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科研院校實(shí)驗室
設計思路：以實(shí)驗安全為主、注重操作性與實(shí)用性
科研劃分：環(huán)境系實(shí)驗室、機械工程系實(shí)驗室、土木水利系實(shí)驗室、建筑系實(shí)驗室、航空航天系實(shí)驗室、工程物理系實(shí)驗室、化學(xué)工程系實(shí)驗室、核能與新能源系實(shí)驗室、生命科學(xué)系實(shí)驗室、醫學(xué)系實(shí)驗室、比較
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科研院校實(shí)驗室規劃須知
概述：科研院校實(shí)驗室的建設，無(wú)論是新建、擴建、或是改建項目，它不單純是選購合理的儀器設備，還要綜合考慮實(shí)驗室的總體規劃、合理布局和平面設計，以及供電、供水、供氣、通風(fēng)、空氣凈化、安全措施、 環(huán)境保護等基礎設施和基本條件。因此實(shí)驗室的建設是一項復雜的系統工程，在現代實(shí)驗室里，先進(jìn)的 科學(xué)儀器和優(yōu)越完善的實(shí)驗室是提升現代化科技水平，促進(jìn)科研成果增長(cháng)的必備條件?！耙匀藶楸?，人 與環(huán)境”己成為人們高度關(guān)注的課題。本著(zhù)“安全、環(huán)保、實(shí)用、耐久、美觀(guān)、經(jīng)濟、卓越、領(lǐng)先”， 的規劃設計理念。規劃設計主要分為六個(gè)方面：平面設計系統、單臺結構功能設計系統、供排水設計系 統、電控系統、特殊氣體配送系統、有害氣體輸出系統等六個(gè)方面。下面就按上述六方面依次講解。
一、 科研院校實(shí)驗室平面設計系統 平面設計我們主要考慮以下幾個(gè)方面的因素：
1、安全
（1）疏散、撤離、逃生、順暢、無(wú)阻，安全通道；一般實(shí)驗室門(mén)主要向里開(kāi)，但如設臵有爆炸危險的 房間，房門(mén)應朝外開(kāi)，房門(mén)材質(zhì)好選擇壓力玻璃。
（2）建筑要求 化驗室的建筑應耐火或用不易燃的材料建成，隔斷和頂棚也要考慮到防火性能?？?nbsp;采用水磨石地面，窗戶(hù)要能防塵，室內采光要好，門(mén)應向外開(kāi)，大實(shí)驗室應設兩個(gè)出口，以利于發(fā)生意 外時(shí)人員的撤離。
（3）供水和排水 供水要保證必須的水壓、水質(zhì)、和水量以滿(mǎn)足儀器設備正常運行的需要，室內總 閥門(mén)應設在易操作的顯著(zhù)位臵，下水道應采用耐酸堿腐蝕的材料，地面應有地漏。
（4）通風(fēng)設施 由于化驗工作中常常會(huì )產(chǎn)生有毒或易燃的氣體，因此化驗室要有良好的通風(fēng)條件， 通風(fēng)設施一般有 3 種：
① 全室通風(fēng) 采用排氣扇或通風(fēng)豎井，換氣次數一般為 5 次/時(shí)。
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(shí)驗室中產(chǎn)生有害氣體的上 方，設臵 局部排氣罩以減少室內空氣的污染。
③ 通風(fēng)柜 這是實(shí)驗室常用的一種局部排風(fēng)設備。內有加熱源、水源、照明等裝臵?？刹捎梅阑鸱?nbsp;爆的金屬材料制作通風(fēng)柜，內涂防腐涂料，通風(fēng)管道要能耐酸堿氣體腐蝕。風(fēng)機可安裝在頂層機房?jì)龋?nbsp;并應有減少震動(dòng)和噪音的裝臵，排氣管應高于屋頂 2m 以上。一臺排風(fēng)機連接一個(gè)通風(fēng)柜較好，不同房間共用一個(gè)風(fēng)機和通風(fēng)管道易發(fā)生交叉污染。通風(fēng)柜在室內的正確位臵是放在空氣流動(dòng)較小的地方，或采 用較好的狹縫式通風(fēng)柜。通風(fēng)柜臺面高度 800mm，寬 750mm，柜內凈高 1200-1500mm，操作口高度 800mm， 柜長(cháng) 1200-1800mm。條縫處風(fēng)速 0.3-0.5m/s 視窗開(kāi)啟高度為 300-500mm。擋板后風(fēng)道寬度等于縫寬 2 倍 以上。
2、人體學(xué)（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)調搭配體現了科學(xué)化、 人性化的規劃設計。 在做平面設計的時(shí)候，首先要考慮的因素是就是“安全”，實(shí)驗室是易發(fā)生爆炸、火災、毒氣泄 露等的場(chǎng)所。我們在做平面設計的時(shí)候，應盡量地要保持實(shí)驗室的通風(fēng)流暢、逃生通道暢通。根據國際 人體工程學(xué)的標準。我們做如下的劃分以供參照：（祥見(jiàn)下圖） 實(shí)驗臺與實(shí)驗臺通道劃分標準(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(guò)人; L>1500mm 時(shí)，兩邊可坐人，中間可過(guò)人； L>1800mm 時(shí)，兩邊可坐人，中間可過(guò)人可過(guò)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(shí)易于疏散，實(shí)驗臺間的過(guò)道應全部通向走廊。另:實(shí)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(shí)驗室凈高宜為 2.5 米-2.7 米（不包括吊頂）；實(shí)驗室走廊凈寬宜為 2.5 米-3.0 米.普通實(shí)驗室雙門(mén)寬以 1.1 米-1.5 米(不對稱(chēng)對開(kāi)門(mén))為宜,單門(mén)寬以 0.8 米-0.9 米為宜。
3、專(zhuān)業(yè)學(xué)科功能。實(shí)驗室通常按物理學(xué)，無(wú)機化學(xué)，有機合成化學(xué)，生物學(xué)來(lái)分類(lèi)。根據實(shí)驗室內 容、用途和規模的不同又各有自己的特點(diǎn)，比如基礎教學(xué)實(shí)驗室，按學(xué)科專(zhuān)業(yè)分，多為較簡(jiǎn)單的教學(xué)實(shí) 驗對水電氣風(fēng)等要求較低，而科研機構對實(shí)驗室通風(fēng)、供排水、電控及潔凈都要求較高，但實(shí)驗室設計 的基本原則都是具有共同性的，以有機化學(xué)為例，主要由化學(xué)基本實(shí)驗室、儀器分析實(shí)驗室、潔凈實(shí)驗 室、電子計算機室、研究室、輔助實(shí)驗室、服務(wù)供應室等組成。
（1）化學(xué)基本實(shí)驗室，主要是進(jìn)行容量分析、離子測定、氧化還原等實(shí)驗，一般設計的裝備有：實(shí)驗臺 與洗滌臺；通風(fēng)柜及管道修檢井；帶試劑架的實(shí)驗臺及輔助工作臺，需考慮設在實(shí)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(shí)驗室，主要設臵各種大型精密分析儀器，同時(shí)也包括普通小型分析儀等，一般設計的裝 備有：儀器臺、實(shí)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(wàn)向 排氣罩、原子吸收罩等。
（2）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。為保持一般儀器良好的使用性能，溫度應在 15~30℃，有條件的控制在 18~25℃。濕度在 60％-70％，需要恒溫的儀器室可裝雙層門(mén)窗及空調裝臵。 儀器室可用水磨石地或防靜電地板，不推薦使用地毯，因地毯易積聚灰塵，還會(huì )產(chǎn)生靜電、大型精 密儀器室的供電電壓應穩定， 一般允許電壓波動(dòng)范圍為±10％。 必要時(shí)要配備附屬設備 （如穩壓電源等） 。 為保證供電不間斷，可采用雙電源供電。應設計有專(zhuān)用地線(xiàn)，接地極電阻小于 4Ω。 氣相色譜室及原子吸收分析室因要用到高壓鋼瓶，設在就近室為能建鋼瓶室（方向朝北）的位 臵。放儀器用的實(shí)驗臺與墻距離 500mm，以便于操作與維修，室內有有良好的通風(fēng)，原子吸收儀器上方設 局部排氣罩。 微型計算機和微機控制的精密儀器對供電電壓和頻率有一定要求。為防止電壓瞬變、瞬時(shí)停電、電 壓不足等影響儀器動(dòng)作，可根據需要選用不間斷電源（UPS）。 在設計專(zhuān)用的儀器分析室的同時(shí)，就近配套設計相應的化學(xué)處理室，這在保護儀器和加強管理上是 非常必要的。
（3）潔凈實(shí)驗室主要是通過(guò)人為的手段，應用潔凈技術(shù)實(shí)現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?？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 潔凈室一般實(shí)施兩級隔離，一級隔離通過(guò)生物安全柜、負壓隔離器、正壓防護服、手套、眼罩等實(shí) 現；二級隔離通過(guò)實(shí)驗室的建筑、空調凈化和電氣控制系統來(lái)實(shí)現。但由于凈化空調需要風(fēng)量小為了安 全起見(jiàn)，風(fēng)量都按大的估算，一般都要超過(guò)規范規定，物別是百級以上，冷熱負荷在要求不是很?chē)栏竦那闆r可能估算，現在專(zhuān)門(mén)有凈化空調機組，可以直接利用。二級~四級生物安全實(shí)驗室應實(shí)施兩級隔離。 一般實(shí)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 PRC 實(shí)驗室為例（PCR 即聚合酶鏈式反應），是分子生物學(xué)研究和實(shí)驗的常規方法，也是生物學(xué)、醫學(xué) 臨床等領(lǐng)域廣泛應用的實(shí)驗技術(shù)。其特點(diǎn)是能將微量的 DNA 大幅增加，實(shí)驗室通常分為四個(gè)區域，即： 試劑儲存和準備區、標本制備區、擴增反應混合物配制和擴增區、擴增產(chǎn)物分析區（如使用全自動(dòng)分析 儀，區域可適當合并）。進(jìn)入各個(gè)區域必須嚴格按照單一方向進(jìn)行，不同的工作區域使用不同的工作服 （例如不同的顏色）。工作人員離開(kāi)時(shí)，不得將工作服帶出。 試劑儲存和準備室（標本制備區），儀器主要配臵有：冷凍離心機、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(zhuān)用工作服和工作鞋等。擴增反應混合物配制和擴增區配臵有：冰箱、高速 離心機、超凈工作臺、PCR 儀（要求負壓狀態(tài)）、可移動(dòng)紫外燈、微量加樣器、核酸擴增儀等。
（4）擴增產(chǎn)物分析區主要配臵有：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(dòng)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比較密切，主要考慮空調散熱、電源電壓等問(wèn)題。 配臵的裝備主要是帶鍵盤(pán)儀器臺。研究所主要是供研究人員辦公的地方，對我們實(shí)驗室裝備要求較低， 在此不多作講解。
（5）輔助實(shí)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(xué)實(shí)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(fēng)速的影響，天 平室應靠近化學(xué)實(shí)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(guò)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(kāi)放臵。純水室，主要是設計的實(shí)驗裝備有；邊臺和洗滌臺?，F代實(shí)驗室多使用去離 子水、水量大且能保證水質(zhì)。地面需設地漏。氣瓶室，實(shí)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(jìn)行實(shí)驗室?？梢酝ㄟ^(guò)管 子接到各實(shí)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(gè)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，一般應配臵：通風(fēng)柜、實(shí)驗臺、試 劑柜。 服務(wù)供應部分，為基本實(shí)驗室和輔助實(shí)驗室服務(wù)的場(chǎng)所，如高壓鍋室和水電氣輔助室等。我們只需稍作 了解。
4、實(shí)驗室工作人員總人數；
5、儀器設備布局；
6、工作程序、流程專(zhuān)業(yè)設計；
二、科研院校實(shí)驗室 單臺結構功能設計系統 不同專(zhuān)業(yè)采用不同實(shí)驗室專(zhuān)用基礎配套裝備，系列產(chǎn)品共分五大部分：A、實(shí)驗臺部分；B、儀器臺 部分；C、功能柜部分；D、儀器設備部分；E、輸出系統部分； A、實(shí)驗臺部分
1、實(shí)驗臺的分類(lèi)：
①實(shí)驗臺按實(shí)驗室的功能劃分為：物理實(shí)驗臺（主要用于電子、電工、物理實(shí)驗）；化學(xué)實(shí)驗臺（主要 用于有機、無(wú)機化學(xué)實(shí)驗）；生物實(shí)驗臺（主要用于凈化無(wú)菌實(shí)驗，如簡(jiǎn)易解剖臺、不銹鋼操作臺等）；
②按結構劃款式分為：鋼木結構（由鋼制支撐架、箱體、臺面、試劑架、連接件、輔件組成）；鋁木結 構：（由鋁制支撐架、箱體、臺面、試劑架、連接件、輔件組成）；全鋼（箱體、鋼支架、臺面、試劑 架、連接件、輔件組成）。
③按用途可分為：中央實(shí)驗臺、邊臺實(shí)驗臺、洗滌實(shí)驗臺、試劑架，實(shí)驗柜、實(shí)驗凳。
2、實(shí)驗柜的分類(lèi)： 按材質(zhì)可分為：鋁木實(shí)驗柜、全鋼制實(shí)驗柜。
3、臺面的分類(lèi) 在整個(gè)實(shí)驗室基礎裝備銷(xiāo)售中，臺面占總報價(jià) 1/3 的份額，臺面的作用可見(jiàn)一斑。
①按實(shí)驗臺的功能作用可分為： 化學(xué)實(shí)驗臺面：防強酸、強堿、耐高溫；耐 98%的濃硫酸；如實(shí)芯理化板。 物理實(shí)驗臺面：防靜電、耐溫、抗滑、穩定強；耐 28%的硫酸，表面材質(zhì)為防火板。 生物實(shí)驗臺面：防水、防止細菌密度強；表面材質(zhì)為不銹鋼板。
②按照臺面材質(zhì)可分為理化板、環(huán)氧樹(shù)脂板、大理石板和陶瓷板。 理化板（威盛亞）不能直接接觸光焰，對 65%硝酸、鉻酸、氫氟酸有輕微疵點(diǎn)，對 98%硫酸有疵點(diǎn)； 環(huán)氧樹(shù)脂是高分子材料，耐高溫（380℃），具有優(yōu)良的抗化學(xué)腐蝕性能，可修復及復原； 大理石一般用于高溫臺、天平臺等，耐高溫，但運輸過(guò)程中較容易損壞； 陶瓷價(jià)格比較昂貴，在國內用得比較少。其耐高溫和抗腐蝕性能極其優(yōu)秀。 B、儀器臺部分 承重性、穩定性、抗外干擾、電控要求很高，氣體配送嚴格、安全、可靠、方便、易管理；承重： 500Kg 以上。主要用于儀器分析實(shí)驗室，如光譜、色譜、原子分析實(shí)驗室等。 實(shí)驗柜部分是前兩部分服務(wù)、儲存，重要功能部分涉及安全、環(huán)保問(wèn)題；有鋁木和全鋼之分；試劑、 藥品、揮發(fā)性藥品、劇毒品、氣瓶等儲存功能基本分以下幾種：
1、一般性能藥品柜；
2、揮發(fā)性藥品儲存柜；
3、氣瓶柜；
4、文件柜（資料柜）；
5、更衣柜；
6、標本柜；
7、器皿柜；
C、儀器設備部分：
1、通風(fēng)柜；
2、生物安全柜；
3、超凈工作臺；
4、劇毒品安全儲存柜；
5、解剖臺；
6、取材臺；
三、科研院校實(shí)驗室供排水設計系統 供排水設計系統主要是為前期實(shí)驗室建筑設計服務(wù)。必須在裝修開(kāi)始前完成實(shí)驗臺柜方案的確定， 并出具供排水定位圖。
四、科研院校實(shí)驗室電控系統 實(shí)驗室供電系統也是實(shí)驗室基本的條件之一。電源插座有：10A、16A。電源插座應遠離水盆和煤 氣、氫氣等噴嘴口，并不影響實(shí)驗臺儀器的放臵和操作位臵。線(xiàn)盒采用鋼線(xiàn)槽(主要用于試劑架、邊臺和 中央臺臺面上。電線(xiàn)線(xiàn)徑應充分考慮實(shí)驗的當前需要和擴容。必須在裝修開(kāi)始前完成實(shí)驗臺柜方案的確 定，并出具電位圖。
五、科研院校實(shí)驗室特殊氣體配送系統 實(shí)驗室用氣主要有不燃氣體（氮氣、二氧化碳）、惰性氣體（氬氣、氦氣等）、易燃氣體（氫氣、 一氧化碳）；劇毒氣體(氟氣、氯氣)；助燃氣體（氧氣）組成。除不燃氣體、惰性氣體外其它氣體不得 進(jìn)入實(shí)驗室?？梢酝ㄟ^(guò)輸氣管接到各實(shí)驗室內。一般氣相室配臵氦氣（He）、氮氣（N2）。氣質(zhì)聯(lián)用室配臵了氮氣、氫氣、氧氣。氫氣管線(xiàn)上的連接管件都要連接后焊接，嚴禁有泄漏的可能。所有的管線(xiàn)在 安裝完畢后一定要做氣密性實(shí)驗，并在使用前要先除油。由于管道細小，管間距小，安裝過(guò)程中可依據 現場(chǎng)情況進(jìn)行調整，保證間距不小于 45mm，氣瓶裝瓶時(shí)，易燃易爆與惰性氣體同柜，杜絕兩種易燃氣體 同裝一柜。
六、科研院校實(shí)驗室有害氣體輸出系統 實(shí)驗室內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。 但與此同時(shí)，能源往往會(huì )被大量的消耗，因而實(shí)驗室的通風(fēng)控制系統的要求漸高，實(shí)驗室的更新觀(guān)念就 是將整個(gè)實(shí)驗室當作是一臺排煙柜，如何有效的控制各種進(jìn)排氣，達到既安全又經(jīng)濟的效果是至關(guān)重要 的。實(shí)驗室常用排風(fēng)設備主要有：通風(fēng)柜、原子吸收罩、萬(wàn)向排氣罩、吸頂式排氣罩、臺上式排氣罩等，其中通風(fēng)柜更為常見(jiàn)。