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實驗室功能分區與平面布局之各類分析實驗室
實驗室功能分區與平面布局之各類分析實驗室

   分析實驗室是一類屬于分析化學學科的化學實驗室,它如同無機化學實驗室、有機化學實驗室、物理化學實驗室、生物化學實驗室等一樣,各類實驗室各有自己的特點,但實驗室設計的基本原則都是具有共同性的,顯示了綜合性化學實驗室的特性。
   設有大量標準實驗臺的傳統化學實驗室是基本的形式,這是化學實驗室的主體,又稱基本實驗室。隨著科學技術的發展,先進的分析技術和現代微機化學分析儀器不斷問世和創新,導致了化學實驗室的面貌發生一系列變化。所以除了化學基本實驗室外,還需設置多種特殊實驗室。有的稱之為特種輔助實驗室,我們稱為儀器分析實驗室,其所占的比例則又隨著科技和工業的發展在不斷的提高。采納各種現代分析儀器的儀器分析實驗室將逐步成為實驗室的主體之一。這里所謂“輔助”實際上并不是輔助性的,只是以此區別傳統的基本實驗室而已。
   為了便于實驗工作的有效開展,尚需附設各種其他房間,使實驗室成為一個有機的整體。各實驗室的組成部分或房間的多寡是隨實驗室內容、用途與規模的不同而已。實驗室的主要組成分為五個部分:基本實驗室部分、輔助實驗室部分、研究室部分、服務供應部分及行政管理部分。
2.6.1
化學實驗室

   化學實驗室實質就是化學基本實驗室,根據實驗任務和要求,可有幾個或數十個相同的實驗室房間構成,這些房間的大小與形式上的選擇,各類化學實驗室有各自的要求,例如按其實驗宗旨可分為:學校用的教學實驗室、科研院所用的研究實驗室、廠礦用的工業實驗室,這三大類實驗室的任務側重面各不相同、供實驗人員多少不同,因此在實驗室設計中既有共性,又有差異,需分別對待。

2.6.1.1 化學實驗室的形式
(1)小空間形式
   以標準模數為基本單元的實驗室,適用于研究實驗室,能為研究人員提供一個安靜的工作環境,其缺點是各室研究人員之間的聯系與相互了解不如大空間實驗室方便。
(2)中等空間或大空間形式,這是由于多個基本單元所組成的大房間,這種大空間對某些研究實驗室不甚適用,因相互干擾較大。
(3)帶分隔的大空間形式,它是利用隔墻,甚至以通風柜或其他輔助實驗家具等將一個大房間分劃為小空間,所以這種形式實際上也是介于以上兩種形式之間的折中形式。這種形式有利于空間的利用,增進研究人員間的相互聯系,并具有管線安裝方便和管理容易等優點。
(4)靈活空間形式
    在靈活性方面一般地可以從下列幾個方面去考慮:承重分隔墻,特別是橫隔墻,希望能盡量地少,如有可能可采用框架結構比較有利;樓面設計荷載應根據具體情況而定,但不宜取過低值,盡量少設固定實驗臺,即使是固定實驗臺也最好考慮設計成由標準尺度的預制構件所組成,以利于重新拆裝。管道檢修井宜配置充分,這樣可避免將來再在樓板上開孔。靈活空間,有兩種形式。
第一種為帶活動分隔墻的靈活空間。這種活動分隔墻有特殊構造,裝拆方便,但沿墻管線必須明敷。同時管網系統須具有很大的靈活性,不然活動分隔墻的優越性不突出,因為通常非承重分隔墻的改變還是比較容易做到,而管線的變更則比較困難的。
   第二種為通用靈活空間。這是一個大空間,從平頂上到處可以引下電線以及服務供應軟管,地面上到處可以接上、下水管道,因此帶水盆的實驗臺與通風柜都是可移動的。
2.6.1.2 化學實驗室的其他條件
化學實驗室除對實驗臺通風柜等要求外,還應根據實際使用情況,設置必要的條件。
(1)冷卻循環自來水及洗滌用水的龍頭至少應設置1-2個,甚至更多,同時在水池上配置有純水供給點。
(2)化學實驗室應有化驗盆、水槽、洗滌池,含有水封,防止實驗廢水返味。實驗室內應有地漏,防止跑水,浸泡實驗室等水患。
(3)實驗室應設置單相插座若干,設置獨立的配電盤、漏電空氣開關,必要時要設有三相電源。
(4)實驗室配有空調系統,其風口應采用噴塑或其他處理過的金屬材料制成,化學實驗室一般不設回風口。
(5)實驗室的照明燈具不宜用金屬制品,若選用金屬燈具需經表面處理,以防止腐蝕。
(6)各種管線應盡量避免外露,實驗室應簡潔。有條件應設置火災煙霧報警器等。
(7)安全設施包括消防滅火系統,惰性氣體滅火系統,安全柜,緊急事故淋洗器洗眼器
(8)供氣設施包括供氣站、供氣板、用氣板及其管路系統等。

2.6.1.3 化學實驗室的室內裝飾
   地面材料要根據各實驗室的使用要求選擇。無耐酸要求的房間一般可采用水磨石或不起灰的陶瓷板地面;有防潮要求的精密儀器室可考慮采用木地板;在有耐酸、耐堿、耐油等要求時,可根據其介質濃度采用過氯乙烯涂料地面、塑料地面或耐酸陶瓷板地面。墻面可根據具體設計標準選用普通墻面抹灰、油漆或瓷磚墻裙、油漆、涂料墻面等。
   實驗室的門窗要求耐腐蝕,應選用耐腐性優良的材質制造,使用鋁制門窗應經氧化著色處理,或靜電環氧樹脂粉末噴涂、電泳涂漆等型材,既美觀又耐腐蝕;也可選用塑鋼窗、涂有防腐漆的鋼窗或木窗。室內門宜選用木門,門最好以自由門或向外開啟為宜。
2.6.2
儀器分析實驗室
   儀器分析實驗室對室內的要求一般都比化學實驗室為高。儀器分析實驗室一般都有空調要求,如恒溫恒濕、空氣凈化、氣流、排風等問題。在氣候較潮濕地區要求防潮,對于早期實驗室用若干紅外線燈、小型去濕器、窗式空調器、小型獨立柜式空調器。現代實驗室有條件的采用中央空調系統。對于防振要求較高的儀器設備,除了對實驗室的位置要進行考慮外,尚需考慮設置獨立的設備防振基礎和隔振措施。儀器分析實驗室一般要求兼有交流、直流電源,以及單相、三相兩種電源插座,并常有穩壓要求。有的還有防電磁干擾的要求,需要接地和電磁屏蔽等。有的需要有冷卻水和各種氣體供應,包 括真空和壓縮空氣,保護氣體和載氣等。儀器分析實驗室的建筑裝修標準通常都考慮較高一些;墻面做油漆涂料或油漆墻裙;地面做木地板、陶瓷板地面、塑料地面以及大理石地面等;實驗室的實驗臺:如為樣品處理室工作臺可參照化學實驗臺;如為放置儀器的工作臺需穩固,可采用全鋼結構或鋼木結構及防靜電臺面等。同樣,實驗室要求防塵、防腐蝕,都應給予足夠的重視和妥善地解決。
2.6.2.1 儀器分析實驗室的要求
   儀器分析實驗室主要設置各種大型精密分析儀器,同時也包括普通小型分析儀等。這些分析室大都由幾個小室組成,組成房間的大小和數量隨各類儀器而異;即使是同類儀器,如其型號不同,其要求往往也不相同,而且有時會有較大差別。
儀器分析實驗室的組成
 儀器分析實驗室組成包括分析儀器室、樣品處理室、暗室、研究室、更衣室、機房等。
2.6.2.2 儀器分析實驗室的平面布置
   儀器分析實驗室一般都有防振、防塵和較恒定的室溫要求和一定的濕度要求,在具體設計時應滿足該儀器產品說明書提出的要求。
   儀器分析實驗室通常可與基本實驗室一樣沿外墻布置,或將它們集中在某一區域內
這樣有利于與各個研究室和基本實驗室相聯系,并可統一考慮諸如空調、防護等方面的措施。對于某一科研項目來說,為了實驗研究方便起見,儀器分析實驗室也可考慮按科研項目分散布置,這樣同一種分析儀器室在一幢樓里就得有多組。另外,在一個有集中空調系統的實驗大樓里,則以不沿外墻設置特種輔助實驗室較為有利。
2.6.2.3 儀器分析室的室內裝修
2.6.2.3.1 地板
   小型普通的儀器分析室采用一般的固定地板即可滿足需要,但對于大型精密儀器分析實驗室,例如X熒光光譜室、質譜室、離子探針室等實驗室因電纜多,管線復雜,需要采用架空地板。當采用下送上回送風方式時,也可利用架空地板下空間作為送風靜壓箱。一般地板構造有以下幾種。
(1)護罩式
   當電纜線數量很少,可以結扎成束,并可作明線配線時,為防止碰壞電線,可在電線上加一層護罩,保護罩高度不妨礙面機柜門扇開關為宜。
(2)地溝式
   僅在電纜通過的地板下做溝,溝的尺寸一般凈寬為250毫米,深150毫米即可,溝蓋板劃塊后做成活動蓋板,安上少數鋁制平面拉手,以便開啟。
(3)活動地板
   又稱裝配式地板,由各種規格型號和材質的面板塊、可調支撐、橫梁、緩沖墊等組成。活動地板架空鋪設在儀器室的樓地面上作安裝設備、敷設縱橫交錯的各種管線、電纜及空調靜壓箱的空間用。
活動地板應機械性能良好、質量輕、強度大,表面平整,尺寸穩定,互換靈活,裝飾性及質感良好,并能滿足防潮、阻燃、防腐等要求。活動地板又分防靜電型和非防靜電型兩種。
活動地板使用要求和特點:
1.
不論房間形狀、面積如何,都能方便而迅速地裝配。
2.
能自由接近電氣接線和風管,便于敷設和維護。
3.
承重能力≥800KG/M2。
4.
滿足防火要求。
5.
能使靜電通泄至地和反射電磁輻射。
6.
地板的可卸板能互換,并有較高制作精度,以便利用地板下空間作空調靜電箱時達到所需密封性。
7.
板面無噪聲、耐磨,既可擦洗又可干擦(用吸塵器)。
8.
借助可調支撐找平面的不平度。
2.6.2.3.2 門窗
(1)有空調、潔凈要求的房間應采用密閉保溫的單向彈簧門或裝自動閉門器,并向室內開啟。對有強噪聲的房間且開向計算機房的門應采用隔聲門。
(2)有空調、潔凈要求的房間設置外育時,應為雙層密閉窗。當采用鋁合金窗、塑鋼窗時,可采用安中空玻璃的單層密閉窗,以保證圍護墻結構的熱工性能。
(3)儀器室外窗宜朝北。若受條件限制,窗開向東、南、西方向時,應采取遮陽、窗簾等措施防止直射,避免眩光。
(4)各房間的門應保證人員、設備進出方便。
2.6.2.3.3 室內裝飾要求
(1)精密儀器分析室以及主要的輔助房間室內裝修應選用易清潔的、不起塵的難燃材料,墻壁和頂棚表面應平整,減少積塵面,要有保溫、隔聲、吸聲效果。地面材料應平整、耐磨、易除塵,并按需要采取防靜電措施。
(2)一般的輔助房間室內裝飾可按房間用途,按有關標準設計。
(3)室內各種管線宜暗敷,當管線穿樓板時宜設技術豎井。
(4)室內頂棚上安裝的風口、燈具、火災探測器及滅火器噴頭以及墻上的各種箱盒等應協調布置,做到整齊美觀。
(5)隔墻設置,除固定隔墻外,最好采用靈活隔斷,以適應儀器更新及改擴建的需要。
(6)室內色彩宜淡雅柔和,有清新寧靜的效果,不宜用大面積強烈色彩。視覺作業處的家具和房間內宜用無光澤或亞光表面。

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