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实验室功能分区与平面布局之各类分析实验室
实验室功能分区与平面布局之各类分析实验室

   分析实验室是一类属于分析化学学科的化学实验室,它如同无机化学实验室、有机化学实验室、物理化学实验室、生物化学实验室等一样,各类实验室各有自己的特点,但实验室设计的基本原则都是具有共同性的,显示了综合性化学实验室的特性。
   设有大量标准实验台的传统化学实验室是基本的形式,这是化学实验室的主体,又称基本实验室。随着科学技术的发展,先进的分析技术和现代微机化学分析仪器不断问世和创新,导致了化学实验室的面貌发生一系列变化。所以除了化学基本实验室外,还需设置多种特殊实验室。有的称之为特种辅助实验室,我们称为仪器分析实验室,其所占的比例则又随着科技和工业的发展在不断的提高。采纳各种现代分析仪器的仪器分析实验室将逐步成为实验室的主体之一。这里所谓“辅助”实际上并不是辅助性的,只是以此区别传统的基本实验室而已。
   为了便于实验工作的有效开展,尚需附设各种其他房间,使实验室成为一个有机的整体。各实验室的组成部分或房间的多寡是随实验室内容、用途与规模的不同而已。实验室的主要组成分为五个部分:基本实验室部分、辅助实验室部分、研究室部分、服务供应部分及行政管理部分。
2.6.1
化学实验室

   化学实验室实质就是化学基本实验室,根据实验任务和要求,可有几个或数十个相同的实验室房间构成,这些房间的大小与形式上的选择,各类化学实验室有各自的要求,例如按其实验宗旨可分为:学校用的教学实验室、科研院所用的研究实验室、厂矿用的工业实验室,这三大类实验室的任务侧重面各不相同、供实验人员多少不同,因此在实验室设计中既有共性,又有差异,需分别对待。

2.6.1.1 化学实验室的形式
(1)小空间形式
   以标准模数为基本单元的实验室,适用于研究实验室,能为研究人员提供一个安静的工作环境,其缺点是各室研究人员之间的联系与相互了解不如大空间实验室方便。
(2)中等空间或大空间形式,这是由于多个基本单元所组成的大房间,这种大空间对某些研究实验室不甚适用,因相互干扰较大。
(3)带分隔的大空间形式,它是利用隔墙,甚至以通风柜或其他辅助实验家具等将一个大房间分划为小空间,所以这种形式实际上也是介于以上两种形式之间的折中形式。这种形式有利于空间的利用,增进研究人员间的相互联系,并具有管线安装方便和管理容易等优点。
(4)灵活空间形式
    在灵活性方面一般地可以从下列几个方面去考虑:承重分隔墙,特别是横隔墙,希望能尽量地少,如有可能可采用框架结构比较有利;楼面设计荷载应根据具体情况而定,但不宜取过低值,尽量少设固定实验台,即使是固定实验台也最好考虑设计成由标准尺度的预制构件所组成,以利于重新拆装。管道检修井宜配置充分,这样可避免将来再在楼板上开孔。灵活空间,有两种形式。
第一种为带活动分隔墙的灵活空间。这种活动分隔墙有特殊构造,装拆方便,但沿墙管线必须明敷。同时管网系统须具有很大的灵活性,不然活动分隔墙的优越性不突出,因为通常非承重分隔墙的改变还是比较容易做到,而管线的变更则比较困难的。
   第二种为通用灵活空间。这是一个大空间,从平顶上到处可以引下电线以及服务供应软管,地面上到处可以接上、下水管道,因此带水盆的实验台与通风柜都是可移动的。
2.6.1.2 化学实验室的其他条件
化学实验室除对实验台通风柜等要求外,还应根据实际使用情况,设置必要的条件。
(1)冷却循环自来水及洗涤用水的龙头至少应设置1-2个,甚至更多,同时在水池上配置有纯水供给点。
(2)化学实验室应有化验盆、水槽、洗涤池,含有水封,防止实验废水返味。实验室内应有地漏,防止跑水,浸泡实验室等水患。
(3)实验室应设置单相插座若干,设置独立的配电盘、漏电空气开关,必要时要设有三相电源。
(4)实验室配有空调系统,其风口应采用喷塑或其他处理过的金属材料制成,化学实验室一般不设回风口。
(5)实验室的照明灯具不宜用金属制品,若选用金属灯具需经表面处理,以防止腐蚀。
(6)各种管线应尽量避免外露,实验室应简洁。有条件应设置火灾烟雾报警器等。
(7)安全设施包括消防灭火系统,惰性气体灭火系统,安全柜,紧急事故淋洗器洗眼器
(8)供气设施包括供气站、供气板、用气板及其管路系统等。

2.6.1.3 化学实验室的室内装饰
   地面材料要根据各实验室的使用要求选择。无耐酸要求的房间一般可采用水磨石或不起灰的陶瓷板地面;有防潮要求的精密仪器室可考虑采用木地板;在有耐酸、耐碱、耐油等要求时,可根据其介质浓度采用过氯乙烯涂料地面、塑料地面或耐酸陶瓷板地面。墙面可根据具体设计标准选用普通墙面抹灰、油漆或瓷砖墙裙、油漆、涂料墙面等。
   实验室的门窗要求耐腐蚀,应选用耐腐性优良的材质制造,使用铝制门窗应经氧化着色处理,或静电环氧树脂粉末喷涂、电泳涂漆等型材,既美观又耐腐蚀;也可选用塑钢窗、涂有防腐漆的钢窗或木窗。室内门宜选用木门,门最好以自由门或向外开启为宜。
2.6.2
仪器分析实验室
   仪器分析实验室对室内的要求一般都比化学实验室为高。仪器分析实验室一般都有空调要求,如恒温恒湿、空气净化、气流、排风等问题。在气候较潮湿地区要求防潮,对于早期实验室用若干红外线灯、小型去湿器、窗式空调器、小型独立柜式空调器。现代实验室有条件的采用中央空调系统。对于防振要求较高的仪器设备,除了对实验室的位置要进行考虑外,尚需考虑设置独立的设备防振基础和隔振措施。仪器分析实验室一般要求兼有交流、直流电源,以及单相、三相两种电源插座,并常有稳压要求。有的还有防电磁干扰的要求,需要接地和电磁屏蔽等。有的需要有冷却水和各种气体供应,包 括真空和压缩空气,保护气体和载气等。仪器分析实验室的建筑装修标准通常都考虑较高一些;墙面做油漆涂料或油漆墙裙;地面做木地板、陶瓷板地面、塑料地面以及大理石地面等;实验室的实验台:如为样品处理室工作台可参照化学实验台;如为放置仪器的工作台需稳固,可采用全钢结构或钢木结构及防静电台面等。同样,实验室要求防尘、防腐蚀,都应给予足够的重视和妥善地解决。
2.6.2.1 仪器分析实验室的要求
   仪器分析实验室主要设置各种大型精密分析仪器,同时也包括普通小型分析仪等。这些分析室大都由几个小室组成,组成房间的大小和数量随各类仪器而异;即使是同类仪器,如其型号不同,其要求往往也不相同,而且有时会有较大差别。
仪器分析实验室的组成
 仪器分析实验室组成包括分析仪器室、样品处理室、暗室、研究室、更衣室、机房等。
2.6.2.2 仪器分析实验室的平面布置
   仪器分析实验室一般都有防振、防尘和较恒定的室温要求和一定的湿度要求,在具体设计时应满足该仪器产品说明书提出的要求。
   仪器分析实验室通常可与基本实验室一样沿外墙布置,或将它们集中在某一区域内
这样有利于与各个研究室和基本实验室相联系,并可统一考虑诸如空调、防护等方面的措施。对于某一科研项目来说,为了实验研究方便起见,仪器分析实验室也可考虑按科研项目分散布置,这样同一种分析仪器室在一幢楼里就得有多组。另外,在一个有集中空调系统的实验大楼里,则以不沿外墙设置特种辅助实验室较为有利。
2.6.2.3 仪器分析室的室内装修
2.6.2.3.1 地板
   小型普通的仪器分析室采用一般的固定地板即可满足需要,但对于大型精密仪器分析实验室,例如X荧光光谱室、质谱室、离子探针室等实验室因电缆多,管线复杂,需要采用架空地板。当采用下送上回送风方式时,也可利用架空地板下空间作为送风静压箱。一般地板构造有以下几种。
(1)护罩式
   当电缆线数量很少,可以结扎成束,并可作明线配线时,为防止碰坏电线,可在电线上加一层护罩,保护罩高度不妨碍面机柜门扇开关为宜。
(2)地沟式
   仅在电缆通过的地板下做沟,沟的尺寸一般净宽为250毫米,深150毫米即可,沟盖板划块后做成活动盖板,安上少数铝制平面拉手,以便开启。
(3)活动地板
   又称装配式地板,由各种规格型号和材质的面板块、可调支撑、横梁、缓冲垫等组成。活动地板架空铺设在仪器室的楼地面上作安装设备、敷设纵横交错的各种管线、电缆及空调静压箱的空间用。
活动地板应机械性能良好、质量轻、强度大,表面平整,尺寸稳定,互换灵活,装饰性及质感良好,并能满足防潮、阻燃、防腐等要求。活动地板又分防静电型和非防静电型两种。
活动地板使用要求和特点:
1.
不论房间形状、面积如何,都能方便而迅速地装配。
2.
能自由接近电气接线和风管,便于敷设和维护。
3.
承重能力≥800KG/M2。
4.
满足防火要求。
5.
能使静电通泄至地和反射电磁辐射。
6.
地板的可卸板能互换,并有较高制作精度,以便利用地板下空间作空调静电箱时达到所需密封性。
7.
板面无噪声、耐磨,既可擦洗又可干擦(用吸尘器)。
8.
借助可调支撑找平面的不平度。
2.6.2.3.2 门窗
(1)有空调、洁净要求的房间应采用密闭保温的单向弹簧门或装自动闭门器,并向室内开启。对有强噪声的房间且开向计算机房的门应采用隔声门。
(2)有空调、洁净要求的房间设置外育时,应为双层密闭窗。当采用铝合金窗、塑钢窗时,可采用安中空玻璃的单层密闭窗,以保证围护墙结构的热工性能。
(3)仪器室外窗宜朝北。若受条件限制,窗开向东、南、西方向时,应采取遮阳、窗帘等措施防止直射,避免眩光。
(4)各房间的门应保证人员、设备进出方便。
2.6.2.3.3 室内装饰要求
(1)精密仪器分析室以及主要的辅助房间室内装修应选用易清洁的、不起尘的难燃材料,墙壁和顶棚表面应平整,减少积尘面,要有保温、隔声、吸声效果。地面材料应平整、耐磨、易除尘,并按需要采取防静电措施。
(2)一般的辅助房间室内装饰可按房间用途,按有关标准设计。
(3)室内各种管线宜暗敷,当管线穿楼板时宜设技术竖井。
(4)室内顶棚上安装的风口、灯具、火灾探测器及灭火器喷头以及墙上的各种箱盒等应协调布置,做到整齐美观。
(5)隔墙设置,除固定隔墙外,最好采用灵活隔断,以适应仪器更新及改扩建的需要。
(6)室内色彩宜淡雅柔和,有清新宁静的效果,不宜用大面积强烈色彩。视觉作业处的家具和房间内宜用无光泽或亚光表面。

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