理化实验室设计方案介绍

实验室案例|美国宇航局约翰逊航天中心(JSC)人类健康性能实验室(21号楼)

食品理化实验室在专业上主要涉及食品相关理化指标的检测,主要检测项目有蛋白、水分、灰分、钙、磷、盐、微生物、矿物质、药残等。在功能上又涉及到排水、通风、排风、供电、空调、消防、废气、废液处理等复杂的工艺技术,同时还要考虑到环保、安全、可持续性发展等诸多因素,因此是一个复杂的系统工程。关于理化实验室设计的方案又该怎么去做呢?

一、设计要求

1.环境要求

1.1通风

实验室经常由于实验时间长,人员多和实验过程中产生一些有害气体,造成空气污浊,对人体不利。为了防止实验室工作人员吸入或咽入一些有有毒的、可致病的或毒性不明的化学物质和有机气体,实验室中应有良好的通风,必要时应设空调。通风设备有:通风柜、通风罩或局部通风装置。除了楼主提到的外,需要注意有机溶剂 前处理和使用电炉进行前处理的通风柜应分别布置在不同的实验室,局部排风装置和排风罩必须具有足够的功率,否则实际工作中难以满足使用要求。

1.2湿度和温度

实验室要求适宜的温度和湿度。室内的小气候,包括气温、湿度和气流速度等,对在实验室工作的人员和仪器设备有影响。夏季的适宜温度应是18-28℃,冬季 为16-20℃,湿度最好在30%(冬季)-70%(夏季)之间。除了特殊实验室外,温湿度对大多数理化实验影响不大,但是天平室和精密仪器室应根据需要 对温湿度进行控制 。

1.3洁净度

经常保持实验室的清洁是非常重要的。室外大气中的尘埃,借通风换气过程会进入实验室,实验内含尘量过高,空气不净,不但影响检测结果,而且,其微粒落在仪 器设备的元件表面上,可能构成障碍,甚至造成短路或其他潜在危险。洁净实验室是要花银子的,建议不是特殊需要可不进行洁净实验室设计,若有需要可以对大型 精密仪器室、特殊实验室进行设计,一般达到万级净化要求即可。若有多个洁净实验室,送排风系统应各自独立设计,独立使用。

2.设施要求

2.1供水与排水、排污

实验室都应有供排水装置,排水装置最好用聚氯乙烯管,接口用焊枪焊接。化学检验实验台有可能都应安装水管、水龙头、水槽、紧急冲淋器、洗眼器等,一般实验 室的废水无须处理就可排入城市下水网道,而实验室的废水必须净化处理后才能排入下水网道。现代化的实验室都应建设配套的污水处理站,一般实验室的废水 无须处理就可排入污水处理站进行处理,对高浓度的酸碱废水应先中和再排入污水处理站,对此类废水的排放建议采用耐酸减的排水管道,从实验室直接排放到处理 站,对大量使用有机溶剂的实验室应安装耐有机溶剂的排水管道,例如可采用铸铁管接入污水处理站,也就是说,实验室应根据不同功能,采用不同材料的排水管 道,分别设计相互之间不交叉,分别排放到污水处理站。实验室的废水必须净化处理后才能排入下水网道。实验室的供水有自来水和实验用纯水,除了自来水, 建议安装纯水处理装置,保障实验室用水,并且再相关实验室纯水终端加装超纯水处理装置,满足精密仪器使用要求。

2.2供电

电力是实验室重要动力。为保障实验室的正常工作,电源的质量、安全可靠性及连续性必需保证。一般用电和实验用电必须分开;对一些精密、贵重仪器设备,要求 提供稳压、恒流、稳频、抗干扰的电源;必要时须建立不中断供电系统,还要配备专用电源,如不间断电源(UPS)等。

2.3供气与排气

实验室使用的压缩气体钢瓶,应保持最少的数量,必须牢牢固定,或用金属链栓牢,绝不能靠近火源,直接日晒,高温房间等温度可能升高的地方使用。实验室的废气的处理,如量少,可直接排出室外;但排出管必须高出附近房顶3m左右,对毒性较大或数量多的废气,可参考工业废气处理方法如用吸附,吸收,氧化,分解等 方法来处理。如果理化实验室不是在最高一层,废气的排放必须采用专用管道从楼顶排放。

二、功能与布局

1.特性

根据理化检验科实验室工作的特性,应创造一个安全、舒适、美化的实验室工作环境,办公区域与实验区域分开,即形成非受控区域和受控区域。

理化实验室应配置样品前处理室、理化分析室(精密仪器室)、天平室、留样室、办公室等。

2.布局规划

2.1样品前处理室

实验室必须有排风设施,独立排气柜,有机、无机前处理室分开,占用面积不少于30m2/间,墙、地板、实验台、排气柜等要绝缘、耐热、耐酸碱和耐有机溶剂腐蚀;地面应有地漏,防倒流。设置中央实验台的实验室应设供实验台用的上下水装置、电源插头。 

理化实验室设计

2.2理化分析室(精密仪器室)

色谱室:

气相色谱室,气质联用室:可联用,以单台计算面积不小于10m2为宜。

液相色谱室,液质联用仪室:可联用,面积不小于20m2/间(以单台计算)

标准化的至少需要3台液相色谱仪,两台共用一个实验室,至少2个房间

离子色谱室可以与液相室联用,单独实验室房间建议15m2以上。 

光谱室:

建议配置独立三相380V电源。

原子吸收室:独立排风(外排)通道,上下水。

原子荧光室:独立排风(外排)通道。

原子吸收与原子荧光室可联用,条件好的可配备ICP-MS室,单独实验室房面积建议15m2以上。

2.3天平室

天平室应有双层玻璃和窗帘,有恒温恒湿系统,天平台必须防震,天平台放置必须离开墙壁1cm,可购置防震型天平台或砖砌大理石台面天平台。建议8m2以上。

2.4小型仪器室

小型仪器室应有足够的电源插座,最好安装稳压装置,配备水池。可存放紫外可见分光光度计,显微镜,酸度计等小型仪器。建议15m2以上。

2.5 留样室

存放样品柜、工作台。房间面积建议20m2以上。

独立的样品存储室,存储柜功能区间应划分清楚,标明未检样品、在检样品和已检样品。样品室必须干燥、通风、防尘、防鼠。

2.6 办公室

作为实验室管理及数据报告填写等工作要求,具体根据实验室人员设定。建议20m2以上。独立的样品存储室,存储柜功能区间应划分清楚,标明未检样品、在检样品和已检样品。样品室必须干燥、通风、防尘、防鼠。