实验室功能设计的基本要求

要建设一个现代化的实验室,使其能更好地为生产、科研、教学服务,除了先进的科学仪器和完善的实验设备时提升科技水平、促进科研成果的必备条件以外,实验室的建设也是一个非常重要的物质条件。实验室功能设计的基本要求是建设设计的前提和依据,在建设单位委托设计单位进行设计时,必须由各实验室或研究室人员共同参加研究,反复讨论,确定各实验室方案。现将实验室功能设计的基本要求分述如下。

一、实验室总体功能划分

1、区域划分以及房间功能设置

根据实验室定位进行区域划分和功能设置。实验用房主要包括化学分析实验室、仪器分析实验室、光谱实验室、天平室、前处理室等;辅助功能用房包括纯水室、洗涤室、制样间、更衣间、资料室等;公共设施用房包括配电室、制冷机房、空调机房、计算机房、气瓶间、试剂库等。

实验区域划分和功能设置工作是一项非常重要的基础工作,因为不同的实验区域和房间功能设置涉及许多配套设施涉及,如通风系统、电源系统、气路系统等,合理的区域划分和功能设置不仅可以满足实验要求,还可以有效节约工程造价、方便施工、降低日常维护成本。

2、房屋使用面积确定及预留

实验室房间面积大小需要按照实验室的需求进行设计,与建筑模数有关,采用何种模数及何种结构形式需要根据实验室的实际情况进行确定。

这部分工作应该由实验室决策层决定,切不可掉以轻心。应该充分考虑实验室业务的发展前景,既要有前瞻性,预留一定发展空间,又要考虑经济性,不能无限制地扩大。特别是对于旧建筑改造的情形,当实验室内部各部门从自身的角度出发期望获得更多的空间,从而产生矛盾时,更需要决策层从总体上进行科学的调研分析,合理安排空间分布。

3、实验室平面功能图

在区域划分及房间功能设计的基础上,形成实验室平面功能图,对房间功能进行标注,便于后续设计工作的统一性。实验室在设计过程中变动情况较多,因此,最好在一份统一的平面功能图基础上进行各专业设计,以保持施工设计图的连续性和完整性。

二、实验室功能设计的一般要求

应该根据每个实验室的要求合理设计,通常需考虑如下因素。

1、房间位置

(1)底层:设备质量较大或要求防震,则可设置在底层。

(2)朝向:各实验室都有自己的要求,大型仪器间一般要求避免太阳直射,化学分析室由于滴定、比色等需要通过观察颜色确定结果,因此房屋的光线要好。有些辅助房间或实验室本身要求朝北,比如天平室。

(3)楼层:有的实验室要求洁净、安静,应尽量放在高层。

2、室内尺寸

如实验室要求空气调节系统必须吊顶,层高就要相应地增加,由于实验室需要安装的通风、气体等辅助设施管道较多,实验楼的层高设计时通常应高于普通办公楼。有些实验室用于特殊仪器(如某些大型机械设备)的安装,则需要单独按照特殊仪器要求进行单独设计。

3、房间要求

房间要求指为满足实验要求而对环境的控制,如实验室对洁净度的要求;普通分析实验室要求一般清洁;对于一些从事衡量分析的实验室,为避免样品污染,则需要在超净实验室中完成实验。许多实验和仪器设备则需要在相对恒定的温度和湿度环境中进行。此外,实验室还有许多通用性的要求,如各种材料要求防腐、防火,房间要求安静,不能有强烈的震动等。

4、门

实验室的门有各种要求,主要要求如下。

(1)开启方向:分内开外开。一般化学、生物实验室以及有爆炸危险的房间门都外开。

(2)门洞尺寸:由二分之一个标准单元组成的实验室门洞宽度不应小于1m,高度不应小于1.2m,高度不应小于2.10m,一般为子母门、双开门。特殊要求的房间的门洞尺寸根据具体情况确定。

(3)弹簧:有的要求单向弹簧或推拉门。

(4)隔声:要求安静的实验室需设置隔声门。

(5)保温:有冷藏或恒温要求的应采用保温门。

(6)屏蔽:如需防止电磁场干扰,就需设置屏蔽门。

(7)另外,一般实验室的门应该有观察窗。

5、窗

实验室的窗需满足下列要求:

(1)通常设置采暖以及空调的实验室在满足采光要求的情况下应减少外窗面积。设置空气调节的实验室外窗应该具有良好的密闭性及隔热性,一般为双层窗。

(2)一般情况下窗扇是关闭的,用空气调节系统进行换气,当检修、停电时,则可以开启部分窗扇进行自然通风。开启方向一般为向外开启。

(3)有洁净要求的实验室采用固定窗,以避免灰尘进入室内。

(4)有的实验室为防止灰尘从窗缝进入,又保证窗扇可以开启,一般采用密闭窗。

(5)遮阳的要求根据实验室的需求而定,有时需要水平遮阳,有时需用垂直遮阳,有的可用百叶窗。

6、顶棚

通常由于实验室管线比较复杂,为便于日常维护检修,国外实验室大多数不用吊顶。但是国内由于施工质量难以保证,特别是对空气质量难以保证,为保证实验室内美观整洁,因此大多数实验室依然采用吊顶。生物安全实验室必须吊顶。

7、地面

地面一般要求清洁、防滑、防放射性污染、防静电、干燥、防震。对于防震,有两种类型的震动,一种是实验本身所产生的震动,要求设置防震措施,以免影响其他房间;另一种是实验或精密仪器本身所提出的防震要求