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科研院校實驗室規(guī)劃須知
概述：科研院校實驗室的建設(shè),，無論是新建、擴(kuò)建,、或是改建項目,，它不單純是選購合理的儀器設(shè)備，還要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。因此實驗室的建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,，在現(xiàn)代實驗室里,，先進(jìn)的 科學(xué)儀器和優(yōu)越完善的實驗室是提升現(xiàn)代化科技水平，促進(jìn)科研成果增長的必備條件,?！耙匀藶楸荆?nbsp;與環(huán)境”己成為人們高度關(guān)注的課題,。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。下面就按上述六方面依次講解,。
一,、 科研院校實驗室平面設(shè)計系統(tǒng) 平面設(shè)計我們主要考慮以下幾個方面的因素：
1、安全
（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)臵有爆炸危險的 房間，房門應(yīng)朝外開,，房門材質(zhì)好選擇壓力玻璃,。
（2）建筑要求 化驗室的建筑應(yīng)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，窗戶要能防塵,，室內(nèi)采光要好,，門應(yīng)向外開，大實驗室應(yīng)設(shè)兩個出口,，以利于發(fā)生意 外時人員的撤離,。
（3）供水和排水 供水要保證必須的水壓、水質(zhì),、和水量以滿足儀器設(shè)備正常運行的需要,，室內(nèi)總 閥門應(yīng)設(shè)在易操作的顯著位臵，下水道應(yīng)采用耐酸堿腐蝕的材料,，地面應(yīng)有地漏,。
（4）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，因此化驗室要有良好的通風(fēng)條件,， 通風(fēng)設(shè)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(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)臵 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,、照明等裝臵?？刹捎梅阑鸱?nbsp;爆的金屬材料制作通風(fēng)柜,，內(nèi)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內(nèi),， 并應(yīng)有減少震動和噪音的裝臵，排氣管應(yīng)高于屋頂 2m 以上,。一臺排風(fēng)機連接一個通風(fēng)柜較好,，不同房間共用一個風(fēng)機和通風(fēng)管道易發(fā)生交叉污染。通風(fēng)柜在室內(nèi)的正確位臵是放在空氣流動較小的地方,，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(nèi)凈高 1200-1500mm,，操作口高度 800mm,， 柜長 1200-1800mm,。條縫處風(fēng)速 0.3-0.5m/s 視窗開啟高度為 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(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,。 在做平面設(shè)計的時候,，首先要考慮的因素是就是“安全”,，實驗室是易發(fā)生爆炸、火災(zāi),、毒氣泄 露等的場所,。我們在做平面設(shè)計的時候，應(yīng)盡量地要保持實驗室的通風(fēng)流暢,、逃生通道暢通,。根據(jù)國際 人體工程學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)。我們做如下的劃分以供參照：（祥見下圖） 實驗臺與實驗臺通道劃分標(biāo)準(zhǔn)(通道間隔用 L 表示)L>500mm 時,，一邊可站人操作,； L>800mm 時，一邊可坐人操作,； L>1200mm 時,，一邊可坐人，一邊可站人,，中間不可過人; L>1500mm 時,，兩邊可坐人,，中間可過人； L>1800mm 時,，兩邊可坐人,，中間可過人可過儀器 天平臺、儀器臺不宜離墻太近,，離墻 400mm 為宜,。為了在工作發(fā)生危險時易于疏散，實驗臺間的過道應(yīng)全部通向走廊,。另:實驗室建筑層高宜為 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驗室凈高宜為 2.5 米-2.7 米（不包括吊頂）；實驗室走廊凈寬宜為 2.5 米-3.0 米.普通實驗室雙門寬以 1.1 米-1.5 米(不對稱對開門)為宜,單門寬以 0.8 米-0.9 米為宜,。
3,、專業(yè)學(xué)科功能。實驗室通常按物理學(xué),，無機化學(xué)，有機合成化學(xué),，生物學(xué)來分類,。根據(jù)實驗室內(nèi) 容、用途和規(guī)模的不同又各有自己的特點,，比如基礎(chǔ)教學(xué)實驗室,，按學(xué)科專業(yè)分，多為較簡單的教學(xué)實 驗對水電氣風(fēng)等要求較低,，而科研機構(gòu)對實驗室通風(fēng),、供排水、電控及潔凈都要求較高,，但實驗室設(shè)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)基本實驗室,、儀器分析實驗室,、潔凈實驗 室、電子計算機室,、研究室,、輔助實驗室、服務(wù)供應(yīng)室等組成,。
（1）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,，一般設(shè)計的裝備有：實驗臺 與洗滌臺,；通風(fēng)柜及管道修檢井；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,、落地安臵的儀器設(shè)備,、急救器等。 儀器分析實驗室,，主要設(shè)臵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。
（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(yīng)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窗及空調(diào)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,，還會產(chǎn)生靜電,、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。 氣相色譜室及原子吸收分析室因要用到高壓鋼瓶,，設(shè)在就近室為能建鋼瓶室（方向朝北）的位 臵,。放儀器用的實驗臺與墻距離 500mm，以便于操作與維修,，室內(nèi)有有良好的通風(fēng),，原子吸收儀器上方設(shè) 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,、瞬時停電、電 壓不足等影響儀器動作,，可根據(jù)需要選用不間斷電源（UPS）,。 在設(shè)計專用的儀器分析室的同時，就近配套設(shè)計相應(yīng)的化學(xué)處理室,，這在保護(hù)儀器和加強管理上是 非常必要的。
（3）潔凈實驗室主要是通過人為的手段,，應(yīng)用潔凈技術(shù)實現(xiàn)控制室內(nèi)空氣中塵埃,、含菌濃度、溫濕度與 壓力,、以達(dá)到所要求的潔凈度,、溫濕度和氣流速度等環(huán)境參數(shù)?？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(biāo)準(zhǔn)分為：100 級,、1000 級、10000 級,、100000 級,。國際標(biāo)準(zhǔn)則劃分為：1 級,、2 級、 3 級,、4 級,、5 級。 潔凈室 潔凈室一般實施兩級隔離,，一級隔離通過生物安全柜,、負(fù)壓隔離器、正壓防護(hù)服,、手套,、眼罩等實 現(xiàn)；二級隔離通過實驗室的建筑,、空調(diào)凈化和電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn),。但由于凈化空調(diào)需要風(fēng)量小為了安 全起見，風(fēng)量都按大的估算,，一般都要超過規(guī)范規(guī)定,，物別是百級以上，冷熱負(fù)荷在要求不是很嚴(yán)格的情況可能估算,，現(xiàn)在專門有凈化空調(diào)機組,，可以直接利用。二級~四級生物安全實驗室應(yīng)實施兩級隔離,。 一般實驗室裝備有: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 實驗室為例（PCR 即聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)），是分子生物學(xué)研究和實驗的常規(guī)方法,，也是生物學(xué),、醫(yī)學(xué) 臨床等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的實驗技術(shù)。其特點是能將微量的 DNA 大幅增加,，實驗室通常分為四個區(qū)域,，即： 試劑儲存和準(zhǔn)備區(qū)、標(biāo)本制備區(qū),、擴(kuò)增反應(yīng)混合物配制和擴(kuò)增區(qū),、擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)（如使用全自動分析 儀，區(qū)域可適當(dāng)合并）,。進(jìn)入各個區(qū)域必須嚴(yán)格按照單一方向進(jìn)行,，不同的工作區(qū)域使用不同的工作服 （例如不同的顏色）。工作人員離開時，不得將工作服帶出,。 試劑儲存和準(zhǔn)備室（標(biāo)本制備區(qū)）,，儀器主要配臵有：冷凍離心機、生物安全柜,、冰箱,、可移動紫外燈、 全自動力核酸蛋白純化儀,、專用工作服和工作鞋等,。擴(kuò)增反應(yīng)混合物配制和擴(kuò)增區(qū)配臵有：冰箱、高速 離心機,、超凈工作臺,、PCR 儀（要求負(fù)壓狀態(tài)）、可移動紫外燈,、微量加樣器,、核酸擴(kuò)增儀等。
（4）擴(kuò)增產(chǎn)物分析區(qū)主要配臵有：移液器,、振蕩器,、超凈工作臺、毛細(xì)管電泳儀,、冰箱,、離心機、微量加樣器,、可移 動紫外燈等,。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(diào)散熱,、電源電壓等問題。 配臵的裝備主要是帶鍵盤儀器臺,。研究所主要是供研究人員辦公的地方,，對我們實驗室裝備要求較低， 在此不多作講解,。
（5）輔助實驗室：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(yīng)靠近化學(xué)實驗室,，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(shè)在底層,。天平室內(nèi)不得設(shè)臵洗滌臺或任何管道穿過窒內(nèi),，以免管道滲漏影響天平的維護(hù)和使用。高 溫室,，高溫爐和恒溫箱是常備設(shè)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放臵,。純水室，主要是設(shè)計的實驗裝備有,；邊臺和洗滌臺?，F(xiàn)代實驗室多使用去離 子水、水量大且能保證水質(zhì),。地面需設(shè)地漏,。氣瓶室，實驗室用氣除不燃?xì)怏w（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?xì)怏w 氫氣、一氧化碳,；劇毒氣體為氟氣,、氯氣；助燃?xì)怏w為氧氣等,，這些氣體不得進(jìn)行實驗室,。可以通過管 子接到各實驗室內(nèi),。溶液配制室,，用于配制各種標(biāo)準(zhǔn)溶液和不同濃度的溶液。在允許的條件下，可由兩 個房間組成,，其一設(shè)有天平臺,。另一間作配制試劑和存放試劑之用，一般應(yīng)配臵：通風(fēng)柜,、實驗臺,、試 劑柜。 服務(wù)供應(yīng)部分,，為基本實驗室和輔助實驗室服務(wù)的場所,，如高壓鍋室和水電氣輔助室等。我們只需稍作 了解,。
4,、實驗室工作人員總?cè)藬?shù)；
5,、儀器設(shè)備布局,；
6、工作程序,、流程專業(yè)設(shè)計,；
二、科研院校實驗室 單臺結(jié)構(gòu)功能設(shè)計系統(tǒng) 不同專業(yè)采用不同實驗室專用基礎(chǔ)配套裝備,，系列產(chǎn)品共分五大部分：A,、實驗臺部分；B,、儀器臺 部分,；C、功能柜部分,；D,、儀器設(shè)備部分；E,、輸出系統(tǒng)部分,； A、實驗臺部分
1,、實驗臺的分類：
①實驗臺按實驗室的功能劃分為：物理實驗臺（主要用于電子,、電工、物理實驗）,；化學(xué)實驗臺（主要 用于有機,、無機化學(xué)實驗）；生物實驗臺（主要用于凈化無菌實驗,，如簡易解剖臺、不銹鋼操作臺等）；
②按結(jié)構(gòu)劃款式分為：鋼木結(jié)構(gòu)（由鋼制支撐架,、箱體,、臺面、試劑架,、連接件,、輔件組成）；鋁木結(jié) 構(gòu)：（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：中央實驗臺,、邊臺實驗臺,、洗滌實驗臺、試劑架,，實驗柜,、實驗凳。
2,、實驗柜的分類： 按材質(zhì)可分為：鋁木實驗柜,、全鋼制實驗柜。
3,、臺面的分類 在整個實驗室基礎(chǔ)裝備銷售中,，臺面占總報價 1/3 的份額，臺面的作用可見一斑,。
①按實驗臺的功能作用可分為： 化學(xué)實驗臺面：防強酸,、強堿、耐高溫,；耐 98%的濃硫酸,；如實芯理化板。 物理實驗臺面：防靜電,、耐溫,、抗滑,、穩(wěn)定強；耐 28%的硫酸,，表面材質(zhì)為防火板,。 生物實驗臺面：防水、防止細(xì)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，對 98%硫酸有疵點,； 環(huán)氧樹脂是高分子材料,，耐高溫（380℃），具有優(yōu)良的抗化學(xué)腐蝕性能,，可修復(fù)及復(fù)原,； 大理石一般用于高溫臺、天平臺等,，耐高溫,，但運輸過程中較容易損壞； 陶瓷價格比較昂貴,，在國內(nèi)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(wěn)定性、抗外干擾,、電控要求很高,，氣體配送嚴(yán)格、安全,、可靠,、方便、易管理,；承重： 500Kg 以上,。主要用于儀器分析實驗室，如光譜,、色譜,、原子分析實驗室等,。 實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(biāo)本柜；
7,、器皿柜,；
C、儀器設(shè)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,、科研院校實驗室供排水設(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),。必須在裝修開始前完成實驗臺柜方案的確定,， 并出具供排水定位圖。
四,、科研院校實驗室電控系統(tǒng) 實驗室供電系統(tǒng)也是實驗室基本的條件之一,。電源插座有：10A、16A,。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臵和操作位臵,。線盒采用鋼線槽(主要用于試劑架,、邊臺和 中央臺臺面上。電線線徑應(yīng)充分考慮實驗的當(dāng)前需要和擴(kuò)容,。必須在裝修開始前完成實驗臺柜方案的確 定,，并出具電位圖。
五,、科研院校實驗室特殊氣體配送系統(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)入實驗室?？梢酝ㄟ^輸氣管接到各實驗室內(nèi),。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,。由于管道細(xì)小，管間距小,，安裝過程中可依據(jù) 現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)整,，保證間距不小于 45mm,，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 同裝一柜,。
六、科研院校實驗室有害氣體輸出系統(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。 但與此同時,，能源往往會被大量的消耗,，因而實驗室的通風(fēng)控制系統(tǒng)的要求漸高，實驗室的更新觀念就 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)柜更為常見,。