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化工實(shí)驗(yàn)室平面設(shè)計(jì)需要考慮哪些方面?
分類:熱點(diǎn)專題 作者:acmelab 發(fā)布時(shí)間:2022-08-18 14:08:42

化工實(shí)驗(yàn)室平面設(shè)計(jì)我們主要考慮以下幾個(gè)方面的因素:

1.疏散、撤離、逃生、順暢、無阻,安全通道;一般實(shí)驗(yàn)室門主要向里開,但如設(shè)臵有爆炸危險(xiǎn)的房間,房門應(yīng)朝外開,房門材質(zhì)最好選擇壓力玻璃。

2.人體學(xué)(前后左右工作空間),完美的設(shè)備與科技工作者操作空間范圍的協(xié)調(diào)搭配體現(xiàn)了科學(xué)化、人性化的規(guī)劃設(shè)計(jì)。

在做平面設(shè)計(jì)的時(shí)候,首先要考慮的因素是就是“安全”,實(shí)驗(yàn)室是最易發(fā)生爆炸、火災(zāi)、毒氣泄露等的場(chǎng)所。我們?cè)谧銎矫嬖O(shè)計(jì)的時(shí)候,應(yīng)盡量地要保持實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)流暢、逃生通道暢通。根據(jù)國際人體工程學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)。我們做如下的劃分以供參照:實(shí)驗(yàn)臺(tái)與實(shí)驗(yàn)臺(tái)通道劃分標(biāo)準(zhǔn)(通道間隔用L表示):

L>500mm時(shí),一邊可站人操作;

L>800mm時(shí),一邊可坐人操作;

L>1200mm時(shí),一邊可坐人,一邊可站人,中間不可過人;

L>1500mm時(shí),兩邊可坐人,中間可過人;

L>1800mm時(shí),兩邊可坐人,中間可過人可過儀器

天平臺(tái)、儀器臺(tái)不宜離墻太近,離墻400mm為宜。為了在工作發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)易于疏散,實(shí)驗(yàn)臺(tái)間的過道應(yīng)全部通向走廊。另:實(shí)驗(yàn)室建筑層高宜為3.7米-4.0米為宜,凈高宜為2.7米-2.8米,有潔凈度、壓力梯度、恒溫恒濕等特殊要求的實(shí)驗(yàn)室凈高宜為2.5米-2.7米(不包括吊頂);實(shí)驗(yàn)室走廊凈寬宜為2.5米-3.0米.普通實(shí)驗(yàn)室雙門寬以1.1米-1.5米(不對(duì)稱對(duì)開門)為宜,單門寬以0.8米-0.9米為宜。

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3.專業(yè)學(xué)科功能:實(shí)驗(yàn)室通常按物理學(xué),無機(jī)化學(xué),有機(jī)合成化學(xué),生物學(xué)來分類。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)容、用途和規(guī)模的不同又各有自己的特點(diǎn),比如基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室,按學(xué)科專業(yè)分,多為較簡(jiǎn)單的教學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)水電氣風(fēng)等要求較低,而科研機(jī)構(gòu)對(duì)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)、供排水、電控及潔凈都要求較高,但實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的基本原則都是具有共同性的,以有機(jī)化學(xué)為例,主要由化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)室、儀器分析實(shí)驗(yàn)室、潔凈實(shí)驗(yàn)室、電子計(jì)算機(jī)室、研究室、輔助實(shí)驗(yàn)室、服務(wù)供應(yīng)室等組成。

化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)室,主要是進(jìn)行容量分析、離子測(cè)定、氧化還原等實(shí)驗(yàn),一般設(shè)計(jì)的裝備有:實(shí)驗(yàn)臺(tái)與洗滌臺(tái);通風(fēng)柜及管道修檢井;帶試劑架的實(shí)驗(yàn)臺(tái)及輔助工作臺(tái),需考慮設(shè)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的研究空間或電腦臺(tái),藥品柜、器皿柜、落地安臵的儀器設(shè)備、急救器等。

儀器分析實(shí)驗(yàn)室,主要配備各種大型精密分析儀器,同時(shí),也包括普通小型分析儀等,一般設(shè)計(jì)的裝備有:儀器臺(tái)、實(shí)驗(yàn)臺(tái)、通風(fēng)柜、天平臺(tái)、電腦臺(tái)、氣瓶柜、洗滌臺(tái)、器皿柜、藥品柜、急救器、萬向排氣罩、原子吸收罩等。以下列出各類儀器分析實(shí)驗(yàn)室的要求,以供參考。各類儀器分析實(shí)驗(yàn)室要求:

氣相色譜分析室:主要是對(duì)容易轉(zhuǎn)化為氣態(tài)而不分解的液態(tài)有機(jī)化合物及氣態(tài)樣品的分析。儀器設(shè)備主要有氣相色譜儀,具有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),自動(dòng)化程度很高,對(duì)有機(jī)化合物具有高效的分離能力,所用載氣主要有:H2、N2、Ar、He、CO2等。但對(duì)高沸點(diǎn)化合物,難揮發(fā)的及熱不穩(wěn)定的化合物、離子化合物、高聚物的分離卻無能為力。要求局部排風(fēng)及避免陽光直射在儀器上,避免影響電路系統(tǒng)正常工作的電場(chǎng)及磁場(chǎng)存在,一般設(shè)計(jì):儀器臺(tái)(應(yīng)離墻,以便儀器維修)、萬向排氣罩、電腦臺(tái)(一般在儀器臺(tái)旁配置)、邊臺(tái)、洗滌臺(tái)、試劑柜等。

液相色譜分析室:主要體現(xiàn)在高效率分離,對(duì)復(fù)雜的有機(jī)化合物分離制取純凈化合物,定量分析和定性分析,儀器設(shè)備主要有:高效液相色譜儀,適宜于高沸點(diǎn)化合物、難揮發(fā)化合物、熱不穩(wěn)定化合物、離子化合物、高聚物等,彌補(bǔ)氣相色譜儀的不足。環(huán)境和實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)裝備設(shè)計(jì)要求與氣相色譜室相近。

質(zhì)譜分析室:主要是對(duì)純有機(jī)物的定性分析,實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)化合物的分子量、分子式、分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定,分析樣品可以是氣體、液體、固體,主要設(shè)備有質(zhì)譜儀、氣-質(zhì)聯(lián)用儀。質(zhì)譜儀是利用電磁學(xué)的原理,使物質(zhì)的離子按照基特征的質(zhì)荷比(即質(zhì)量m與電荷e之比-m/e)來進(jìn)行分離并進(jìn)行質(zhì)譜分析的儀器,缺點(diǎn)是對(duì)復(fù)雜有機(jī)混合物的分離無能為力。氣相色譜分離效率高,定量分析簡(jiǎn)便的特點(diǎn),結(jié)合質(zhì)譜儀靈敏度高,定性分析能力強(qiáng)的特點(diǎn),兩種儀器聯(lián)用為氣-質(zhì)聯(lián)用儀??梢匀¢L(zhǎng)補(bǔ)短,提高分析質(zhì)量和效率。質(zhì)譜儀可能有汞蒸汽逸出,要考慮局部排風(fēng)。

光譜分析室:主要是根據(jù)物質(zhì)對(duì)光具有吸收、散射的物理特征及發(fā)射光的物理特性,在分析化學(xué)領(lǐng)域建立化學(xué)分析。主要的儀器是原子發(fā)射光譜儀、原子吸收光譜儀,分光光度計(jì)、原子熒光光譜儀、熒光分光光度計(jì)、X射線熒光儀、紅外光光譜儀、電感耦合等離子體(LCP)光譜儀、拉曼光譜儀等。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)盡量遠(yuǎn)離化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、以防止酸、堿、腐蝕性氣體等對(duì)儀器的損害,遠(yuǎn)離輻射源;室內(nèi)應(yīng)有防塵、防震、防潮等措施。儀器臺(tái)與窗、墻之間要有一定距離,便于對(duì)儀器的調(diào)試和檢修。應(yīng)設(shè)計(jì)局部排風(fēng)。使用原子吸收罩排風(fēng)較為適宜。

以上實(shí)驗(yàn)室,根據(jù)實(shí)際需要可設(shè)置樣品處理室,一般有洗滌臺(tái)、實(shí)驗(yàn)臺(tái)、通風(fēng)柜等設(shè)備,同化學(xué)實(shí)驗(yàn)室類似。

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4.潔凈實(shí)驗(yàn)室主要是通過人為的手段,應(yīng)用潔凈技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制室內(nèi)空氣中塵埃、含菌濃度、溫濕度與壓力、以達(dá)到所要求的潔凈度、溫濕度和氣流速度等環(huán)境參數(shù)。空氣潔凈度是指潔凈空氣環(huán)境中空氣含塵量程度,空氣潔凈度的級(jí)別以含塵濃度劃分。潔凈度是指每升空氣中所含粒徑≥0.5um的塵粒的總顆粒。我國空氣潔凈等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分為:100級(jí)、1000級(jí)、10000級(jí)、100000級(jí)。國際標(biāo)準(zhǔn)則劃分為:1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)、4級(jí)、5級(jí)。

潔凈室一般實(shí)施兩級(jí)隔離,一級(jí)隔離通過生物安全柜、負(fù)壓隔離器、正壓防護(hù)服、手套、眼罩等實(shí)現(xiàn);二級(jí)隔離通過實(shí)驗(yàn)室的建筑、空調(diào)凈化和電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。但由于凈化空調(diào)需要風(fēng)量小為了安全起見,風(fēng)量都按大的估算,一般都要超過規(guī)范規(guī)定,物別是百級(jí)以上,冷熱負(fù)荷在要求不是很嚴(yán)格的。

情況可能估算,現(xiàn)在專門有凈化空調(diào)機(jī)組,可以直接利用。二級(jí)~四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室應(yīng)實(shí)施兩級(jí)隔離。一般實(shí)驗(yàn)室裝備有:超凈工作臺(tái)、生物安全柜、邊臺(tái)或不銹鋼操作臺(tái)、洗滌臺(tái)等。

以PCR實(shí)驗(yàn)室為例(PCR即聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)),是分子生物學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)的常規(guī)方法,也是生物學(xué)、醫(yī)學(xué)臨床等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。其特點(diǎn)是能將微量的DNA大幅增加,實(shí)驗(yàn)室通常分為四個(gè)區(qū)域,即:試劑儲(chǔ)存和準(zhǔn)備區(qū)、標(biāo)本制備區(qū)、擴(kuò)增反應(yīng)混合物配制和擴(kuò)增區(qū)、擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)(如使用全自動(dòng)分析儀,區(qū)域可適當(dāng)合并)。進(jìn)入各個(gè)區(qū)域必須嚴(yán)格按照單一方向進(jìn)行,不同的工作區(qū)域使用不同的工作服(例如不同的顏色)。工作人員離開時(shí),不得將工作服帶出。

試劑儲(chǔ)存和準(zhǔn)備室(標(biāo)本制備區(qū)),儀器主要配臵有:冷凍離心機(jī)、生物安全柜、冰箱、可移動(dòng)紫外燈、全自動(dòng)力核酸蛋白純化儀、專用工作服和工作鞋等。擴(kuò)增反應(yīng)混合物配制和擴(kuò)增區(qū)配臵有:冰箱、高速離心機(jī)、超凈工作臺(tái)、PCR儀(要求負(fù)壓狀態(tài))、可移動(dòng)紫外燈、微量加樣器、核酸擴(kuò)增儀等。擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)主要配臵有:移液器、振蕩器、超凈工作臺(tái)、毛細(xì)管電泳儀、冰箱、離心機(jī)、微量加樣器、可移動(dòng)紫外燈等。PCR電子計(jì)算機(jī)室和研究室,電子計(jì)算機(jī)與我們的生活最為密切,主要考慮空調(diào)散熱、電源電壓等問題。配臵的裝備主要是帶鍵盤儀器臺(tái)。研究所主要是供研究人員辦公的地方,對(duì)我們實(shí)驗(yàn)室裝備要求較低,在此不多作講解。

輔助實(shí)驗(yàn)室:主要有天平室、高溫室、純水室、氣瓶室、貯藏室、溶液配制室、暗室等。天平室,分析天平是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室必備的常用儀器,高精度天平對(duì)環(huán)境有一定要求,主要是氣流和風(fēng)速的影響,天平室應(yīng)靠近化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,以方便使用,但不宜與高溫室和有較強(qiáng)電磁干擾的房間相鄰。高精度微量天平宜設(shè)在底層。天平室內(nèi)不得設(shè)臵洗滌臺(tái)或任何管道穿過窒內(nèi),以免管道滲漏影響天平的維護(hù)和使用。高溫室,高溫爐和恒溫箱是常備設(shè)備,一般放臵在高溫工作臺(tái)上,但特大型的恒溫箱須落地安臵為宜,高溫爐秘恒溫箱須分開放臵。純水室,主要是設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝備有;邊臺(tái)和洗滌臺(tái)。現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室多使用去離子水、水量大且能保證水質(zhì)。地面需設(shè)地漏。氣瓶室,實(shí)驗(yàn)室用氣除不燃?xì)怏w(氮?dú)?、二氧化?、惰性氣體(氬氣、氦氣等)外,其他氣體具有高壓、劇毒、氧化分解、爆炸等危險(xiǎn)性氣體,例如易燃?xì)怏w氫氣、一氧化碳;劇毒氣體為氟氣、氯氣;助燃?xì)怏w為氧氣等,這些氣體不得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室??梢酝ㄟ^管子接到各實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。溶液配制室,用于配制各種標(biāo)準(zhǔn)溶液和不同濃度的溶液。在允許的條件下,可由兩個(gè)房間組成,其一設(shè)有天平臺(tái)。另一間作配制試劑和存放試劑之用,一般應(yīng)配備:通風(fēng)柜、實(shí)驗(yàn)臺(tái)、試劑柜。

服務(wù)供應(yīng)部分,為基本實(shí)驗(yàn)室和輔助實(shí)驗(yàn)室服務(wù)的場(chǎng)所,如高壓鍋室和水電氣輔助室等。