實驗室的新建、改建、擴建設計要求
“以人為本,人與環境”己成為人們高度關注的(de)課題(ti)。本着“安全、環保、實用、耐久、美觀、經濟”的規劃設計理念。
一、實驗室設計要求
根據試驗任務需要,實(shi)驗室有貴重的精密儀器和各種化學药品,其中包括易燃及腐蚀性(xing)药品。另外,在操作過程中常(chang)產生有害的氣體或(huo)蒸氣。因此,對化驗室的房屋結構、環境、室内設施(shi)等有其特殊的要求,在筹建新化驗室或改建原(yuan)有化驗室時都應考(kao)虑。
化驗室用房大致(zhi)分為三類:精密儀器實驗室、化學分析實驗室、辅助室(辦公室、储藏室、鋼瓶室等)。化驗室要求远离灰尘、煙雾、噪音和震動源的(de)環境中,因此化驗室不應(ying)建(jian)在交通要道、锅炉房、機房及生產车間近旁(车間化驗室除外)。為保持良好的氣象(xiang)条(tiao)件,一般應為南北方向。

1. 精密儀器室
精(jing)密儀器室(shi)要求具有防火、防震、防電磁干扰、防噪音、防潮、防腐蚀、防尘、防(fang)有害氣體侵入的功能,室温盡可能保持恒定。為保持一般儀器良好的(de)使用性(xing)能,温度應在15~30℃,有条件的控製在18~25℃。湿度在60%~70%,需要恒温的儀器室可(ke)裝雙層門窗及安裝空調。
儀器(qi)室可用水磨石地(di)或防静電地板,不推荐使用地毯,因地毯易积聚灰尘,還會產生静電、大型精密儀器室的供電電壓應稳定,一般允許電壓波動範围(wei)為±10%。必要時要配備附屬設備(如,稳壓電源等)。為保證供電不間断,可采用雙電源供電。應設計有專用地線,接地極電阻小於4Ω。
氣相色谱室(shi)及原子吸收分析室因要用到高壓鋼瓶,設在就近能建鋼瓶室(方向朝北)的位置。放儀(yi)器用的實驗臺與牆距(ju)离500mm,以便於操作與維修,室内有有良好的通風,原子吸(xi)收儀器上方設局部排氣(qi)罩。
微型計算機和微機控製的精密儀器對供電電壓(ya)和頻率有一定要求。為防止電壓瞬變、瞬時停電、電(dian)壓不足等影響儀器(qi)動作,可根據需要(yao)選用不間断電源(yuan)(UPS)。
在設計專用的儀器分析(xi)室的(de)同時,就近配套設計相應(ying)的化學(xue)處理室,这在保護(hu)儀器和加強管理上是有必(bi)要的。
2.化學分析室
在化學分析室中進行樣品的(de)化學(xue)處理和分析測定,工(gong)作中常使用一些(xie)小型的電器設備及各種化學試剂,如操作不(bu)慎也具有一定的危(wei)险性,针對这些使用特點,在化學分析室設計上應注意以下要求:
(1)建筑要求:化(hua)驗(yan)室的建筑應耐火或用不易燃的材料建成,隔断和顶(ding)棚也要考虑到防火性(xing)能。可采用水磨石地面,窗戶要能防尘,室内采光要好,門應向外開,大實驗室(shi)應(ying)設兩個出口,以利於发生意外時人員(yuan)的撤离。
(2)供水和排水:供水要保證必须的水壓、水質、和(he)水量(liang)以满足儀器設備正常運行的需要,室内总阀(fa)門應設在易操作的顯(xian)眼位置,下水(shui)道應采用耐酸(suan)碱腐蚀的材料,地面應有地漏。
(3)通風設施:由於化驗工作中常(chang)常會產生有毒或易燃的(de)氣體,因(yin)此(ci)化驗室要有良好的通風条件,通風設施一般有3種:
① 全室通風:采用排氣扇或通風竖井,换氣次数一般為5次/時。
② 局部排氣罩:一般安裝在大型儀器发生有害氣體部位的(de)上方。在實驗室中產生有害氣體的上方,設(she)置(zhi)局部排氣罩以减少室内空氣的污染。
③ 通風柜:这是實驗(yan)室常用的(de)一種局部排風設備。内有加熱源、水源、照明等裝置。可采(cai)用防火防爆的金屬材料製作通風柜(gui),内涂防腐涂料,通風管道要能耐(nai)酸碱氣體(ti)腐蚀。風機可安裝(zhuang)在顶層機房(fang)内,並應有减少震動和噪音的裝臵,排氣管應高於屋顶2m以上。一臺(tai)排風機连接一個通風(feng)柜较好,不同房間共用一個風機和通風管(guan)道(dao)易发生交叉污染。通風柜(gui)在室内的正確位置是放在(zai)空氣流動较小的地方,或采(cai)用较好的狭(xia)縫式通風柜。通風柜臺面高度800mm,宽750mm,柜内净高1200-1500mm,操作口高度800mm,柜长1200-1800mm。条縫處風速0.3-0.5m/s視窗開启高度為300-500mm。挡板后風道宽度(du)等於(yu)縫宽2倍以上。
(4)煤氣與供電:有条件的化驗室可安裝管道煤氣。化驗室的電(dian)源分照明用電和設備(bei)用電。照明采用荧光燈。設備用電中,24h運行的電器如冰箱單独供電,其(qi)余電(dian)器設備均由总開關控製,烘箱、高温炉等電熱(re)設備應有專用插座、開關及熔断器。在(zai)室内及走廊上安裝應(ying)急燈,備夜間突然停電時使用。
(5)實驗臺:實驗臺主要由臺面、臺下(xia)的支架和器皿柜組成,為方便操作,臺上可設置药品架,臺的兩端可安裝水槽。
實驗臺面一般宽750mm,长根據房間尺寸,可為1500-3000mm,高可為800-850mm。臺面常用贴面理化板、實芯理化板、耐(nai)腐人造石或水磨石预製板(ban)等製成。臺面應平整、不易碎裂、耐酸碱及溶剂腐蚀,耐熱,不易碰碎玻璃器皿等。
3. 辅助用室
(1)药品储藏室:由於(yu)很多(duo)化學試剂屬於易燃、易爆、有毒或腐蚀性物品,故不要購置過多。储藏室仅用於存放少量近期要用的(de)化學药(yao)品,且(qie)要符合危险品存放安全要求。要具有防明火、防潮湿、防高温、防日光直射、防雷電的功能。药品储藏室房間(jian)應朝北、干燥、通風良好,顶棚應遮阳隔熱,門窗應坚固,窗應為高窗,門窗應設遮阳板。門應朝外開。易(yi)燃液體储(chu)藏室室温一般不許超過28℃,爆炸品不許超過30℃。少量危险品可分類隔离贮存(cun)。室内設排氣降温風扇,采用防爆型照明燈具。備有消防器材。可以采用符合上述条件的半(ban)地下室為(wei)药品储藏室。
(2)鋼瓶室:易燃或助燃氣體鋼(gang)瓶要求安(an)放在室外的鋼瓶室内,鋼瓶室要求远离熱源、火源及可燃物仓库。鋼瓶室要用非燃或(huo)难燃材料構造,牆壁用防爆牆,轻質顶盖,門朝外開。要避免阳光照射,並有良好的通風条件。鋼瓶距明火熱源10m以上,室内設(she)有直(zhi)立稳固的鐵架用於放置鋼瓶。
二、平面設計系統
平面設計我們主要考虑以下几個方面的因素:
1. 疏散、撤离、逃生、順畅、无阻,安全通道;一般實驗室門主要向里開,但如設置有(you)爆炸危险的房間(jian),房門應朝外開,房(fang)門材質應選擇壓力玻璃。
2. 人體學(前后左右工作空間),完美的設備與科技工作者操作空間範围的协調搭(da)配體現了(le)科學化、人性化的規劃設計。
在做平面設計的時候,首先要考虑的因素(su)是就是“安全”,實驗室是易发生爆炸、火災、毒氣泄露等的場所。我們(men)在做平面設計的(de)時候,應盡量地要保持實驗室的(de)通(tong)風流畅、逃生通道畅通。根據國际人體工程學的標準。我們做如下的劃分以供參(can)照(zhao):實驗臺與實驗臺通道劃分(fen)標準(通道間隔用L表示):
L>500mm時,一边可站人操作;
L>800mm時,一边可坐人操作;
L>1200mm時,一边可坐人,一边可站人,中間不可過人;
L>1500mm時,兩边可坐人,中間可過人;
L>1800mm時,兩边可坐人,中間可過人可過儀器。
天平臺、儀器臺不宜离牆太近,离牆400mm為宜。為(wei)了在工作发生危险時易於疏(shu)散,實驗臺間的過道應全部通向走廊。另:實驗室建筑層高宜為3.7米-4.0米為宜,净高宜為2.7米-2.8米,有洁净度、壓力梯度、恒温恒湿等特殊要求的(de)實(shi)驗室净高宜為2.5米-2.7米(不包括吊顶);實驗室走廊净宽宜為2.5米-3.0米,普通實驗室雙門宽以1.1米-1.5米(不對称對開門)為宜,單門宽以0.8米-0.9米為宜。
3.專業學科功能:實驗室通常按物理學,无機化學,有機合成化學,生物學來分類。根據實驗室内容、用途和規模的(de)不同又各有(you)自己的特點,主要由化學基本實驗室、儀器分析實驗室、洁净實驗室、電子計算機室、研究室、辅助實驗室、服務供應室等組成。

化學基本實驗室,主要是進行容量分析、离子測定、氧化還原等實驗,一般設計的裝備有:實驗臺與洗涤臺;通風柜及管道修檢井;带(dai)試剂架的實驗臺(tai)及辅助工作臺,需(xu)考虑設在實驗室内的研究(jiu)空間或電脑臺,药品柜、器皿柜、落地安臵的儀器設備、急救器等。
儀器分析實驗室,主要配備各種大型精密分析儀器,同時,也包括普(pu)通小型分析儀等,一般設計的裝備有:儀器臺、實驗臺、通風柜、天平臺、電脑臺、氣瓶柜、洗涤臺、器皿柜、药品柜、急救器、萬向排氣罩、原子吸收罩等。以下列(lie)出各類儀器分析實驗室的(de)要求,以供參考。
各類儀(yi)器分析實驗室要求:
氣相色谱分析室:主要是對容易轉(zhuan)化為氣態而(er)不分解的液態有機化合物及氣態樣品的分析。儀器(qi)設備主要有氣(qi)相色谱儀,具有計算機控製系統及数據(ju)處理系統,自動化程度很高,對有機化合物具有分离能(neng)力,所用载氣主要有:H2、N2、Ar、He、CO2等。但對高沸點化合物,难(nan)挥发的及熱不稳定的化合物、离子化合物、高聚物的分离卻无(wu)能為(wei)力。要求局部排風及(ji)避(bi)免阳光直射在儀器上,避免影(ying)響電路系統正常工作的電場及磁場存在,一般設計:儀器臺(應离牆以便儀器維修)、萬向排氣罩、電脑臺(一般在儀器臺旁配臵)、边臺、洗涤臺、試剂柜等。
液相色谱分析室:主要體現在高效率分离,對复雜的有機化合物分离(li)製取純净化(hua)合物,定量分析和定性分析,儀器設備主要有:液相色谱儀,適宜於高沸點化合物、难挥发化合物、熱不稳定化合物、离子化合物、高聚物等,弥补氣相(xiang)色谱儀(yi)的不足。環(huan)境和(he)實驗室基礎裝備設計要求與氣相色谙室相近。
質谱分析室:主要是對(dui)純有機物的定性分析(xi),實現對有機化合物的分子(zi)量、分子式、分子結構的測定,分析樣品可以是氣體、液體、固體,主要設備有質谱儀、氣-質聯用儀。質谱儀是利(li)用電磁學的原(yuan)理,使物(wu)質的离子按(an)照基特征的質荷比(即質量m與電荷e之比—m/e)來進行分(fen)离並進行(xing)質谱分析的儀器,缺點是對复雜(za)有機混合物的分离无能(neng)為力。氣相色谱分离效率高,定量分析簡便的特點,結合質谱儀灵敏度高,定(ding)性(xing)分析能力強的特點,兩種儀器聯用為氣-質聯用儀。可以取长补短,提高分析質量和效率。質谱儀可能有汞蒸(zheng)汽逸出,要考虑局部排風。
光谱分析室:主要是根據物(wu)質對光具有吸收、散射的物理特(te)征及发射光的物理(li)特性,在分析化學领域建立化學分(fen)析(xi)。主要的儀器(qi)是原子发射光谱儀、原子吸收光谱儀,分光光度計、原子荧光光谱儀、荧光分光光度計、X射線荧光儀、紅外光光谱儀、電感耦合等离子體(LCP)光谱儀、拉曼光谱儀等。實驗室應盡量远离化學實驗室、以防止酸、碱、腐蚀性(xing)氣體等對儀(yi)器的损害,远离辐射源。