实验室家具设计与应用

实验室家具是特殊的定制类专用家具。它不同于办公家具,它的使用常与水、电、气、化学物质以及仪器设备相接触,因此对家具的结构和材料提出更高的要求。在实验室建设时,必须针对实验室的工作内容、环境条件和具体要求进行家具设计和选型。实验室家具的布局、功能、灵活性设计是实验室建筑设计的重要组成部分。实验室家具大致可概括为:

1、试验台(化学试验台、仪器试验台、天平台、洗涤台等种类繁多)、

2、台面(环氧树脂台面、实芯理化板台面、TRESPA千思板台面、贴面理化板台面等)

3、实验用柜(样品柜、药品柜、试剂柜、气瓶柜、危险品柜、器皿柜等)

4、实验椅凳(钢制、木质等,方便实验和节约空间为原则)

5、洁净柜(又称超净工作台,有单人、双人、单面、双面、串联使用)

6、生物安全柜(一级、二级、三级)

7、通风柜(桌面通风柜、台面型通风柜、步入式通风柜、外补风型通风柜等)

在进行设计之前,首先要对目标实验室的性质、目的、任务、依据和规模进行总体规划。

1、实验台

1.1全木结构实验台

     这是国内较普遍采用的形式,质量较轻,有较灵活,而且可以做成各种单元组合式,器缺点是不牢固,易损坏。

 1.2铝木结构试验台

     外框为铝合金型材,整个试验台的受力由铝合金立柱来完成,由专用连接件连接(或塑料连接件或锌合金连接件等)。可灵活拆装,做成各种单元组合方式,比全木结构试验台灵活、牢固、美观、大方。是目前经常采用的形式之一。造价较高。

1.3钢木结构试验台

      受力由镀锌方管焊接而成的框架承受,具有结构牢固、安装方便等特点。其缺点较铝合金框架重。

1.4全钢结构试验台

    整个框架均为镀锌方管焊接而成,柜体也为钢板制作而成。经久耐用,美观大方,但造价较高。是目前高端实验室最常采用的实验室

 某质检院钢木结构实验台

某食药中心铝木结构试验台

某生物实验室中心全钢结构实验台

2、台面(环氧树脂台面、实芯理化板台面、TRESPA千思板台面、贴面理化板台面等)

2.1环氧树脂台面:主要为加强型环氧树脂成分,有平滑而安全的弧形收边,是模具一体成型的化学台面板。内外材质一致(通体),损坏时可修复还原。具有卓越的耐酸、耐碱、耐撞击、耐高温(约800度)等优点。造价高。

 2.2、实芯理化板

1)实芯理化板可独立使用而不需粘贴在任何基材上,相比贴面板,具有更高强度、彻底防水而美观等优点。如用作台面材料,建议使用13mm厚度以上的实芯理化板,以确保足够的强度和美观。

2)实芯理化板成本低,用途广。抗撞击:特殊高压牛皮纸加酚醛树脂经高温固化而成,使面板有较强的抗撞击性。

抗高温:实芯理化板表面对燃烧的香烟有较强的防护能力,该材料阻燃,面板不会融化或爆炸。

耐刻刮:特殊的表面结构,使实芯理化板有较好的耐刻刮性。

耐 磨:实芯理化板有很强的耐磨性,适用于有重物放置处,或需要频繁清洗处。

易清洁:紧密的无渗透表面,使灰尘不易粘在上面,因此该产品可以用相关的溶剂很方便的清洗,而不会出现褪色现象。

多种多彩:特殊的材质决定了实芯理化板可以做成多种颜色的板材,客户可以根据自己的喜好而定制不同的色板。

多种厚度:特殊材质决定了实芯理化板可以做成多种不同的厚度以供客户选用。(12.7/14.6/16/19mm)

   2.3、TRESPA千思板台面

        千思板具有优异的耐冲击性、耐水、耐湿性、耐药性、耐热性、耐磨性,而且其耐气候性也很优异。太阳光照射也不会引起变色、褪色。此外,产品难于沾上污垢,易清洗,维修保养方便。产品的美丽可持续长久,千思板的冲击吸收力以及特殊制造工艺使其具有一定威力的抗震性。

2.4、贴面理化板

    其表面材料为一种特殊配方的树脂,附着于素色或花色的色纸上,芯材为含浸酚醛树脂的牛皮纸,排叠后,经高温、高压压制而成,适用于各种有防化学物质腐蚀要求的实验室台面和橱柜表面及其他有防化学物质腐蚀要求的装饰性水平或垂直表面。

表面耐磨性、耐冲击性、耐刮刻性、防火性、易于清洗、防静电、良好的耐化学侵蚀性、防辐射、防潮性。   

3、实验用柜(样品柜、药品柜、试剂柜、气瓶柜、危险品柜、器皿柜等)

是实验室家具中主要储藏药品和试剂的产品。根据产品材质又可划分为全木型、全钢型以及全PP型。根据安全指标可划分为普通型和抽气性。其目的是使实验室内有毒有害和易挥发的物品得到最为妥善的保存。

5、洁净柜(又称超净工作台,有单人、双人、单面、双面、串联使用)

是为了适应现代化工业、光电产业、生物制药以及科研试验等领域对局部工作区域洁净度的需求而设计的。

注意:超净工作台(clean bench)与生物安全柜(Biosafety Cabinet)不同。超净工作台只能保护在工作台内操作的试剂等不受污染,并不保护工作人员,而生物安全柜是负压系统,能有效保护工作人员。

6、生物安全柜(一级、二级、三级)

生物安全柜是为操作原代培养物、菌毒株以及诊断性标本等具有感染性的实验材料时,用来保护操作者本人、实验室环境以及实验材料,使其避免暴露于上述操作过程中可能产生的感染性气溶胶和溅出物而设计的。

实验室生物安全等级应用的生物安全柜等级 所能提供的保护

生物安全实验室等级 生物安全柜等级 人员防护 实验品防护 环境防护

1-3 I

1-3 II

4 III

生物安全柜可分为一级、二级和三级三大类以满足不同的生物研究和防疫要求。

7、通风柜(桌面通风柜、台面型通风柜、步入式通风柜、外补风型通风柜等)

 通风柜的主要功能:通风柜的功能中最主要的是排气功能,在化学实验室中,实验操作时产生各种有害气体、臭气、湿气以及易燃、易爆、腐蚀性物质,为了保护使用者的安全,防止实验中的污染物质向实验室扩散,在污染源附近要使用通风柜,以往通风柜使用台数较少,只在特别有害且危险的气体及产生大量热的实验中使用。通风柜只担负实验台的辅助功能。

考虑到改善实验环境,在实验台上进行的实验逐渐转移到通风柜内。这就要求在通风柜里要有最适于设备使用的功能。特别是大多新建的实验室都要求有空调,因此,在建筑的初步设计阶段就要将通风柜的使用台数纳入空调系统的计划。

        由于通风柜在生化实验室中占有非常重要的位置,从改善实验室环境、改善劳动卫生条件,提高工作效率等方面考虑,通风柜的使用台数飞跃地增加。随之而来的是通风管道,配管、配线、排风等都成为实验室建设的重要课题。 使用通风柜的最大目的是排出实验中产生的有害气体,保护实验人员的健康,也就是说要有高度的安全性和优越的操作性,这就要求通风柜应具有如下功能:

(1)、 释放功能:应具备将通风柜内部产生的有害气体用吸收柜外气体的方式,使其稀释后排除室外的机构。

(2)、不倒流功能:应具有在通风柜内部由排风机产生的气流将有害气体从通风柜内部不反向流进室内的功能。为确保这一功能的实现,一台通风柜与一台通风机用单一管道连接是最好的方法,不能用单一管道连接的,也只限于同层同一房间的可并连,通风风机尽可能安装在管道的末端(或层顶处)。

(3)、隔离功能:在通风柜前面应具用不滑动的玻璃视窗将通风柜内外进行分隔。

(4)、补充功能:应具有在排出有害气体时,从通风柜外吸入空气的通道或替代装置。

(5)、控制风速功能:为防止通风柜内有害气体逸出,需要有一定的吸入速度。决定通风柜进风的吸入速度的要素:实验内容易产生的热量及与换气次数的关系。

其中,主要的是实验内容和有害物的性质。通常规定,一般无毒的污染物为0.25―0.38m/s,有毒或有危险的有害物为0.4―0.5 m/s ,剧毒或有少量放射性为0.5―0.6m/s,气状物为0.5m/s,粒状物为1m/s。为了确保这样的风速,排风机应有必要的静压,即空气通过通风管道时的摩擦阻力。另外,确定风速时还必须注意噪音问题。通过空气在管道内流动时以7―10m为限,超过10m将产生噪音,通常实验室的(室内背景噪声级)噪声限制值为70dBA。增加管道裁面积会降低风速,也就降低了噪音。考虑到管道的经费和施工问题,必须慎重选择管道及排风机的功率。

(6)、耐热及耐酸碱腐蚀功能:通风柜内有的要安置电炉,有的实验产生大量酸碱等有毒有害气体具有极强的腐蚀性。通风柜的台面,衬板、侧板及选用的水咀、气咀等都应具有防腐功能。在半导体行业或腐蚀性实验中使用硫酸、硝酸、氢氟酸等强酸的场合还要求通风柜的整体材料必须防酸碱,须采用不锈钢或PVC材料制造。