Tối ưu hóa thiết kế phòng thử nghiệm

Phòng thử nghiệm là không gian chuyên biệt, chuyên thực hiện các thí nghiệm, thử nghiệm, xét nghiệm (gọi chung là thí nghiệm) đòi hỏi một khoản đầu tư tài chính đáng kể. Cho dù thuộc một công ty tư nhân hay tổ chức giáo dục đại học cấp nhà nước, các phòng thử nghiệm có thể nhanh chóng và dễ dàng thích nghi với nhiều mục đích sử dụng khác nhau để tận dụng tối đa khoản đầu tư đó.

Trước đây, theo nhiệm vụ chức năng, các phòng thử nghiệm thường được tách riêng dẫn đến sự trùng lặp các nguồn cung cấp, hạn chế không gian và cơ hội hợp tác. Ngày nay, với mục tiêu tối ưu hóa không gian và ngân sách sẵn có, các nhà lãnh đạo đang thực hiện một chiến lược thích ứng trong thiết kế phòng thử nghiệm, đó là tập trung vào việc bố trí không gian linh hoạt, thống nhất cơ sở hạ tầng tiện ích và lựa chọn vật liệu tối ưu nhất .

Đặc biệt, một môi trường thích ứng cho việc sử dụng đồ nội thất hiện đại, các cấu kiện chế tạo sẵn và thiết bị dùng chung; cơ sở hạ tầng tiện ích thống nhất và hệ thống phân phối hiện đại; bệ đỡ kết cấu thống nhất cho các bức tường, trần và sàn để dễ dàng di chuyển các thiết bị và đồ đạc; sử dụng các vật liệu đáp ứng cấp độ cần thiết về sạch sẽ, an toàn và vòng đời của phòng thử nghiệm hoạt động hoàn hảo nhất.

Hình ảnh minh họa/ Ảnh Internet

Khám phá khả năng tiềm ẩn - các nhà máy thí điểm

“Các nhà máy thí điểm” thường được coi là một cơ sở riêng biệt (không bao gồm phòng thử nghiệm) để sản xuất và thử nghiệm nhỏ. Thiết lập kế hoạch với tầm nhìn xa, nhà máy thí điểm có thể dễ dàng thích nghi để sử dụng như một phần mở rộng của phòng thử nghiệm chung.

Một công ty chuyên sản xuất nhỏ có thể có các nhà máy thí điểm với các phòng có diện tích lớn hơn để chứa các thiết bị, dụng cụ cụ thể. Sử dụng các nhà máy thí điểm thử nghiệm đặc biệt có quy mô nhỏ hơn và phù hợp với các nhiệm vụ đơn lẻ. Lập kế hoạch cho một nhà máy thí điểm thích ứng sẽ có thể tăng mục đích sử dụng tiềm năng bao gồm mở rộng chức năng phòng thử nghiệm chung.

Thực hành tốt nhất khi lập kế hoạch và lập trình cho nhà máy thí điểm là tiêu chuẩn hóa. Sử dụng thiết kế phòng thử nghiệm chung làm điểm khởi đầu, xác định diện tích tối thiểu của nhà máy thí điểm bằng diện tích đã thiết lập gian kết cấu (khoảng cách giữa các bệ đỡ cột kết cấu) và chiều cao trần. Khi có kế hoạch phát triển nhà máy thí điểm (nghĩa là đưa ra diện tích tổng thể cho các hoạt động sản xuất nhỏ), có thể mở rộng diện tích giả định tối thiểu theo kích thước và quy mô cần thiết để phát sinh lợi nhuận đầu tư thích hợp (ví dụ, nhà máy thí điểm ( s) có thể sử dụng để mở rộng phòng thử nghiệm, sản xuất nhỏ và / hoặc thử nghiệm đặc biệt).

Vị trí tối ưu cho (các) nhà máy thí điểm là trên cao trình mặt đất. Lối ra bên ngoài thông qua cửa trên cao hoặc cửa công nghiệp lớn khác cho phép bốc xếp vật tư, thiết bị và vận chuyển hiệu quả đến các pallet cần xe kéo hoặc xe nâng hỗ trợ.

Về mặt cấu trúc, lý tưởng nhất là nên cách âm mỗi phòng của nhà máy thí điểm, bao gồm cách âm cho sàn, tường và mái / trần. Mục tiêu nhằm cách âm căn phòng, cho phép thoải mái thực hiện nghiên cứu có thể bị rung và / hoặc phát ra âm thanh…, không gây phiền phức cho những người xung quanh hoặc những người khác trong tòa nhà. Ngược lại cũng là để bảo vệ nhà máy thí điểm khỏi tiếng ồn và / hoặc rung động từ phòng thử nghiệm chung làm ảnh hưởng đến việc nghiên cứu.

Khi xác định diện tích, vị trí và các thông số kết cấu của (các) nhà máy thí điểm tổng thể, các phòng trong nhà máy cần phù hợp với chiến lược thích nghi sử dụng trong phòng thử nghiệm chung, nhưng thận trọng sử dụng theo các yêu cầu nghiêm ngặt nhất được quy định tại nhà máy thí điểm. Đặc biệt, cung cấp bệ đỡ kết cấu đồng nhất cho các bức tường, trần và sàn để không chỉ phù hợp với phòng thử nghiệm FFE mà còn phù hợp với cả các thiết bị xử lý cần thiết; sử dụng cơ sở hạ tầng tiện ích đồng nhất về loại, tải trọng và thời gian khả năng tiếp cận phù hợp đối với cả phòng thử nghiệm và nhà máy sản xuất; bảo đảm mức độ hoàn thiện cao nhất.

An toàn là trên hết

Tại (các) nhà máy thí điểm, phải cách âm các hệ thống cơ khí/HVAC riêng biệt. Trao đổi không khí, thông gió, chất lượng không khí trong nhà và thải khí vào môi trường phải phù hợp với sử dụng không gian. Yêu cầu hệ thống ống nước có thể bao gồm bồn rửa, vòi hoa sen, kết nối ống yếm, cống thoát sàn và/hoặc máy ly tâm để xả chất thải. Có thể dẫn khí qua đường ống hoặc hộp nhỏ. Mạng điện nên có kích cỡ và xác định phân loại khu vực có nguy cơ tiềm ẩn. Khuyến cáo loại 1 nhóm 1, vì đây là phân loại vật liệu nguy hiểm liên quan đến các vật liệu dễ cháy, khí dễ cháy. Bảo vệ hệ thống phân phối điện và chiếu sáng khỏi cháy nổ theo tiêu chuẩn.

Cần xem xét vị trí, số lượng lưu trữ/sử dụng vật liệu nguy hiểm (hệ thống mở hoặc đóng), tối đa cho phép, giảm thiểu, ngăn chặn cháy nổ và yêu cầu thông gió. Hệ thống phòng cháy chữa cháy có thể bao gồm thiết bị chữa cháy, bình chữa cháy cầm tay, hệ thống phát hiện và báo cháy.

Đối với các vật liệu có độ nhạy cao, kiểm soát nhiễm khuẩn và nguy cơ nhiễm chéo, phòng sạch tốt sẽ loại bỏ sự tích tụ bụi bẩn, tạp chất và dễ dàng làm sạch tối ưu. Tối thiểu, căn phòng này phải dễ dàng làm sạch, bất kể là hình thức nghiên cứu nào. Tuy nhiên, (các) nhà máy thí điểm liên quan đến các mặt hàng chăm sóc cá nhân hoặc các sản phẩm thực phẩm yêu cầu về môi trường khắt khe cần được xây dựng theo tiêu chuẩn phòng sạch, bao gồm HVAC riêng và thông gió cho phòng.

Lập kế hoạch để tiết kiệm chi phí

Lập kế hoạch để tăng hiệu quả do đó tiết kiệm chi phí như một khoản hoàn vốn đầu tư. Tuy nhiên, việc trang bị (các) nhà máy thí điểm cho nhiều mục đích sử dụng khá tốn kém. Như với phòng thử nghiệm chung, chi phí xây dựng cho từng feet vuông nhà máy thí điểm rất cao. Một cơ hội để tối ưu hóa không gian và ngân sách có sẵn là theo cách tận dụng kho lưu trữ và các nguồn.

Các nguồn cung cấp từ vật tư tiêu hao đến thiết bị phòng thử nghiệm hoặc thậm chí có thể phân chia khu vực phòng họp/ hợp tác. Có thể hợp nhất thiết bị phòng thử nghiệm khi phân chia để hạn chế thiết bị không sử dụng. Yêu cầu không gian tổng thể hẹp nếu không gian hội họp liên tục bị chiếm dụng.

Lưu kho đồ nội thất, cấu kiện chế tạo sẵn và thiết bị không sử dụng thường xuyên bên ngoài là cách tối ưu hóa không gian sẵn có bằng cách giảm lượng lưu trữ trong phòng thử nghiệm chung hoặc nhà máy thí điểm. Việc lưu trữ thiết bị bên ngoài phụ thuộc vào tần suất lưu chuyển của cơ sở. Ví dụ, nếu hàng tháng định hình lại (các) nhà máy thí điểm, có thể sử dụng kho lưu gần hơn trong tòa nhà lân cận, thay đổi theo định kỳ nửa năm thì dễ dàng thực hiện đối với thiết bị được lưu kho từ vị trí này.

Ngoài việc xây dựng tính linh hoạt cho chính phòng thử nghiệm, việc tiếp cận linh hoạt với lập kế hoạch và thiết kế cho phép các nhóm sử dụng đưa ra các giải pháp sáng tạo, các phương án thiết kế tối ưu đáp ứng sự phát triển không gian phòng thử nghiệm trong tương lai.

Bài liên quan

ustainable Lab Design and Optimization Strategies

Tố Quyên dịch

Nguồn: Lab Manager – Hoa Kỳ