10 lời khuyên hữu ích giúp thiết kế một phòng thí nghiệm hiệu quả

Phòng thí nghiệm là nơi cung cấp những môi trường công nghệ cao cần thiết cho những nhà nghiên cứu khám phá và tạo nên những liệu pháp y học đột phá, những tiến bộ trong nông nghiệp và phát triển nên những giải pháp sáng tạo đáp ứng với những thách thức của Thế giới hiện nay.

Một phòng thí nghiệm (PTN) thành công là kết quả của việc lên kế hoạch, hợp tác và phối hợp rộng rãi giữa bên thiết kế và đại diện của các bên liên quan.

Ngay cả chi tiết nhỏ nhất khi được thực hiện không chính xác cũng có thể có tác động không tốt đến chức năng và sự an toàn của PTN. Vì vậy việc làm sao những không gian này phù hợp với các nhà khoa học là rất quan trọng. Hãy đọc về 10 lời khuyên hàng đầu của chúng tôi dưới đây, bạn sẽ có nhiều ý tưởng khi xây dựng phòng thí nghiệm hiệu quả:

1. Hãy buộc những bên có liên quan đến dự án có mặt trong buổi họp kick-off để thu thập thông tin thiết kế, thiết lập tầm nhìn và định hướng chung cho toàn bộ dự án, sau đó sử dụng trong suốt giai đoạn thiết kế để đảm bảo thực hiện nhất quán.

Điều này được đánh giá rất quan trọng nhưng cũng chứa rất nhiều thách thức.
Nhóm này có khả năng sẽ bao gồm nhiều người: có thể là Giám đốc công ty, Người sử dụng PTN, Quản lý PTN, Nhân viên các phòng ban, Đại điện quản lý cơ sở vật chất, bảo trì…. Mỗi người sẽ có một quan điểm khác nhau nhưng những thông tin này sẽ là nguồn thông tin vô giá cho việc thiết kế.

Tham khảo sơ đồ về những người liên quan, và những thông tin họ có thể sẽ cung cấp như hình ảnh bên dưới:

2. Chọn ra kích cỡ của PTN đáp ứng được yêu cầu của người dùng

Thường kích cỡ của PTN đã được chọn và đưa ra từ trước. Tuy nhiên, việc kích cỡ của PTN không phù hợp với nhu cầu sử dụng có thể dẫn tới không gian lưu trữ, không gian thao tác quá ít, kém tính linh hoạt, hạn chế sự mở rộng và hạn chế nhiều chức năng của phòng; hoặc không gian quá dư thừa, dẫn tới thao tác làm việc không hiệu quả và mất thời gian, lãng phí chi phí xây dựng và đầu tư…

Trường hợp thiếu không gian có thể dẫn tới việc cố gắng mở rộng không gian PTN vào các không gian khác như hành lang, không gian chung dẫn tới không đảm bảo an toàn.

=>Bằng cách làm việc với người sử dụng và người quản lý PTN sớm trong quá trình thiết kế, nhóm thiết kế có thể chọn kích thước phòng thí nghiệm một cách thích hợp bằng cách xác định số lượng và loại người dùng phòng thí nghiệm (ví dụ: Bao nhiêu nhà nghiên cứu? Sinh viên tốt nghiệp hoặc đại học, ứng dụng là gì, số lượng-kích thước máy móc và thiết bị cần có là bao nhiêu, kế hoạch mở rộng trong tương lai gần?)

Thông qua sơ đồ, kế hoạch và quy trình làm việc, nhóm thiết kế có thể phối hợp sử dụng không gian hiệu quả, tối đa sự an toàn cho không gian chung.

3. Xác định sớm các khu vực đặc biệt cần kiểm soát

Với xu hướng thiết kế mới, tập trung vào sự minh bạch và nghiên cứu trên màn hình (“Research on display”), việc xác định sớm các khu vực cần kiểm soát cho phép các nhà thiết kế PTN và kiến trúc sư tạo ra một tòa nhà vừa có tính thẩm mỹ mà vẫn đáp ứng tất cả các yêu cầu về bảo mật và an toàn.

Chủ yếu tập trung vào việc xác định loại và số lượng hóa chất có thể được sử dụng trong PTN để hiểu tác động lên thiết kế tổng thể. Việc không xác định sớm về sự có mặt của các hóa chất dễ cháy nổ, và có khả năng gây nguy hiểm có thể dẫn đến các vấn đề về bảo mật, lo ngại rò rỉ, các vấn đề liên quan đến hệ thống xử lý khí và thiếu phòng hoặc thiết bị lưu trữ hóa chất đầy đủ, chuyên dụng.

Để xác định các khu vực này, bạn cần làm việc với HSE (bên đánh giá an toàn) trong giai đoạn thiết kế phương án ban đầu, nhận diện loại và số lượng tối đa của các hóa chất sẽ sử dụng trong mỗi PTN để thiết lập các khu vực kiểm soát, chú ý tới việc thay đổi mục đích sử dụng hoặc mở rộng phạm vi sử dụng hóa chất trong tương lai.

4. Lên kế hoạch cho việc lưu trữ hóa chất

Trong bất kỳ phòng thí nghiệm nào có sử dụng nhiều hóa chất và thí nghiệm hóa học thì việc lập kế hoạch lưu trữ phù hợp và đầy đủ là rất quan trọng để tránh các nguy cơ tiềm ẩn và các vấn đề về bảo mật. Bằng cách làm việc với EH&S sớm trong quá trình thiết kế cũng như thảo luận với người sử dụng và người quản lý phòng thí nghiệm, các nhà thiết kế có thể xác định các loại hóa chất, khí cần lưu trữ và xác định loại lưu trữ cần thiết.

Điều này giúp loại bỏ khả năng lưu trữ những loại nguy hiểm, không phù hợp trên bàn hoặc trên mặt bàn tủ hút, hỗ trợ góp phần cho PTN được an toàn, hiệu quả.

5. Liên kết tủ hút với hệ thống điều khiển HVAC

Với mục đích đảm bảo an toàn, hiệu quả và ổn định áp suất của phòng, nhà thiết kế PTN phải làm việc thật sát với nhóm kĩ sư thiết kế cơ khí để đảm bảo sự liên kết giữa các tủ hút và hệ thống điều khiển HVAC.

Bắt đầu bằng việc xác định loại tủ hút sẽ được sử dụng trong PTN, cách mà bạn muốn điều khiển các tủ hút, số lượng tủ, tích hợp cả EH&S và những yêu cầu trong thiết kế tòa nhà.

Việc này sẽ đảm bảo bạn có được số lần thay đổi khí vừa phù hợp với yêu cầu của tòa nhà và vừa đúng với yêu cầu của PTN. Ngoài ra, nó còn đảm bảo áp suất phòng yêu cầu và đảm bảo chức năng hút của tủ hút.

6. Phối hợp với các kĩ sư cơ khí, điện, đường ống để đảm bảo bản vẽ có sự phối hợp tốt

Đây có vẻ như là điều hiển nhiên, nhưng có trường hợp khi hệ thống ống treo tường lại cắt ngang các dãy kệ; hoặc các nguồn điện chờ lại không phù hợp với hệ thống bàn. Điều này liên quan đến cả vấn đề thẩm mĩ và xây dựng, tạo ra những điều khó xử cho nhà thầu, nhân viên bảo trì và ảnh hưởng tiêu cực tới hình ảnh của PTN.

Để phát triển các bản vẽ phối hợp tốt, người thiết kế PTN, kiến trúc sư và kỹ sư MEP phải làm việc cùng nhau và kiểm tra lại bản vẽ kỹ lưỡng.

Việc sử dụng các công cụ kỹ thuật 3D như BIM hoặc Revit có thể giúp ích, nhưng hãy chắc chắn bạn cũng kiểm tra mặt bằng 2D để đảm bảo cái nhìn toàn diện về không gian. Chúng tôi khuyên bạn cũng nên chạy các chương trình để phát hiện trường hợp đụng độ và kiểm tra thiết bị, chiều cao trần với kỹ sư cơ khí.

7. Có được danh sách thiết bị đầy đủ, toàn diện

Một phần vai trò của người thiết kế PTN là trao đổi như thế nào với những người liên quan để đưa ra được danh sách thiết bị cần thiết. Đôi khi, có thể người làm việc trực tiếp với bạn không phải là người nắm rõ thông tin từng thiết bị hoặc nắm hết những dữ liệu bạn đang cần.

Có được danh sách này, bạn sẽ nắm được các vấn đề như:

–          Cách quy hoạch, bố trí các không gian trong phòng

–          Xác định, chọn loại bàn, nội thất phù hợp để đặt và sử dụng thiết bị

–          Có được các yêu cầu về điện, cáp hoặc internet, điện dự phòng

–          Lên kế hoạch cho hệ thống đường ống nước và HVAC

8. Xem xét độ tỏa nhiệt của thiết bị

Hãy tưởng tượng bạn đang làm việc trong 1 phòng thí nghiệm với các thiết bị tỏa nhiệt liên tục, hoặc tạo ra nhiệt đáng kể trong 1 khoảng thời gian nào đó. Nếu thiết kế hệ thống làm mát không hiệu quả, không những bạn sẽ cảm thấy khó chịu, làm việc không hiệu quả mà còn gây tác động tiêu cực tới tuổi thọ của các thiết bị khác trong phòng.

Việc phối hợp với kĩ sư cơ khí để xem xét nhiệt lượng tỏa ra của thiết bị là việc cơ bản cần phải làm, đặc biệt với những không gian có những thiết bị tỏa nhiệt như tủ đông, tủ lạnh, máy ly tâm, lò nung… ASHRAE cũng cung cấp hướng dẫn tính toán nhiệt lượng của một số máy móc thông thường, bạn có thể tham khảo.

9. Kiểm tra độ cộng của cửa, các không gian cần cho di chuyển, xoay thiết bị trong tòa nhà.

Lẽ dĩ nhiên các phòng thí nghiệm cần phải duy trì một mức độ linh hoạt nhất định, có thể với một số thiết bị cần di chuyển khắp tòa nhà, hoặc chuyển từ phòng này sang phòng khác, hoặc sẽ được dời bỏ trong tương lai. Để tránh việc khó khăn trong di chuyển sau này, người thiết kế PTN cần cân nhắc, kiểm tra đường đi, tính toán các cửa, không gian xoay thiết bị từ vị trí giao hàng tới vị trí sử dụng và ngược lại.

10. Biết khi nào nên và không nên sử dụng dòng nội thất linh hoạt

Trong một thế giới ngày càng cạnh tranh và thay đổi nhanh chóng, nội thất linh hoạt có thể mang lại rất nhiều lợi ích, đặc biệt là cho những dự án thay đổi mục đích/ứng dụng thường xuyên. Tuy nhiên, với mức đầu tư cao hơn nội thất cố định 20-35%, người thiết kế PTN cần hướng dẫn, thảo luận với khách hàng về nhu cầu, kế hoạch cụ thể của từng không gian để quyết định phương án đầu tư hiệu quả.

Có nhiều tình huống dùng nội thất cố định lại là lựa chọn tốt hơn. Những điều cần cân nhắc tới có thể là: máy móc được đặt như thế nào, bàn ghế cần vững tuyệt đối hay có thể rung nhẹ, có thường xuyên thay đổi hay điều chỉnh bàn ghế hay không….

Đặc biệt với những thiết bị mà độ rung là tiêu chí quan trọng cần xem xét. Ví dụ kính hiển vi, nếu kính hiển vi đặt trên bàn di động có thể gây ra độ rung nhẹ khi di chuyển, và ảnh hưởng tới quá trình cũng như kết quả nghiên cứu. Những thiết bị này cần được đặt trên bàn chuyên đặt kính, hoặc bàn cân, hoặc bàn cố định. Nếu các chỉ tiêu trên không phải là chỉ tiêu chính cần cân nhắc, sử dụng nội thất linh hoạt sẽ mang lại hiệu quả chi phí về lâu dài.

Với 10 lời khuyên trên đây, bạn có thể có một số ý tưởng để bắt tay vào một quy trình thiết kế và lập kế hoạch phòng thí nghiệm thành công hơn.

Tìm hiểu thêm về nội thất phòng thí nghiệm được ITS Vietnam phân phối.

Nội thất phòng thí nghiệm nghiên cứu

Nội thất phòng thí nghiệm trường học

Nội thất phòng thí nghiệm nhà máy

Tủ hút, tủ an toàn sinh học, tủ cấy vi sinh

Nguồn: Clark Nexsen