根據試驗任務需要,實驗室有貴重的精密儀器和各種化學藥品,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(qì)。因此,對化驗室的房屋結構、環境、室內設施等有其特殊(shū)的要求,在籌建新化驗室或改(gǎi)建原有化驗室時都應考慮。
化驗室(shì)用房大(dà)致分為三類(lèi):精(jīng)密(mì)儀器實驗室、化學分析實驗室、輔助室(辦(bàn)公室、儲藏室(shì)、鋼瓶室等)。化(huà)驗室要求遠離灰(huī)塵、煙霧、噪音和震動源的環境中,因此化驗室不應建在交通要道、鍋爐房、機房及生產車間近旁(車間化驗室除外)。為保持良好的氣象條件,一般(bān)應(yīng)為南北方向。
1.精密儀器室
精密儀器室要求具有(yǒu)防火、防震、防電磁幹擾、防噪音(yīn)、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。為保持一般儀(yí)器良好的使用(yòng)性能,溫(wēn)度應在15~30℃,有條件的最好控製(zhì)在18~25℃。濕度(dù)在60%~70%,需要恒(héng)溫(wēn)的儀器室可裝雙層門窗及(jí)安裝空調(diào)。
儀器室可用水(shuǐ)磨(mó)石地或防靜電地板(bǎn),不推薦(jiàn)使用地毯,因地毯易積聚灰塵,還會產生靜電、大型精密儀器室的供電電(diàn)壓應穩定,一般允許電壓波動範圍為±10%。必要時要配備附屬設備(如,穩壓電源等)。為保證供電不間斷,可采用雙電源(yuán)供電。應設計有專用地線,接(jiē)地極電阻小於4Ω。
氣相色譜室及原(yuán)子吸收分析室因要用到高壓鋼瓶,最好設在就近能建鋼瓶室(方向朝北)的位(wèi)置。放儀器用的實驗台與牆(qiáng)距離500mm,以便於操作與(yǔ)維修,室內(nèi)有有良好(hǎo)的通風,原子吸收儀器上(shàng)方(fāng)設局部(bù)排氣罩。
微型(xíng)計算機和(hé)微機控(kòng)製的精密儀器對供電電壓和頻率有(yǒu)一定要求。為(wéi)防止電壓瞬變、瞬時(shí)停(tíng)電、電壓不足等影響儀(yí)器(qì)動作,可(kě)根據需(xū)要(yào)選用不間斷電源(yuán)(UPS)。
在設計專用的儀器分析室的同時(shí),就近(jìn)配套設計(jì)相(xiàng)應的化學處理室,這(zhè)在保護儀器和加強管理上是(shì)非常必要的。
2.化學分析室
在化學(xué)分析室中進行樣品的化學處理和分析測定,工作中常使用一些小型(xíng)的電器設備及各種化學試劑,如操作不慎也具有一定的危險性,針(zhēn)對這些使用特點,在化學分析室設計上應注(zhù)意以下要求:
(1)建築要求:化驗室的建(jiàn)築應耐火或用不易燃的材料建成(chéng),隔斷(duàn)和頂棚也要考慮到防火性能。可(kě)采用水磨石地麵,窗(chuāng)戶要能防塵,室內采光要好,門應向外開,大實驗室應設兩個出口,以利於發生意外時人員的撤離。
(2)供水(shuǐ)和排水:供水要保證必須的水壓、水質、和水量以滿(mǎn)足儀器(qì)設備正常運行(háng)的需要,室內(nèi)總閥門應設在易操作的顯著位置,下(xià)水(shuǐ)道應采(cǎi)用耐酸堿腐蝕的材料(liào),地麵(miàn)應(yīng)有地(dì)漏。
(3)通風設施:由於化驗工作中常常會產(chǎn)生有(yǒu)毒(dú)或易燃的氣體,因此化驗室要有良好的通風條件,通風設施一般有3種:
①全室通風:采用排氣扇或通風豎井,換氣次數一(yī)般為5次/時。
②局部排氣罩:一般安裝在大型儀器發生(shēng)有害氣體部(bù)位的上方。在(zài)實驗室中產生有害氣體的上方,設置局部排氣罩以減少室內空(kōng)氣(qì)的汙染。
③通風櫃:這是實(shí)驗室常用的一種局部排風設備。內有加熱源、水源、照明等裝置。可采用防(fáng)火(huǒ)防爆的金屬材料製作通風櫃,內塗防腐塗料,通風(fēng)管道要能耐酸堿氣體腐蝕。風機可安裝在頂層機房內,並應有減少震(zhèn)動和噪音的裝臵(gé),排氣管應高於屋頂2m以上。一台排(pái)風(fēng)機連接一個通風櫃較好,不(bú)同房間共用一個風機和通風管道易發生交叉汙染。通風(fēng)櫃在室內的正確位置是放在空氣流(liú)動較小的地(dì)方,或采用較好(hǎo)的狹縫式通風櫃。通風櫃台麵高(gāo)度800mm,寬750mm,櫃內淨高1200-1500mm,操作(zuò)口高度800mm,櫃長(zhǎng)1200-1800mm。條縫處風速0.3-0.5m/s視窗開啟高度為300-500mm。擋板後(hòu)風道(dào)寬度等於縫寬2倍以上。
(4)煤氣與(yǔ)供(gòng)電(diàn):有條件的化驗室(shì)可安裝(zhuāng)管道(dào)煤氣。化驗室的電源分照明用電和設備用電。照明最好采用熒光燈(dēng)。設備用電中,24h運行(háng)的電器如冰箱單獨供電,其(qí)餘電器(qì)設備(bèi)均由總開關控製,烘箱、高溫爐等電熱設備應有專用插座、開關及熔斷器。在室(shì)內及走廊上安裝應急燈,備夜間突然停電時使用。
(5)實驗(yàn)台:實驗台主要由台麵、台下的支架和器皿(mǐn)櫃組成,為方便操作,台上可設置藥品架,台的兩(liǎng)端(duān)可安裝水槽。
實驗台麵一般寬750mm,長根據房間尺寸,可為1500-3000mm,高可為800-850mm。台(tái)麵常用貼麵理化板、實芯理化板、耐腐人造石或水磨(mó)石預(yù)製板等製成。理想(xiǎng)的(de)台(tái)麵應平整、不易碎裂、耐酸堿及溶劑腐蝕,耐(nài)熱(rè),不易碰碎(suì)玻璃器皿(mǐn)等。
3.輔助用室
(1)藥品儲藏室:由於很多化學試劑屬於易燃、易爆、有毒或腐蝕(shí)性物品,故不要購置過(guò)多。儲藏室僅用於存放少量近期要用的化學藥品,且要符合危險品存放安全要求。要具有防明火(huǒ)、防潮濕、防高溫、防日光(guāng)直射、防雷電的功能。藥品儲藏室房間(jiān)應朝北、幹燥、通(tōng)風良好,頂棚應遮陽隔熱(rè),門窗(chuāng)應(yīng)堅固,窗(chuāng)應為高窗,門窗應設遮陽(yáng)板。門應朝外開。易燃液體儲(chǔ)藏室室溫一般不許超過28℃,爆炸品不(bú)許超過30℃。少(shǎo)量危險品可分類(lèi)隔離貯存。室(shì)內設排氣降溫風扇,采用防爆型照明燈(dēng)具。備有消防器材。可以采用符合上述條件的半地下室為藥品儲藏室。
(2)鋼瓶室:易燃或助燃氣體鋼瓶要求安(ān)放在室外的(de)鋼瓶室(shì)內,鋼瓶室要求遠離熱源、火源及可燃物倉庫。鋼瓶室要用非燃或難燃材料構造,牆壁(bì)用防爆牆,輕質頂蓋,門朝外開。要避免陽光(guāng)照射,並(bìng)有良好的通風條件。鋼瓶距明(míng)火熱源(yuán)10m以上,室內設有直立穩固的鐵架用於放置(zhì)鋼瓶。
平麵設(shè)計(jì)係統
平麵設計我們主要(yào)考慮以(yǐ)下幾個方麵的因素:
1.疏散、撤離、逃生、順暢、無阻,安全通道;一般實驗室門主要向裏開,但如設置有爆炸(zhà)危險的房間,房門應朝外開,房門材(cái)質最好選擇壓力玻璃(lí)。
2.人體學(前(qián)後左(zuǒ)右工作空(kōng)間(jiān)),完美的(de)設備與科技(jì)工作者操(cāo)作空間範圍的協調搭配體現了(le)科學化、人性化的規劃設計。
在做平麵設計的時候,首先要考慮的因素是就是“安全”,實驗室是最易發生爆炸、火災、毒氣泄露等(děng)的場所。我們在做(zuò)平麵(miàn)設計的時候(hòu),應盡量地要保持實驗室的通風流暢、逃生通道暢通。根據國際人體工程學的標(biāo)準。我們做如下的(de)劃分以供參照:實驗台與實驗台通道劃分標準(通道間(jiān)隔用L表示):
L>500mm時(shí),一邊可站人操作;
L>800mm時,一邊可坐人操作;
L>1200mm時,一(yī)邊可坐人,一邊可站人,中間不可過人;
L>1500mm時,兩邊可坐人(rén),中間(jiān)可過人;
L>1800mm時(shí),兩邊可坐人,中間可過人(rén)可過儀器。
天平台、儀器台不宜(yí)離牆太近,離牆400mm為宜。為了在(zài)工作(zuò)發生危險時易於疏散,實驗台間的過道應全部通向走廊。另:實驗室建(jiàn)築層(céng)高宜為3.7米(mǐ)-4.0米為宜,淨高宜為(wéi)2.7米(mǐ)-2.8米(mǐ),有潔淨度(dù)、壓力梯度、恒溫恒濕等特殊要求的實驗室淨高(gāo)宜為2.5米-2.7米(不包括吊頂);實驗(yàn)室走廊淨寬宜為2.5米-3.0米,普通(tōng)實驗室雙門寬以1.1米(mǐ)-1.5米(不對稱對開門)為宜,單門寬以0.8米(mǐ)-0.9米為宜。
3.專業學科功(gōng)能:實驗室通常按物理學,無機化學,有機合(hé)成化學,生物學來(lái)分類(lèi)。根據實驗室內容、用途和(hé)規模的不同(tóng)又(yòu)各有自己的特點,主要由化學基本實驗室、儀器分析實驗室、潔淨實驗室、電子計算機室、研(yán)究室、輔助實驗室(shì)、服務(wù)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(děng)實驗,一般設(shè)計(jì)的裝備(bèi)有:實驗台與洗滌台;通風櫃及管道修檢井;帶試劑(jì)架的實驗台及輔助工作台,需考慮設在實驗室內的研究空間或電腦台(tái),藥品(pǐn)櫃、器皿(mǐn)櫃、落地安臵的儀器設備、急救器等。
儀(yí)器分析實驗室,主要配備(bèi)各(gè)種大型精密分析儀器,同時,也(yě)包括普通小型分析儀等,一般設計的裝備有:儀器(qì)台(tái)、實驗台(tái)、通(tōng)風櫃、天(tiān)平台、電腦(nǎo)台、氣瓶櫃、洗滌台、器皿櫃、藥(yào)品櫃、急救(jiù)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(yǐ)供參考。
各類儀器分析實驗室要求:
氣相色譜分析室:主要是(shì)對容易轉化為氣態而不分解的液態有機化合物及氣態樣品的分析。儀(yí)器設備主要有氣相色譜儀,具有計算機控製係統及(jí)數據處理(lǐ)係統(tǒng),自動化程度很高,對有機化合物具有高效的(de)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(nán)揮發的(de)及(jí)熱不穩定(dìng)的(de)化合物、離子化合物、高聚物的分離卻無能為(wéi)力。要求局部排(pái)風及避免(miǎn)陽光直射在儀器上(shàng),避免影(yǐng)響電路係統正常工作的(de)電場及磁場存在,一般設計:儀器台(應離牆以便(biàn)儀器維(wéi)修)、萬向排氣罩(zhào)、電腦台(一般在儀器台旁配臵)、邊台、洗滌台、試劑櫃等(děng)。
液(yè)相色譜分析室:主要體現在高效率分離,對複雜的有機化合物分離(lí)製取純淨化合物,定量分析和定性分(fèn)析,儀器設備主要有:高效液相色譜儀,適宜於高沸點化合物、難揮發化合物、熱不穩定(dìng)化合物、離(lí)子化合(hé)物、高聚物等,彌補氣相色譜儀(yí)的不足。環境和實(shí)驗室基礎裝備設計要求與氣相(xiàng)色諳室相近(jìn)。
質譜分析室:主要是對純有機物的定性分析,實現對有(yǒu)機化合物的分子量、分子式、分子結(jié)構的測(cè)定(dìng),分析樣品可以(yǐ)是氣體、液體、固體,主要設備有質譜儀、氣-質聯用儀。質譜儀是利用電磁學的原理,使(shǐ)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(jìn)行(háng)分離並進行質譜分析的儀器,缺點是對複雜有機混合物的分離無能為力。氣相色譜分離效率(lǜ)高,定量分析簡便的特點(diǎn),結合質譜儀靈敏度高,定性分析能力強的特點,兩種儀器聯用為氣-質聯用儀。可(kě)以取長補短(duǎn),提高(gāo)分析質量和效率。質譜儀可能有汞(gǒng)蒸汽逸出,要考慮局部排風。
光譜分析室:主要是根據物質對光具(jù)有吸收、散射的物理(lǐ)特征及發射光的物理特性,在分(fèn)析化學領域建立化學分析。主要的儀器是原子發射光譜儀(yí)、原子吸收(shōu)光譜儀,分光光度計、原子熒光光譜儀、熒光分光(guāng)光度計、X射線熒光儀、紅外光光譜儀、電感耦合(hé)等離子體(tǐ)(LCP)光譜儀、拉曼光譜儀等。實驗室應盡量(liàng)遠離化學(xué)實驗室、以防止酸、堿(jiǎn)、腐蝕性氣體等對儀器的損害,遠離輻射源。


