实验室设计之建筑配套设计(一)

实验室设计应当考虑提高工作效率、提高人员舒适性、减低职业病的风险和伤害。 实验室建设,无论是新建、扩建、或是改建项目,都必须根据实验室的总体要求,进行合理的全面规划、布局。实验室规划设计主要包括如后六个方面:平面设计,装备单台结构、功能设计,给、排水设计,电控系统设计,特殊气体配送系统设计,有害气体输出(或称通风)系统设计。

一、实验室平面设计

平面设计主要考虑以下几个要素:

1、功能区(室)空间分布的合理性

顺畅、无阻,留有安全通道;一般实验室门向里开,但如设置有爆炸危险的房 间,房门应朝外开,房门材质最好选择压力玻璃。

2、安全性

实验室是最易发生爆炸、火灾、毒气泄露等的场所。做平面设计的时候,应注意工作空间的适度宽松和有序,而非无规则的形状。充分考虑一旦危险事故发生时,人员疏散、撤离、逃生的通道应该畅通无阻,所有门的开启方向不应妨碍人们在惊慌中将门打开(推开外开门比拉开内开门要容易)。天平台、仪器台以离墙400-500mm为宜。为了在发生危险时易于疏散,实验台间的过道应全部通向走廊。实验室建筑层高以3.7m-4m为宜,吊顶以2.7m-2.8m 为宜。有洁净度、压力梯度、恒温恒湿等特殊要求的实验室净高取2.5m-2.7m (不包括吊顶);实验室走廊净宽宜为2.5m-3m。普通实验室双门宽以1200mm-1500mm(不对称对开门)为宜,单门宽以800mm-900mm为宜。

3、方便性和舒适性

符合人体力学的完美设备与科技工作者操作空间的和谐统一,体现了科学化、人性化的规划设计。根据实测,实验台之间的通道宽度与工作者的操作活动空间存在如后的关系(用L表示通道宽):当L>500mm时,一边可站人操作;L>800mm时,一边可坐人操作;L>1200mm时,一边可坐人,一边可站人,中间不可过人;L>1500mm时,两边可坐人,中间可过人;L>1800mm时,两边可坐人,中间可过人可过仪器。

4、专业学科功能

不论是物理学,无机化学,有机合成化学,生物学实验室,其设计的基本原则都是具有共同性的。但是,根据专业内容、用途和规模的不同又各有特点。例如:学校的基础教学实验室,按学科专业分,多为较简单的教学实验,对水电气风等要求较低。而科研、事业、企业单位的实验室,对实验室通风、给排水、电控及洁净度等的要求较高。以有机化学为例,主要由化学基本实验室、仪器分析实验室、洁净实验室、电子计算机室、研究室、辅助实验室、服务供应室等组成。

下面是几种实验室功能房的设计要点。

原子吸收室

基本条件:原子吸收室地面一般是水磨石地面和地板,操作台高0.75米,宽0.80米,台面离墙0.5米。原子吸收室不宜和液相色谱、气相色谱设在同一个房间内。原子吸收室要配备样品处理间,样品处理间要有通风橱,上下水,药品柜。     

电路:单相三线(火、零、地),仪器多的原子吸收室三相五线。

气路:一般设三种气路管线, 氮气、乙炔气、空气, 气路由室外钢瓶间进入室内, 进入室内后总管线 通过稳压阀分向每一台色谱仪,在连接每一台色谱仪前加针型阀,助燃气可用空气压缩泵。

通风:原子吸收使用可燃气体, 燃烧过程放出大量二氧化碳, 因此要有良好的通风 ,其一是在仪器上方安装排风罩,配套风管和屋顶风机,。其二是在房间靠走廊墙的下方离地面200mm处设400*400mm的百叶通风口。

室温:原子吸收室室温度一般要求在22°-27°C,大的化验室都采用整体空调,空调出风口要设在房间的上部。

气相色谱室

基本条件:一般为水磨石地面和地板。色谱台高0.75米,宽0.80米,台面离墙0.5米。TCD检测器的尾气要用管线连接到室外。 色谱仪用的助燃气可用空气压缩泵,氢气可用氢气发生器或三气发生器。 色谱室要配备样品处理间,样品处理间配置通风橱、上下水、药品柜。

电路:单相三线(火、零、地),仪器多的色谱室三相五线。

气路:一般设三种气路管线,氮气、氢气、空气,有条件的可加氦气。气路由室外钢瓶间进入室内(气路上要加过滤器)。进入室内后总管线通过稳压阀分向每一台色谱仪,在连接每一台色谱仪前加针型阀。

通风:色谱室有氢气燃烧放出的二氧化碳,因此要有良好的通风, 在仪器上方安装排风罩,配套风管和屋顶风机。在没有整体空调的实验室可在房间靠走廊墙离地面200mm处设置400*400mm的百叶通风口。

室温:色谱室温度一般要求在22°-27°C之间,大的化验室都采用整体空调,空调出风口要设在房间的上部,  风不能直吹色谱仪。

液相色谱室

基本条件:液相色谱室的地面一般是水磨石地面和地板,色谱台高0.75米,宽0.80米,台面离墙0.5米, 采用水磨石板,上面铺胶皮板,液相色谱不和气相色谱放在一个房间,液相色谱室要配备样品处理间, 样品处理间要有通风橱,上下水,药品柜。

电路:单相三线(火、零、地),仪器多的色谱室三相五线。

通风:液相色谱室有有机气体,因此要有良好的通风,在仪器上方安装排风罩(如图所示),  采用屋 顶风机,一般在房间靠走廊侧墙的下边离地面200mm高设400*400mm的百叶通风口。

室温:液相色谱室温度一般要求在22°-27°C之间。大的化验室都采用整体空调,空调出风口要设在房间的上部。

恒温恒湿实验室

室中央:是设置中央实验台的空间,通常在中央实验台的纵向侧面或中间设置洗涤台,台上设置试剂架,也可设置万向抽气罩。 

右侧靠窗:放置边实验台,作业台,天平台,边台试剂架,万能组合,吊柜。

右侧靠门:放置通风柜,实验台,洗涤台,干燥架,药品柜,储物柜(通风柜的位置应便于通风管道的连接)。

门的左右:通常放置安全设备,紧急喷淋器,洗眼器,灭火器等。

左侧靠门:设置通风柜,边实验台,边台试剂架,洗涤台,吊柜,安置大型装置和设备。

左侧靠窗:放置边台,作业台,边台试剂架,安置大型装置和设备的地方。

窗的位置:窗下的空间可设置边台,测试台,显微镜台,操作时视觉良好。

纯水室:设计的实验装备主要有;边台和洗涤台。现代实验室多使用去离子水、水量大且能保证水质。地面需设地漏。

气瓶室:除不燃气体(氮气、二氧化碳)、惰性气体(氩气、氦气等)之外,其他有高压、剧毒、氧化分解、爆炸等危险的气体,易燃气体:氢、一氧化碳;剧毒气体如氟、氯气;助燃气体氧气等的气瓶不得进入实验室,只可以管子接到各实验室内。

溶液配制室:用于配制各种标准溶液和不同浓度的溶液。在允许的条件下,可由两个房间组成,其一设有天平台。另一间作配制试剂和存放试剂之用,一般应配置:通风柜、实验台、试剂柜。