實驗室設(shè)計及布局的成功案例

實驗室的整體設(shè)計是否合理、科學(xué)，對提高實驗室的效率、保障檢驗質(zhì)量、降低樣品交叉污染概率及提高環(huán)境質(zhì)量等都有特別重要的意義。

無論是新建、擴(kuò)建、或是改建項目，綜合考慮實驗室的總體規(guī)劃、合理布局和平面設(shè)計，以及供電、供水、供氣、通風(fēng)、空氣凈化、安全措施、環(huán)境保護(hù)等基礎(chǔ)設(shè)施和基本條件。

本著“安全、環(huán)保、實用、耐久、美觀、經(jīng)濟(jì)、卓越、領(lǐng)先”的規(guī)劃設(shè)計理念。規(guī)劃設(shè)計主要分為六個方面：平面設(shè)計系統(tǒng)、單臺結(jié)構(gòu)功能設(shè)計系統(tǒng)、供排水設(shè)計系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、特殊氣體配送系統(tǒng)、有害氣體輸出系統(tǒng)等六個方面。

首先，你要清楚的知道：化驗室的分類及職責(zé)

化驗室也就是分析檢驗實驗室在學(xué)校、工廠、科研院所有其不同的性質(zhì) 。

學(xué)校的化驗室：學(xué)生、科研服務(wù)；

工廠：設(shè)中央化驗室、車間化驗室等；

科研院所的化驗室：科學(xué)研究課題擔(dān)負(fù)測試及分析化學(xué)的研究工作。

化驗室用房的特殊需求

根據(jù)化驗任務(wù)需要，化驗室有貴重的精密儀器和各種化學(xué)藥品，其中包括易燃及腐蝕性藥品。另外，在操作過程中常產(chǎn)生有害的氣體或蒸氣。因此，對化驗室的房屋結(jié)構(gòu)、環(huán)境、室內(nèi)設(shè)施等有其特殊的要求，在籌建新化驗室或改建原有化驗室時都應(yīng)考慮。

化驗室用房大致分為三類：精密儀器實驗室、化學(xué)分析實驗室、輔助室（辦公室、儲藏室、鋼瓶室等）。 化驗室要求遠(yuǎn)離灰塵、煙霧、噪音和震動源的環(huán)境中。因此化驗室不應(yīng)建在交通要道、鍋爐房、機(jī)房及生產(chǎn)車間近旁（車間化驗室除外）。

1. 精密儀器室

精密儀器室要求具有防火、防震、防電磁干擾、防噪音、防潮、防腐蝕、防塵、防有害氣體侵入的功能，室溫盡可能保持恒定。溫度應(yīng)在15~30℃，有條件的最好控制在18~25℃。濕度在60％-70％，需要恒溫的儀器室可裝雙層門窗及空調(diào)裝置。

大型精密儀器室的供電電壓應(yīng)穩(wěn)定，一般允許電壓波動范圍為±10％。必要時要配備附屬設(shè)備（如穩(wěn)壓電源等）。為保證供電不間斷，可采用雙電源供電。應(yīng)設(shè)計有專用地線，接地極電阻小于4Ω。

2.化學(xué)分析室

在化學(xué)分析室中進(jìn)行樣品的化學(xué)處理和分析測定，工作中常使用一些小型的電器設(shè)備及各種化學(xué)試劑，如操作不慎也具有一定的危險性，針對這些使用特點，在化學(xué)分析室設(shè)計上應(yīng)注意以下要求：

（1）建筑要求  建筑應(yīng)耐火，材料具有防火性能；窗戶要能防塵；室內(nèi)采光要好；門應(yīng)向外開。

（2）供水和排水 供水要保證必須的水壓、水質(zhì)、和水量以滿足儀器設(shè)備正常運(yùn)行的需要，室內(nèi)總閥門應(yīng)設(shè)在易操作的顯著位置，下水道應(yīng)采用耐酸堿腐蝕的材料，地面應(yīng)有地漏。

 （3）通風(fēng)設(shè)施  由于化驗工作中常常會產(chǎn)生有毒或易燃的氣體，應(yīng)有良好的通風(fēng)條件 。

① 全室通風(fēng)  采用排氣扇或通風(fēng)豎井，換氣次數(shù)一般為5次/時。 
 ② 局部排氣罩 一般安裝在大型儀器發(fā)生有害氣體部位的上方。在教學(xué)實驗室中產(chǎn)生有害氣體的上方，設(shè)置 局部排氣罩以減少室內(nèi)空氣的污染。 
 ③ 通風(fēng)柜 這是實驗室常用的一種局部排風(fēng)設(shè)備。內(nèi)有加熱源、水源、照明等裝置。

（4）煤氣與供電  有條件的化驗室可安裝管道煤氣?；炇业碾娫捶终彰饔秒姾驮O(shè)備用電。照明最好采用熒光燈。設(shè)備用電中，24h運(yùn)行的電器如冰箱單獨供電，其余電器設(shè)備均由總開關(guān)控制，烘箱、高溫爐等電熱設(shè)備應(yīng)有專用插座、開關(guān)及熔斷器。在室內(nèi)及走廊上安裝應(yīng)急燈，備夜間突然停電時使用。

（5） 實驗臺  實驗臺主要由臺面、臺下的支架和器皿柜組成，為方便操作，臺上可設(shè)置藥品架，臺的兩端可安裝水槽。

實驗臺面一般寬75cmm，長根據(jù)房間尺寸，可為150-300cm，高可為80-85cm。臺面常用貼面理化板、實芯理化板、耐腐人造石或水磨石預(yù)制板等制成。理想的臺面應(yīng)平整、不易碎裂、耐酸堿及溶劑腐蝕，耐熱，不易碰碎玻璃器皿等。

3.藥品儲藏室  

由于很多化學(xué)試劑屬于易燃、易爆、有毒或腐蝕性物品，故不要購置過多。儲藏室存放少量近期要用的化學(xué)藥品，且要符合危險品存放安全要求。要具有防明火、防潮濕、防高溫、防日光直射、防雷電的功能。藥品儲藏室房間應(yīng)朝北、干燥、通風(fēng)良好，頂棚應(yīng)遮陽隔熱，門窗應(yīng)堅固，窗應(yīng)為高窗，門窗應(yīng)設(shè)遮陽板。門應(yīng)朝外開。易燃液體儲藏室室溫一般不許超過28℃，爆炸品不許超過30℃。少量危險品可用鐵板柜或水泥柜分類隔離貯存。室內(nèi)設(shè)排氣降溫風(fēng)扇，采用防爆型照明燈具。備有消防器材?？梢苑仙鲜鰲l件的半地下室為藥品儲藏室。

4.鋼瓶室  

易燃或助燃?xì)怏w鋼瓶要求安放在室外的鋼瓶室內(nèi)，鋼瓶室要求遠(yuǎn)離熱源、火源及可燃物倉庫。鋼瓶室要用非燃或難燃材料構(gòu)造，墻壁用防爆墻，輕質(zhì)頂蓋，門朝外開。要避免陽光照射，并有良好的通風(fēng)條件。鋼瓶距明火熱源10m以上，室內(nèi)設(shè)有直立穩(wěn)固的鐵架用于放置鋼瓶。

平面設(shè)計系統(tǒng)需要考慮的

平面設(shè)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(shè)置有爆炸危險的房間，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。

3、專業(yè)學(xué)科功能。實驗室通常按物理學(xué)，無機(jī)化學(xué)，有機(jī)合成化學(xué)，生物學(xué)來分類。
功能與布局需要注意的

根據(jù)實驗室工作的特性，應(yīng)配備辦公室、檔案室（報告編制室）、收樣及樣品儲藏室、大型儀器室、小儀器室、天平室、化學(xué)實驗及樣品 前處理室、電烤室、洗滌室、實驗用水（超純水）制備室、暗房、試劑儲藏室。

1.非受控區(qū)
  （1）辦公室：供科室人員在工作之余，學(xué)習(xí)、探討工作中出現(xiàn)的問題； 整理原始數(shù)據(jù)、書寫原始報告。

（2）檔案室（編制報告室）

    用于報告的編制及打印、科室資料的儲藏及查閱。

 （3）收樣室：獨立的樣品存儲室，存儲柜功能區(qū)間劃分清楚，標(biāo)明未檢樣品、再檢樣品和已檢樣品。樣品室必須干燥、通風(fēng)、防塵、防鼠。

2.受控區(qū)

化學(xué)實驗室及樣品前處理室

化學(xué)基本實驗室，主要是進(jìn)行容量分析、離子測定、氧化還原等實驗。

實驗室必須有排風(fēng)設(shè)施，獨立排氣柜，有機(jī)、無機(jī)前處理分開；墻、地板、試驗臺、試劑柜等要絕緣、耐熱、耐酸堿、耐有機(jī)試劑腐蝕；地面應(yīng)有地漏，防倒流。設(shè)置中央實驗臺的實驗室應(yīng)設(shè)供實驗臺用用的上下水裝置、電源插頭。

帶試劑架的實驗臺及輔助工作臺，需考慮設(shè)在實驗室內(nèi)的研究空間或電腦臺，藥品柜、器皿柜、落地安置的儀器設(shè)備、急救器等。

大型儀器室

電壓、電流、溫濕度符合要求，需要防靜電地板，溫度控制15-25度，濕度60-70%，互相有干擾的儀器設(shè)備不要放在同一室，檢驗無機(jī)物質(zhì)儀器要有排氣斗，檢驗有機(jī)物質(zhì)的儀器有可調(diào)排風(fēng)罩。

儀器分析實驗室

主要設(shè)置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(shè)計的裝備有：儀器臺、實驗臺、通風(fēng)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。

氣相色譜分析室   

主要是對容易轉(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，具有計算機(jī)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(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(fēng)及避免陽光直射在儀器上，避免影響電路系統(tǒng)正常工作的電場及磁場存在，一般設(shè)計：儀器臺（應(yīng)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。

光譜分析室   

主要是根據(jù)物質(zhì)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(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、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(yīng)盡量遠(yuǎn)離化學(xué)實驗室、以防止酸、堿、腐蝕性氣體等對儀器的損害，遠(yuǎn)離輻射源；室內(nèi)應(yīng)有防塵、防震、防潮等措施。

儀器臺與窗、墻之間要有一定距離，便于對儀器的調(diào)試和檢修。應(yīng)設(shè)計局部排風(fēng)。使用原子吸收罩排風(fēng)較為適宜。

供排水設(shè)計系統(tǒng)

供排水設(shè)計系統(tǒng)主要是為前期實驗室建筑設(shè)計服務(wù)。

水嘴分為急流水嘴和緩流水嘴。

電控系統(tǒng)

實驗室用電主要包括照明電和動力電兩大部分。

動力電主要用于各類儀器設(shè)備用電、電梯、空調(diào)等的電力供應(yīng)。實驗室供電系統(tǒng)也是實驗室最基本的條件之一。

電源插座有：10A、13A、16A、20A；漏電保護(hù)開關(guān)、過載保護(hù)開關(guān)等。

電源插座應(yīng)遠(yuǎn)離水盆和煤氣、氫氣等噴嘴口，并不影響實驗臺儀器的放置和操作位置。

線槽主要多功能鋼線槽(主要用于試劑架上)和PVC線槽配西班牙插座(主要用于邊臺和中央臺臺面上).

特殊氣體配送系統(tǒng)

實驗室用氣主要有不燃?xì)怏w（氮氣、二氧化碳）;

惰性氣體（氬氣、氦氣等）

易燃?xì)怏w（氫氣、一氧化碳）；

劇毒氣體(氟氣、氯氣)；

助燃?xì)怏w（氧氣）組成。除不燃?xì)怏w、惰性氣體外其它氣體不得進(jìn)行實驗室。可以通過輸氣管接到各實驗室內(nèi)。一般氣相室配置氦氣（He）、氮氣（N2）。氣質(zhì)聯(lián)用室配置了氮氣、氫氣、氧氣。氫氣管線上的連接管件都要連接后焊接，嚴(yán)禁有泄漏的可能。所有的管線在安裝完畢后一定要做氣密性實驗，并在使用前要先除油。氣瓶裝瓶時，易燃易爆與惰性氣體同柜，杜絕兩種易燃?xì)怏w同瓶裝一柜。

有害氣體輸出系統(tǒng)

實驗室內(nèi)往往存在許多不利于人體健康的化學(xué)物質(zhì)污染源，特別是有害氣體，將其排除非常重要。

實驗室的最新觀念就是將整個實驗室當(dāng)作是一臺排煙柜，如何有效的控制各種進(jìn)排氣，達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的效果是至關(guān)重要的。

實驗室常用排風(fēng)設(shè)備主要有：通風(fēng)柜、原子吸收罩、萬向排氣罩、吸頂式排氣罩、臺上式排氣罩等。其中通風(fēng)柜最為常見。