一、实验室分类及特点
1、按基本功能分: 物理实验室、一般化学实验室、生物实验室、有机合成化学实验室。
2、按实验室所属行业分:中小学教学类、大学类(教学、科研)、微生物类、生化类、企业类、医疗类、行政监测机构、行业监测中心类等。
二、实验室的常规要求
(一)、一般共性要求:
1、安全性:所有产品均不得产生毒害产物,危害工作人员的安全。
2、稳固性:由于实验室内有大量的精密仪器、设备,以及实验室潜在的危险性,要求所有产品均有可靠的稳固性。
3、其它 :易于维护、清洁,不留卫生死角,不生尘,不挥发。
(二)、产品配置要求
实验室的功能主要是科研、教学、检测。
实验室的工作流程主要取决于实验室的性质、功能。工作流程主要与实验仪器、用品、药品等的提取,以及重复的实验和检测密切相关。
实验室的基本配置主要取决于实验室的性质、类型、功能、投资额度等。
中央台: 少见于物理实验室,宜进行大型、复杂的实验项目。只要空间允许就可以配置,经常搭
配使用试剂架、洗涤池,就近放置药品柜、器皿柜,完善功能。
边台: 可进行各项实验、放置设备、办公,常搭配使用试剂架、洗涤池、吊柜、活动柜箱,放置于靠墙位置。
仪器台: 便于摆放大型精密仪器,也可进行各类实验。结构稳定,常与多种柜类产品搭配使用。
器皿柜: 药品柜:所有实验室均可使用,还可设单独储存间。
气瓶柜: 为室内外安全储气专用,尽量放置于室外,置于室内时,应尽量靠气体使用处(如通风柜),减少气体输送距离,降低事故发生的机率。
洗涤池: 为各项实验供水、器械洗涤、废水处理是洗涤池的三项功能。有以上三项需要的均可
配置。
7、急救洗眼器: 做有危险性实验的实验室均应配置急救器,保障实验室工作人员的安全。事故发生后,当事人只能靠空间位置感和触觉来寻找急救器,所以急救设备应摆放于空旷、有明显标志(如墙)的地方。附近不应有其它设备。
8、天平台: 实验精确性很大程度取决于测量的准确性,测量是实验中必不可少的环节。不论是对药品试剂,还是对结果的测量都要用到天平,天平台的三级防震设计能满足天平使用时对支撑设备的要求,天平台应置于药品柜或实验结果发生处附近,方便测量。大量的测量还应设天平室。
9、通风柜: 产生毒害气体、飞溅、爆炸的实验应置于通风柜内进行。以保障实验人员的生命安全。就近配置器皿柜、药品柜、气瓶柜,完善功能。通风柜应放置于靠窗位置,利于排风、补风。
(三)、通风、水电布局要求
1、通排风要求
a、 实验室的基本换气率为10-20次/小时,对空气污染性较大的实验室可适当提高换气次数,或在通风柜内进行实验。
b、 实验室基本通风方法有三种:自然通风法、带补风设施通风法、特殊空调系统。
c、 不论何种方法,空气流向都应采用“上入下出”式,尽量布设多处进风位置,不能留有空气循环死角。
d、 带通排风系统的实验室应保证排风与抽风容量同等。
e、 通风柜、通排风系统应根据实验性质、所处楼层、排风口位置等选择适当的风机,室内机或是室外机、正压还是负压型送风,同时应考虑风机工作噪音的问题,以及空气流动、风机工作时产生的共鸣。通常,室内风机适合于室内排风量较小的排风任条(1000立方米/小时以下),排风需求量较大的,应考虑室外风机。
f、 通风管道的选型取决于通风量及通风管道的长短,一般为直径250毫米,若弯头较多,管路相对复杂,且长度超过20M,则应选用300或400MM的管。
g、 要是房间较小,则应设单独的补风系统,否则房间内的制冷空气不够;若要考虑废气处理,则应使用废气处理塔。
h、 排出的废气应考虑气体的性质以及对环境的污染程度,应采用适当的处理方法(如水吸收、活性碳吸收),对某些实验室还应采取更加特殊的通排风方法(涉及到核污染方面)。
I、 应考虑室内空气的报警系统。
J、 随着对实验室的要求不断提高,洁净技术的广泛使用,洁净实验室的大量建立,通排风系统中的空气洁净度日益重要。空气洁净过滤器的分类大致分三类;初效(10微米以上尘埃),中效(1-10微米尘埃),亚高效、高效(能阻挡1微米以下尘埃)。过滤阻挡方法有机械式、静电吸附式。附:空气洁净室的制作成本
级别 | 造价(元/平方米) |
100 | 6000 |
1000 | 4000 |
10000 | 2500 |
2、电布局要求
a、 每一实验室都应有单、三相交流电源,实验室入口应设电源总控制开关,便于开关,并设过流、过载、触漏电保护。电源控制板离地高度最好为1.4米。
b、 固定设备应有专用电源线路,偶尔使用设备可连用于总电源线路中。
c、 每一台柜均应设或附近设插座、单三相控制开关、保险器,位置应远离水、热源。
d、 四周墙面适当位置均应有单、三相插座,供临时使用设备用。
e、 化学实验室及其它用电量特大的实验室应采用铜芯为导线,物理及其它用电量小的实验室可采用铝芯为导线。用电功率应预留一倍以上容量,以备增加设备时使用。
f、 所有电器线路敷设应方便检修,有条件还应预留备用线路。
g、 供电线路应有三相两路供电,保证在一路发生故障时不会停电,备有精密仪器的实验室还应设稳压系统。
h、 电器线路尽量少交叉,线路间、线路与其它管路交叉应有一定的安全距离。
I、 设备、照明用电单独走线
J、 实验室照明的照度应为500LUX以上,以不变色光为主,比如不应使用太阳灯、水银灯甚至白炽灯等变色灯具,应采用暖光色调。
3、水布局要求
a、 物理实验室供排水系统可置于室外。
b、 实验室的供水主要有自来水、纯水、超纯水、蒸馏水等,各种供水系统均对管路有特殊要求,自来水一般用普通镀锌钢管,纯水和超纯水一般用不锈钢管、PVC管或PP管,蒸馏水一般用不锈钢管,对微量元素有要求的必须使用不锈钢管。
c、 排水系统由于经常接触到酸碱和有机溶剂,应根据实验室的性质选用适当的排水设施。附:排水设施特性分类
水盆类 | 陶瓷 | 不锈钢 | 玻璃钢 | PP |
优点 | 耐酸碱性最好,价格便宜 | 耐酸碱,价格适中,外形美观 | 耐酸碱强度适中,价格便宜 | 耐强酸碱,外形美观,性能稳定 |
缺点 | 易碎,不美观 | 不耐强酸碱。腐蚀后易生锈。 | 不耐热、有机溶液,易起泡、变形 | 不耐某些有机溶液,价格昂贵。 |
下水管类 | 铸管 | PVC | ||
优点 | 耐酸碱,价格便宜 | 耐酸碱、价格适中。 | ||
缺点 | 易生锈,安装难度大 | 不耐热、强酸碱、有机溶液。 |
d、 地漏或排水口应设于给水点附近,进出水最好在同一位置。
e、 尽量少使用给排水点,最好只有一个排水点。
f、 应充分考虑废水隔离、防倒流、防阻塞、消毒设计。
g、 应考虑废水处理。有放射线的,不设排水,集中处理;有强酸强碱的,在进入排水管前应设酸碱中和池处理;有轻微微生物额,应作灭菌处理后排放;同位素实验室应使用专用排水装置。
h、 消防栓不应置于室内,尽量暗装,置于走道。
供气
a、 实验室使用的气体通常分两类,一是压缩空气;二是高纯气体,包括氯气、氨气、氮气、甲烷、真空吸气等。
b、 压缩空气主要用于吹洗实验器具或产品。压缩空气的净化质量要求较高,需加装过滤器,压缩机应使用无油水冷型,进气口应在室外。压缩气体管道与水管等其它管道之间的水平距离应不小于150MM,垂直交叉时应不小于100MM;跟可燃气体管道并行时,水平、垂直都不应小于250MM;跟电缆并行时应不小于500MM;跟裸露导线并行时不应小于1000MM。
c、 可燃气体的用气点应设排气罩,管道最好不要经过底下室、配电房、浴室、仓库等,以及有腐蚀性的地方,否则应做相应处理。管径应大于25MM,室内应明管敷设,若设于吊顶内应考虑通风是否顺畅,管线接头应为焊接(镀锌钢管,铜质阀门)
d、 真空吸气的管道起码应使用镀锌钢管类材质,不能用塑料
e、 供气线路:
高压气瓶 角阀 回行道管 角阀 合流总管 压力传形器 高压绝止阀 电磁阀组 高压减压器 低压减止阀 气体流量计 输气管道 高效过滤器 终端
三、实验室规划要点:
(一)实验室规划首先应考虑以下要素:
1、实验台柜及各种仪器的尺寸、所占用的空间
2、作业流程及实验台柜的配置
3、采光、通风
4、室内人行通道及工作人员的操作空间
5、作业场所、实验室、实验台等相互之间的功能关系
6、台面防酸碱要求,设备承托重量要求,抽、排气量要求等等。
注:实验室人均工作面积通常应保证在18平方米左右,除设备、仪器外,工作人员的活动空间应有10平方米左右。大学的教学用实验室,学生的人均实验面积应在3—4平方米。
(二)实验室应位于不易受噪音、震动、灰尘、水源污染等影响的地方;
(三)实验室必须要有足够的光线(侧光线)射入,并备有足够的日光灯照明,但不应使用太阳灯、水银灯甚至白炽灯等变色灯具,门窗应足够大,并应用平板白色透明玻璃;
(四)地面可根据不同要求采用不同的材料,可选用水泥、水磨石、大理石、陶瓷地砖等材料,或选用过氯乙烯、环氧树脂涂料作地面,地面应设置多个地漏装置,以减少跑水事故;
(五)天花板、墙体应以浅素色为基调,并配以简单的线条,切忌五颜六色及过分复杂的装饰,天花板内应预留足够的通排气道及电源线路装置,以便抽、排风设备的安装及配置;
(六)实验室内应尽量避免梁柱的存在;
(七)室内温度、湿度应分别控制在25ºC-28ºC、 40%-65%为佳;
(八)实验室装修或用具应尽量避免采用易燃的材料,消火栓应设于实验室外;自动感应装置离风口应在100MM以上。
(九)物理实验室通常用电量较大,电性能要求高,宜增大用电的安全系数(一般实验室为2),台面、与电接近的板材等要求防水、防潮,电绝缘性好,合适的地方宜多布置电源插座。
(十)一般化学实验室通常带有腐蚀性的酸、碱,并伴有有毒气体、污水,经常使用明火。台面要求防腐、防火,附近应有消防设施,中央台、边台通常带试剂架并配水池。根据情况,出水口配置污水处理槽。有机合成化学,除一般的化学实验室要求外,因实验流程较复杂,需要使用较多试管、实验瓶等,通常应在边台和中央台多配置试剂架、试管架等。
(十一)生物实验室要求可靠性能较高的无菌、无尘环境,通常可在进口处设置水池和干燥台,便于实验室器皿的清洗。
四、实验室规划中经常出现的问题
由于规划人员并非实验人员,各种具体的实验室要求不同,这样,规划人员对实验室的了解程度将直接影响实验室规划的效果。因此,在规划实验室时,要求规划人员充分了解实验室的功能性质、工作内容、操作流程、工作人员状况 (数量、性别与年龄结构)、所属行业、投资额度等,以保证规划布局切实满足实验要求、而且整体美观、安全、工作路线最短、环境舒适和投资合理。另外,规划应尽量做到一步到位,避免重复修改。以下几个问题应予重视:
1、测量的准确性是设计布局好坏的先决条件。
2、充分估计客户的投资额度,以确定所需产品的数量、款式、类型、价格。
3、依据人体工程学及相关信息,应尽量保证实验人员基本工作空间(18平方米/人),以及自由活动空间(10平方米/人)。切忌因追求利益而不考虑空间的大小,重复、大量地设计布置产品,造成台柜类密度过大,实验人员活动空间不够,过道太狭窄。
4、富于创新求变的职业精神,创造宽敞、舒适、合理、实用及富于创意的实验室环境,切忌实验室采用完全相同的布局,缺乏变化。
5、了解及分析工作流程,确保各类台柜设备之间配合协调,以及各实验室之间的功能相互衍接,减少实验人员的工作量,使整个实验楼的实验做到有条不紊。一般来说,天平台(天平室)紧靠药品柜(药剂室),器皿柜紧靠水池,洗眼器靠危险性实验处,通风柜靠近外墙、窗户,有利于布置通风管道;
6、实验台款式、颜色、灯光搭配应合理,以保证整体美观。
五、现场安装常出现的问题
1、人为因素造成的损伤,如安装时工作人员造成的擦、划伤。
2、由于设计部与工厂配合不好,水电位置不正确,造成产品在现场安装时的实际位置与图纸不相符合。
3、由于现场测量不准确、遗漏主要尺寸或尺寸标注不清楚,造成柜台与房间的尺寸不匹配,产品安装时出现错位、缝隙等问题,严重影响使用和美观。
4、布置高柜时(主要有通风柜,器皿柜,气瓶柜等),忽略窗户的存在,导致窗户打不开,挡光;
5、工期延误。主要有以下几个方面:1).遗漏配件现象严重,使安装不能顺利进行;2).水电布局插座、进出水管位置不准确、需要重新布置;3).通风系统的排气孔没有预留或位置不准确;4). 安装方法不科学,工具不完善,造成工期过长。