实验室的规划要有如“百年大计”!

摘要: 要建立一个实验室,更确切地说应该是一个实验机构,一般都不是盲目的,而是有目的和意图的,换句话说就是应该有针

12-11 04:30 shaweinan 首页 互联网热点

 实验室的兴建是一项百年大计,它关系到日后的长期使用,所以如有什么地方没有想到就有可能给以后的使用造成很大的影响和带来诸多的不便,只有考虑周密才能建立起一个运转效率高、功能完善齐备和便于使用的实验室设施。


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实验室属性分类


要建立一个实验室,更确切地说应该是一个实验机构,一般都不是盲目的,而是有目的和意图的,换句话说就是应该有针对性,它通常是要根据分析检测的任务和项目来具体考虑和筹划的。比如说都打算做一些什么分析,是做成分分析还是做结构分析、形态分析、表面分析、微区分析、遥测分析,测定的是些什么样品,取样量是多少,检测其中的哪些组分,这些组分的含量大致是多少,分析的要求是什么,样品数量有多大等等。


  但不管怎么说,在分析化学中,分析测试一般要经历现场取样、样品处理、分析检测、数据处理、出示结果等过程,而对于分析方法人们又不严格地将各种各样的方法划分为化学分析和仪器分析。所以实验室可以按其用途大致分为办公室、化学室和仪器室,其中后面的部分也可以更细致分为样品保留室、样品处理室、高温室、天平室、各种仪器室、无菌操作室、超净实验室等。实验室的规模一般要根据分析的项目、要求和样品量的大小而定。


2
样品处理室

  在此办公区的要求相对比较简单我就不再多说了,样品保留室通常是对环境和条件有要求的,应根据情况而定,如温度、湿度、通风、避光、配电、上下水等。样品处理室主要考虑的应该是排风和安全,学化学的人都知道,他们每天与之打交道的大多都是些易然、易爆、腐蚀和毒害物品,因此无论做什么事都应该将安全放在第一位。


所以第一件需要注意的事情就是药品和试剂的存放,它们一定要被按要求进行分类存放;其次是实验台的台面,应该是耐腐蚀、不易燃,并且能经得起一定的加热高温;第三是排风,这是最重要的一点,因为它和操作者的安全和健康直接相关。


3
化学室

  化学室的排风一般都是利用通风橱,所以:

第一个要注意的就是排风效果,也就是说排风量一定要达到规定的标准;

第二是通风橱上的玻璃最好具有防爆性能;

第三是通风橱内的照明必须与其内部操作空间相隔离,也就是说照明设备上电线的连接处绝对不能暴露在通风橱的内部,以避免明火隐患;

第四是通风橱上的电门、插头等配电设施一定要安装在通风橱的外面,原因同上一条;

第五是通风橱内部应有煤气和上下水,但煤气和水的控制节门最好也在通风橱的外部。


4
高温室

  高温室要注意的地方主要是配电,因为烘箱、马弗炉都和其它电加热设备基本上都是大功率耗电设备,所以:

一是要有380V交流供电,220V交流供电也一定要分开,绝对不能让电工随心所欲地单走一条线,因为这样做的问题一是可能会产生线路超负荷而形成危险的隐患;

二是会使得三相供电严重失衡造成供电不稳定,从而影响其他仪器设备的正常工作。


5
天平室

  天平室除了要求室内光线充足但没有直射阳光外,一般还要求空气干燥,没有腐蚀性气体的侵蚀,没有明显的气流存在,温度不能有太大的变化,放置天平的实验台必须稳固抗震,尤其是对于灵敏度高的天平更是如此,必要时还须采用一些专门的减震措施和手段。


6
仪器室

  仪器室的要求则要根据放置仪器的具体需要来定,通常除了有放置空间、实验台、配电、地线、恒温、恒湿外,还可能有上下水、气体管路、排风、避光、防震、周围的电磁场、地面、墙面、远程监控网线、实验台后的维修过道、钢瓶或真空泵储藏间等。


其中配电除了要适当留有交流220V插座外还应根据需要留有交流380V插座,同时有的仪器设备用的电源插座最好带有开关控制和保险装置,以防有的仪器在出现问题电路发生过载时会影响其它设备的正常工作。对于放有进口的仪器设备的屋子或房间还要配有交流110V供电。像无菌操作室和超净这种特殊用途的实验室则按照相关标准和实际需求来设计和规划一般就可以了。


实验室的土建规模和建筑面积前面已经说了通常就是要根据分析检测任务和项目来定,但不管怎么说在进行规划时要有长远眼光,也就是说要给今后的发展留出一定的余地来。


实验室在合理布局上一般采取的是由里到外分别为办公区、化学室和仪器室,化学室与仪器室一定要分开。说得再详细些基本上就是样品保留室、高温室、样品处理室、天平室、各种仪器室、无菌操作室、超净实验室等,当然我说的这些也不是完全绝对的,有的地方还可以进行适当的调整。



举例说明

  下面是一个药物分析实验室的分布图,从中不难看出它的红外实验室的位置明显不是很合理,被放到了液相样品和流动相的准备室的斜对面,而且是门对着门,因为红外仪器是不能被置于潮气、有机挥发物及腐蚀性气体的氛围环境下的。即使红外仪器可以工作,应该也不是什么性能太好或档次比较高的仪器。它的位置与薄层扫描对调一下相对来说要更好一些。


  在这里到目前为止只看到了四季风一篇对于实验室布局介绍比较多的作品,他们实验室的具体分布图如下:


  这种设计的缺点:

一是没有将化学室与仪器室完全分开;

二是将仪器室置于人员走动比较大的地方;

三是恒温恒湿的区域不够集中;

四是使具有潜在危险的钢瓶贮藏间处于人员主要通道的入口处。


所以本人认为采用以下格局相对来说要好一些,其中图的上方为北部,楼道的左面即西侧要留有应急出口。当小型仪器不需要恒温恒湿时可采用后一个格局。

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供电与运输

  

出于搬运、使用及一些其它方面的考虑,大型精密仪器一般放在一楼比较好,特别是对于防震条件要求比较高的需要作独立地基的仪器设备更是如此。对于这样的仪器设备的安装使用,实验室的建筑地点最好要远离交通主干道,尤其是要避免重型汽车经过的路段。


如果实验室的建筑规模比较大,那供电问题一定要考虑好,因为化学实验楼通常是用电量比较大的地方,不仅动力电要保证能够满足需要,而且还要留出一定的增容空间,必要的话还应有应急备用供电方式。还有就是供水要有足够的水压,因为可能有的时候或地方会有需要,如纯水器等。


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化学实验室的排风

  前面已经提到化学实验室的排风设施很重要,特别是对于接触有毒物质多的、毒害性强的、气味严重的实验室更是如此,所以在进行土建工程时一定要将风道设计好,不同实验室间最好不要共用同一条风道,也就是说实验室的排风系统是各自独立的,自己控制自己的排风。


这样做的好处一是可以避免相互间的影响和干扰,二是对建筑的防火作用也会比较好。再有就是大风机是会产生噪音和震动的,所有风机要安放到比较适宜的地方,并且要有适当的减震措施。


另外,为了使排风效果不会因抽的时间过长而降低,实验室及整个建筑还应有补风和送风的系统设计。


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化学实验室的防火


化学实验室建筑的另一个必须考虑的问题就是防火,除了要预留消防水龙、按照要求在一些地方设有消防器具、在必要的地方设立防火门和建筑材料尽可能地采用阻燃材料外,在化学楼中的每个实验室都应留有防火逃生通道,除了有特出需要采用推拉门外,实验室的门一定都是向外打开的,而且对外窗户不能安装任何防盗护栏。


化学楼出现火灾是一件极其危险的事,过去不是没有发生过因火灾将整幢化学楼建筑完全烧毁的情况。

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我们在上世纪90年开始使用新化学楼时,就是在搬迁过程中,因为放有试剂药品的容器受到碰撞而发生燃烧,幸运的是燃烧地点是处在楼道内,周围附近没有什么易燃物质,楼层顶棚又比较高,而且楼内的灭火设施已经齐备,基本上在十多辆救火车到来时就已经用沙箱中的沙子将火灭掉了,没有形成重大损失。


  以下是原创大赛一个作品中的两张实验室的局部照片,从第一张照片中可以看到实验室的内部空间应该比较大,由此不难判断平时在其中工作的人员应该不会只是一两个,房门都是向内开的,而且在入口处的大门上还贴有“请随手关门”的提示,可见此门一般都是关闭的。所以一旦发生火情肯定不利于由此迅速逃生。在第二张照片中可以看到其内部空间应该更大,却只留出了一条狭长的通道,这样不管门是怎样打开,都极为不利于出现瞬间险情后人员的快速疏散和逃离。

 下面的实验室也有同样的问题。

总结

总之,实验室的兴建是一项百年大计,它关系到日后的长期使用,所以如有什么地方没有想到就有可能给以后的使用造成很大的影响和带来诸多的不便,只有考虑周密才能建立起一个运转效率高、功能完善齐备和便于使用的实验室设施。


我们现在使用化学楼从筹划到兴建就曾经历了好几年的时间,而且当年为了能建好这栋楼,我们单位还专门成立了一个筹备组,本人就是当时的成员之一,并在国内进行了多次的调研和考察。


我的老师对光谱仪器的结构使用及工作条件非常熟悉,所以我们专业实验室的布局及条件要求方案是他亲手设计和提出的。可见我们这里当初对此事的重视程度。
本文作者:仪器论坛 shaweinan,重新编排,以方便读者查看

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