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化工實驗室平面設計需要考慮哪些方面?
分類:熱點專題 作者:acmelab 發(fā)布時間:2022-08-18 14:08:42

化工實驗室平面設計我們主要考慮以下幾個方面的因素:

1.疏散、撤離、逃生、順暢、無阻,安全通道;一般實驗室門主要向里開,但如設臵有爆炸危險的房間,房門應朝外開,房門材質最好選擇壓力玻璃。

2.人體學(前后左右工作空間),完美的設備與科技工作者操作空間范圍的協(xié)調搭配體現(xiàn)了科學化、人性化的規(guī)劃設計。

在做平面設計的時候,首先要考慮的因素是就是“安全”,實驗室是最易發(fā)生爆炸、火災、毒氣泄露等的場所。我們在做平面設計的時候,應盡量地要保持實驗室的通風流暢、逃生通道暢通。根據(jù)國際人體工程學的標準。我們做如下的劃分以供參照:實驗臺與實驗臺通道劃分標準(通道間隔用L表示):

L>500mm時,一邊可站人操作;

L>800mm時,一邊可坐人操作;

L>1200mm時,一邊可坐人,一邊可站人,中間不可過人;

L>1500mm時,兩邊可坐人,中間可過人;

L>1800mm時,兩邊可坐人,中間可過人可過儀器

天平臺、儀器臺不宜離墻太近,離墻400mm為宜。為了在工作發(fā)生危險時易于疏散,實驗臺間的過道應全部通向走廊。另:實驗室建筑層高宜為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驗室凈高宜為2.5米-2.7米(不包括吊頂);實驗室走廊凈寬宜為2.5米-3.0米.普通實驗室雙門寬以1.1米-1.5米(不對稱對開門)為宜,單門寬以0.8米-0.9米為宜。

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3.專業(yè)學科功能:實驗室通常按物理學,無機化學,有機合成化學,生物學來分類。根據(jù)實驗室內容、用途和規(guī)模的不同又各有自己的特點,比如基礎教學實驗室,按學科專業(yè)分,多為較簡單的教學實驗對水電氣風等要求較低,而科研機構對實驗室通風、供排水、電控及潔凈都要求較高,但實驗室設計的基本原則都是具有共同性的,以有機化學為例,主要由化學基本實驗室、儀器分析實驗室、潔凈實驗室、電子計算機室、研究室、輔助實驗室、服務供應室等組成。

化學基本實驗室,主要是進行容量分析、離子測定、氧化還原等實驗,一般設計的裝備有:實驗臺與洗滌臺;通風柜及管道修檢井;帶試劑架的實驗臺及輔助工作臺,需考慮設在實驗室內的研究空間或電腦臺,藥品柜、器皿柜、落地安臵的儀器設備、急救器等。

儀器分析實驗室,主要配備各種大型精密分析儀器,同時,也包括普通小型分析儀等,一般設計的裝備有:儀器臺、實驗臺、通風柜、天平臺、電腦臺、氣瓶柜、洗滌臺、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驗室的要求,以供參考。各類儀器分析實驗室要求:

氣相色譜分析室:主要是對容易轉化為氣態(tài)而不分解的液態(tài)有機化合物及氣態(tài)樣品的分析。儀器設備主要有氣相色譜儀,具有計算機控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),自動化程度很高,對有機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。但對高沸點化合物,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)正常工作的電場及磁場存在,一般設計:儀器臺(應離墻,以便儀器維修)、萬向排氣罩、電腦臺(一般在儀器臺旁配置)、邊臺、洗滌臺、試劑柜等。

液相色譜分析室:主要體現(xiàn)在高效率分離,對復雜的有機化合物分離制取純凈化合物,定量分析和定性分析,儀器設備主要有:高效液相色譜儀,適宜于高沸點化合物、難揮發(fā)化合物、熱不穩(wěn)定化合物、離子化合物、高聚物等,彌補氣相色譜儀的不足。環(huán)境和實驗室基礎裝備設計要求與氣相色譜室相近。

質譜分析室:主要是對純有機物的定性分析,實現(xiàn)對有機化合物的分子量、分子式、分子結構的測定,分析樣品可以是氣體、液體、固體,主要設備有質譜儀、氣-質聯(lián)用儀。質譜儀是利用電磁學的原理,使物質的離子按照基特征的質荷比(即質量m與電荷e之比-m/e)來進行分離并進行質譜分析的儀器,缺點是對復雜有機混合物的分離無能為力。氣相色譜分離效率高,定量分析簡便的特點,結合質譜儀靈敏度高,定性分析能力強的特點,兩種儀器聯(lián)用為氣-質聯(lián)用儀??梢匀¢L補短,提高分析質量和效率。質譜儀可能有汞蒸汽逸出,要考慮局部排風。

光譜分析室:主要是根據(jù)物質對光具有吸收、散射的物理特征及發(fā)射光的物理特性,在分析化學領域建立化學分析。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、原子熒光光譜儀、熒光分光光度計、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。實驗室應盡量遠離化學實驗室、以防止酸、堿、腐蝕性氣體等對儀器的損害,遠離輻射源;室內應有防塵、防震、防潮等措施。儀器臺與窗、墻之間要有一定距離,便于對儀器的調試和檢修。應設計局部排風。使用原子吸收罩排風較為適宜。

以上實驗室,根據(jù)實際需要可設置樣品處理室,一般有洗滌臺、實驗臺、通風柜等設備,同化學實驗室類似。

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4.潔凈實驗室主要是通過人為的手段,應用潔凈技術實現(xiàn)控制室內空氣中塵埃、含菌濃度、溫濕度與壓力、以達到所要求的潔凈度、溫濕度和氣流速度等環(huán)境參數(shù)??諝鉂崈舳仁侵笣崈艨諝猸h(huán)境中空氣含塵量程度,空氣潔凈度的級別以含塵濃度劃分。潔凈度是指每升空氣中所含粒徑≥0.5um的塵粒的總顆粒。我國空氣潔凈等級標準分為:100級、1000級、10000級、100000級。國際標準則劃分為:1級、2級、3級、4級、5級。

潔凈室一般實施兩級隔離,一級隔離通過生物安全柜、負壓隔離器、正壓防護服、手套、眼罩等實現(xiàn);二級隔離通過實驗室的建筑、空調凈化和電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。但由于凈化空調需要風量小為了安全起見,風量都按大的估算,一般都要超過規(guī)范規(guī)定,物別是百級以上,冷熱負荷在要求不是很嚴格的。

情況可能估算,現(xiàn)在專門有凈化空調機組,可以直接利用。二級~四級生物安全實驗室應實施兩級隔離。一般實驗室裝備有:超凈工作臺、生物安全柜、邊臺或不銹鋼操作臺、洗滌臺等。

以PCR實驗室為例(PCR即聚合酶鏈式反應),是分子生物學研究和實驗的常規(guī)方法,也是生物學、醫(yī)學臨床等領域廣泛應用的實驗技術。其特點是能將微量的DNA大幅增加,實驗室通常分為四個區(qū)域,即:試劑儲存和準備區(qū)、標本制備區(qū)、擴增反應混合物配制和擴增區(qū)、擴增產(chǎn)物分析區(qū)(如使用全自動分析儀,區(qū)域可適當合并)。進入各個區(qū)域必須嚴格按照單一方向進行,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,不得將工作服帶出。

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

輔助實驗室: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,分析天平是化學實驗室必備的常用儀器,高精度天平對環(huán)境有一定要求,主要是氣流和風速的影響,天平室應靠近化學實驗室,以方便使用,但不宜與高溫室和有較強電磁干擾的房間相鄰。高精度微量天平宜設在底層。天平室內不得設臵洗滌臺或任何管道穿過窒內,以免管道滲漏影響天平的維護和使用。高溫室,高溫爐和恒溫箱是常備設備,一般放臵在高溫工作臺上,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,主要是設計的實驗裝備有;邊臺和洗滌臺?,F(xiàn)代實驗室多使用去離子水、水量大且能保證水質。地面需設地漏。氣瓶室,實驗室用氣除不燃氣體(氮氣、二氧化碳)、惰性氣體(氬氣、氦氣等)外,其他氣體具有高壓、劇毒、氧化分解、爆炸等危險性氣體,例如易燃氣體氫氣、一氧化碳;劇毒氣體為氟氣、氯氣;助燃氣體為氧氣等,這些氣體不得進行實驗室??梢酝ㄟ^管子接到各實驗室內。溶液配制室,用于配制各種標準溶液和不同濃度的溶液。在允許的條件下,可由兩個房間組成,其一設有天平臺。另一間作配制試劑和存放試劑之用,一般應配備:通風柜、實驗臺、試劑柜。

服務供應部分,為基本實驗室和輔助實驗室服務的場所,如高壓鍋室和水電氣輔助室等。