实验物品杂乱、实验室存在异味、实验效率低下等等。 而模块化实验装备产品的出现，可以很好的解决这些问题，因此这种实验室是最适合使用模块化实验装备的场景。 创新性研发实验室在国外的研发机构比较普遍，尤其是大型企业内，比如诺华、辉瑞等。国内的创新型实验室相对落后，资金支持力度也不足。国内的创新研发主要集中于国家科研院所、国家重点实验室、高校等，企业多采用与其合作的方式，企业自身的创新研发受限于自身实力、国家政策、人才结构等因素发展较差。但是这是一种发展趋势，国内这种创新性研发实验室一定会越来越多。

2、功能需求变动频繁的实验室

此类实验室主要包括：教学类实验室、共享实验室、科技孵化器实验室等。此类实验室由于面向不同的用户，进行不同的实验内容，因此实验室需求变化很大，模块化可以更好的满足其使用需求和变更需求。 但是此类实验室对产品的价位比较在意，更注重产品的性价比。

3、工艺优化型研发实验室

相对于创新型实验室，工艺优化型实验室在企业中更加常见。相对于完全从无到有的创新研发，工艺优化是在现有产品工艺基础上进行优化，优化的方向可以是：反应路线、配方配比、生产工艺、包装工艺等。比如：辰欣的固体实验室和制剂实验室、亚宝四药的制剂部门实验室等，这些实验室，工作内容是模拟生产工艺并进行调整优化，有相对固定的实验需求。 另外，有一些仿制药的研发，有一些会偏向于创新，但大部分还是偏向于工艺优化，即从一些国外文献中搜索工艺方法和反应路线，进行重复性实验，再在此基础上进行优化和规避专利保护等内容。由于创新性不高，实验方法和实验需求也相对固定。 此类实验室也会进行课题调整，实验室需求有变化的可能，因此此场景也可应用部分模块化产品。

4、辅助型研发实验室

此类研发实验室，主要是为生产部门进行辅助配合，比如进行检测方法的研发、对产品效果验证等。此类实验室与检测类实验室类似，但是方法方案需要进行摸索研究，需要经常调节检测参数。此类实验室的需求也很固定，可以等同于检测类实验室。辰欣研发实验室很大部分是此类型实验室。

二、模块化产品的应用

模块化产品相比于传统产品，结构和功能更加复杂，因此应用起来也会更加复杂，需要结合客户的具体实验需求定制化的配套相应的功能模块。 同时模块化产品也并不是单独一种产品就可以满足实验室功能性、灵活性、移动性、可持续性等要求的。模块化产品需要配合机电模块、各种功能系统的支持，模块化产品之间也要互相配合，形成更加功能丰富、便捷高效的产品组合，这样才能真正满足实验室的使用需求。 模块化产品在国内是一种新生事物，其应用容易受到客户传统实验室理念、资金实力、现有的规范标准、现行实验室管理条例等因素影响。但是参照国外实验室发展过程，这种新生事物是一个发展的方向，应该借鉴国外同类产品的应用案例，摸索适合国情的应用方法。

1、功能区域划分

实验室按照规模可能是以各栋楼作为大的功能划分，也可能按照楼层进行功能划分，甚至按照房间进行功能区域划分。大的功能区域划分后，再向下细分，最终会具体明确到每个房间的功能定位。 传统实验室会将各个实验室的功能划分的很细，形成大量的小的功能房间。这种划分方式有好处也有弊端，好处是房间功能明确，工艺布局容易标准化、规范化，各功能房间之间互相影响小；缺点是导致工作效率低，空间利用率低，灵活性和可持续性差，实验室整体不够大气美观等。而国外的实验室布局方式则倾向于大开间的功能房间划分形式。可以将相关的实验内容整合到一个大的房间内进行，这种布局方式更加高效、美观、灵活，摆放方式和组合方式也更加多样；缺点是需要做好局部排风和整体排风以及充足、合理的收纳空间，否则大开间内各个区域会互相影响，环境容易杂乱。 模块化产品更适合在大开间的功能区域中使用，因为此类型实验室内的功能需求更加综合，更容易发挥模块化产品功能丰富、灵活、可移动等特点。 另外，功能区域划分可以通过功能墙来进行分隔，区域内部也可以通过功能墙进行部分分隔或半开放式分隔，类似哈密尔顿的做法，既可以使区域划分更灵活，墙体处的功能也更丰富。须注意的是功能墙的封闭性能和承重性能与实体墙有差别，设计时需要考虑。功能墙的应用，可以作为提供功能点位的墙，也可以变成操作边台和收纳空间。

2、通风操作区域与非通风操作区域

涉及到实验反应的操作，危险性较大或者容易产生异味等影响环境的操作，通常需要在通风操作区域进行，而这个区域往往是实验室的核心区域。这个区域需要丰富的功能点位，且根据实验反应需求的变化而产生新的需求或者对原有需求的变动。因此，这个区域更需要模块化产品的灵活性和可扩展可持续性。 通风操作区域最常见的产品就是通风柜，其他还包括：生物安全柜、超净工作台、桌面型排气罩、万向排气罩、原子吸收罩等。 与之对应的是非通风操作区域。一些为实验反应操作做的准备工作、配合工作，危险性小、对环境影响小的操作，可以在非通风操作区域进行。非通风操作区域，由于进行的工作内容比较杂，因此对功能需求也比较大，但是相对固定。 非通风操作区域最常见产品是实验台。 通风操作区域和非通风操作区域是相辅相成，互相配合的。通过对应的产品组合，可以完成很多实验流程。因此这两个区域的合理组合，可以切实提高实验操作效率。 传统布局是靠墙一排通风柜，中间是中央实验台，这种方式比较死板，且操作需要频繁转身，通风操作区域和非通风操作区域间隔了一条人行通道，操作不方便。

3、收纳空间的灵活应用

收纳空间虽然不涉及直接的实验操作，但是会影响实验室的整洁程度，而且收纳空间的规范有序，可以减少物品找寻时间，间接提高工作效率，同时做好收纳，可以减少物品对环境的影响，减少混乱摆放带来的安全隐患，也可以通过对仪器设备的收纳集成相应的功能。因此收纳空间也是实验室设计方案中需要着重考虑的问题。 传统的收纳空间设计，通常是在房间角落放置几个试剂柜、器皿柜等收纳柜。实验台的底柜采用统一的样式，缺少灵活性。收纳空间的灵活应用，比如跟实验操作区域的搭配，可以有效的减少工作半径，提高操作效率。 下图是药品试剂的收纳空间与通风柜的组合，可以在准备反应时或反应进行时，方便的找到需要的药品试剂。 一些集中的收纳空间，则需要考虑是否需要排风功能、收纳柜的类型、特殊物品的收纳需求等问题。

4、仪器检测区域

研发实验室也离不开仪器检测区域，一些实验结果需要仪器进行实时检测，还有一些涉及实验前处理、后处理过程的小型仪器。因此仪器检测区域也需要进行设计。检测仪器种类很多，大体上可以分为小型仪器和大型检测仪器两种。 小型仪器设备区域 小型仪器设备，通常会放置在实验区域附近，便于配合实验操作。小型仪器摆放灵活，可以放在边台或者中央台上，也可以放在悬柱、悬桥实验台上。一些特殊仪器或者高紧密度仪器，如精密天平等，会设置小仪器室或者专门实验室，如天平室、水份仪室等。 大型检测仪器区域 大型检测仪器，因为对安装和运行环境有要求，一般会单独设立仪器室，但是也有为了检测方便，放在实验操作区域附近的案例。大型仪器一般采用专门的仪器台放置。大型仪器按照产品特性，可以独立配置各种辅助功能，比如气相色谱的气路配置、液相色谱的废液系统、溶出仪的纯水机和小推车等。

5、辅助区域

除了一些核心的功能区域，还有一些辅助功能区域，比如高温室、天平室、清洗室、储存室等，这些区域的功能要求相对比较固定。这类实验室可以考虑一些代理产品的植入。