目前,新建實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目內(nèi)容增加明顯,實(shí)驗(yàn)室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及安全性日趨完善。先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室不單純是安置儀器設(shè)備,還應(yīng)高度關(guān)注溫度、濕度、噪音、光照等對試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響。需要綜合考慮電流、電壓及電源的放置;網(wǎng)線、電話線的配制;照明亮度、給排水、供氣、通風(fēng)、防塵、防震及各種安全措施、環(huán)境保護(hù)等基礎(chǔ)設(shè)施的匹配,這是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的基礎(chǔ)條件。
現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室建設(shè)要制定出總體規(guī)劃,實(shí)驗(yàn)室的工藝需求及理念,決定著實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的性質(zhì)和目的,充分體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室未來發(fā)展的功能需求,為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)提供可靠依據(jù)。以幾個重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行論述。
一、配電需求:實(shí)驗(yàn)室配電一般分為照明電和動力電兩大部分,根據(jù)實(shí)驗(yàn)室功能需求可進(jìn)行細(xì)化。供電系統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)室最基本的條件之一。電源種類涵蓋10 A、16 A、20 A等,并配備漏電保護(hù)開關(guān)、過載保護(hù)開關(guān)。電源匹配須遠(yuǎn)離水源、煤氣、氫氣等噴嘴口,避免造成危險事故,需配備雙路或多路電源供應(yīng),預(yù)防停電檢修及事故處理對實(shí)驗(yàn)造成的影響。
為應(yīng)對實(shí)驗(yàn)室緊急狀況,需考慮備用電源,包括臨時發(fā)電設(shè)備、不間斷電源(UPS)等,保證實(shí)驗(yàn)室短時運(yùn)轉(zhuǎn)和處理實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)保存。
1.實(shí)驗(yàn)室配電原則實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的動力電源和照明電源應(yīng)分開設(shè)置,不同功能的實(shí)驗(yàn)室需安裝不同的配電箱。特殊需求的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)設(shè)立專用配電箱,每個電閘需標(biāo)明所管轄范圍,避免實(shí)驗(yàn)室之間相互干擾。
實(shí)驗(yàn)室配電可采用墻體暗埋方式,根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需功率計算配電線截面積,普通實(shí)驗(yàn)室一般可選用截面積4或6 mm2的銅芯線。
2.實(shí)驗(yàn)臺布線原則:
1)
邊臺的電源布線原則:規(guī)格3 m以內(nèi)
邊臺,可預(yù)留一組1 m長、規(guī)格為4 mm2的單相220 V電源回路(三線制:L火線、N零線、E地線),預(yù)留維修通道的邊臺距地面500 mm高的墻上,靠墻邊臺距地1.1 m的墻上。
2)規(guī)格超過3 m以上的邊臺,每間隔3 m可預(yù)留一組1 m長、規(guī)格為4 mm2的單相220 V電源回路(三線制:L火線、N零線、E地線),預(yù)留位置同上。
3.
中央臺及試劑架的電源布線原則:
1)規(guī)格3.4 m以內(nèi)的中央臺,在其任一端距離端頭300 mm中間位置,布置預(yù)留一組1 m長、規(guī)格為4 mm2的單相220 V電源回路(三線制:L火線、N零線、E地線),地面或吊頂預(yù)留。
2)規(guī)格超過3.4 m以上的中央臺,在兩端距離端頭300 mm中間位置,各布置預(yù)留一組1 m長、規(guī)格為4 mm2的單相220 V電源回路(三線制:L火線、N零線、E地線),預(yù)留位置同上。
實(shí)驗(yàn)室邊臺及角柜設(shè)置1個三相插座,單相插座間隔600 mm設(shè)置。
二、通風(fēng)系統(tǒng)要求:實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì),是實(shí)驗(yàn)室安全的重點(diǎn)。
實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)要求具有環(huán)境安全性和舒適性、功能的實(shí)用性和靈活性。變風(fēng)量通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)(VAV)的應(yīng)用,進(jìn)一步保證了實(shí)驗(yàn)室的換氣次數(shù),提高了實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的安全性。
1.實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)類型:
1)自然通風(fēng):利用室內(nèi)、外溫差,即室內(nèi)、外空氣的密度差而產(chǎn)生的熱壓,把室內(nèi)的有害氣體排出室外。
2)機(jī)械通風(fēng):依靠排風(fēng)機(jī)提供的動力迫使空氣流通來進(jìn)行室內(nèi)、外空氣交換的方式。與自然通風(fēng)相比,機(jī)械通風(fēng)具有加熱或冷卻、加濕或除濕處理的作用,從工作房間排出的廢氣可以進(jìn)行凈化除塵處理,以保證建筑物附近的空氣不被污染。機(jī)械通風(fēng)可根據(jù)有害物分布的狀況,選用局部通風(fēng)或全面通風(fēng)兩種方式。
2.實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)機(jī):通風(fēng)機(jī)一般安裝在屋頂上或頂層的機(jī)房內(nèi),不占用使用面積,而且使室內(nèi)的排風(fēng)管道處于負(fù)壓狀態(tài),以免有害物質(zhì)侵入室內(nèi)。此外,安裝在屋頂上檢修方便,易于消聲或減振。通風(fēng)系統(tǒng)有害物質(zhì)排放高度按現(xiàn)行的《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和《工業(yè)三廢排放標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。一般情況下,如果附近50 m以內(nèi)沒有較高建筑物時,排放高度應(yīng)超過建筑物最高處2 m以上。
1)房間風(fēng)量:風(fēng)量計算方法為:G=V•n•h,其中:G為排風(fēng)量;V為房間體積;n為換氣次數(shù)(見表1);h為時間(1小時)。
2)
通風(fēng)柜排風(fēng)量:
通風(fēng)柜可通過關(guān)閉柜門窗口大小或調(diào)整臺面屏蔽物的位置來減少開啟表面積,以達(dá)到較高的抽氣速度。一般無毒的有害物通風(fēng)柜操作口處設(shè)計風(fēng)速采用0.25~0.38 m·s-1;對有毒及有危害物質(zhì)采用0.4~0.5 m·s-1,對極毒物及有少量放射性有害物 質(zhì)采用0.5~0.6 m·s-1。通風(fēng)柜風(fēng)量計算:L=FV。式中:L為排風(fēng)量,m3·s-1;F為通風(fēng)柜操作口面積,按全部打開計算;V為操作口風(fēng)速,m·s-1;。
3)排風(fēng)機(jī)選型:排風(fēng)機(jī)風(fēng)壓根據(jù)系統(tǒng)阻力,乘以1.1左右余量,以克服使用過程中產(chǎn)生的不利因素。
選型:根據(jù)通風(fēng)量風(fēng)壓確定通風(fēng)機(jī)的型號,再根據(jù)排出氣體的性質(zhì)選擇風(fēng)機(jī),并且應(yīng)盡量考慮躁聲低、震動小等因素。具體內(nèi)容:①風(fēng)量大、效率高;②運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),躁聲低;③結(jié)構(gòu)完整,便于維護(hù);④拆裝方便。
三、氣體需求:實(shí)驗(yàn)室氣體種類繁多,需要多種高純特殊氣體,如氬氣、氮?dú)?、氦氣、乙炔、二氧化碳和壓縮空氣等??紤]到實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行維護(hù),常用及用量較大的氣體可以考慮建立基站,采用設(shè)備制取的方式。用量相對較少且不便制取的氣體,可采用氣瓶間的供給方式。
實(shí)驗(yàn)室氣體具有以下特點(diǎn):
1)安全性:使用鋼瓶供氣須放置在工作區(qū)以外的安全區(qū)域,使用者通過配備的遠(yuǎn)程切斷系統(tǒng)在緊急狀況下切斷氣體供應(yīng)。鋼瓶儲存區(qū)須保持可燃性容器和助燃性容器間的安全間距。
2)經(jīng)濟(jì)性:建立集中的氣瓶間可節(jié)省實(shí)驗(yàn)室空間,更換鋼瓶時不需要切斷氣體,保證氣體的連續(xù)供應(yīng)。管線在安裝完畢后須做氣密性實(shí)驗(yàn),并且在使用前除油。由于管道細(xì)小、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45 mm。
四、實(shí)驗(yàn)室給排水設(shè)施要求:實(shí)驗(yàn)室給水系統(tǒng)包括4種:冷卻水,為特殊設(shè)備提供冷卻;飲用水,提供給實(shí)驗(yàn)室工作區(qū)和盥洗室;自來水,用于緊急噴淋系統(tǒng)、洗眼器、洗手間等;高度純水,分別用于無機(jī)分析、試劑準(zhǔn)備、器皿漂洗等。
現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)室其廢水處理應(yīng)建設(shè)配套的污水處理站,一般情況下,實(shí)驗(yàn)室的廢水可直接排入污水處理站進(jìn)行處理;但對于高濃度的酸、堿廢水應(yīng)先進(jìn)行中和,再排入污水處理站。建議采用耐酸、堿排水管道,對大量使用有機(jī)溶劑的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)安裝耐有機(jī)溶劑的排水管道。對致突變物、致畸物和致癌物以及有毒制劑等,必須在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行滅活或減毒處理后,再進(jìn)入排污管道。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)不同功能,采用不同材料的排水管道,相互之間不交叉,分別排放到污水處理站。實(shí)驗(yàn)室的有害廢水必須凈化處理后才能排入下水網(wǎng)道。
五、實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證相關(guān)要求
實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃與設(shè)計應(yīng)符合保護(hù)人員和環(huán)境的要求。平面布局和流程要滿足科學(xué)合理、流程簡捷、潔污分明、層次清晰,需具有樣品存放用房及相應(yīng)的環(huán)境控制設(shè)施。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)對諸如灰塵、電磁干擾、輻射、供電、濕度、溫度等予以重視,使其適應(yīng)于相關(guān)的技術(shù)活動。滿足實(shí)驗(yàn)室安全用電、用水、照明要求,具備防火、劇毒化學(xué)品和菌毒種保管以及符合“三廢”處理的有效設(shè)施等。對特別區(qū)域要有明顯的警示標(biāo)識。
六、實(shí)驗(yàn)室設(shè)計易出現(xiàn)的誤區(qū)
1)天平室問題:實(shí)驗(yàn)室設(shè)計中容易忽略天平室臺面的穩(wěn)定性、出風(fēng)口的位置、空調(diào)送風(fēng)、人員走動及房門開關(guān)的震動等因素對精密天平稱量產(chǎn)生的影響,從而造成誤差。
天平室內(nèi)布局?jǐn)[放過于緊湊,會使實(shí)驗(yàn)人員感到空間壓抑,影響工作情緒,從而產(chǎn)生偏差,降低工作效率。
2)實(shí)驗(yàn)室門的設(shè)計:普通實(shí)驗(yàn)室門寬以1.1~1.2 m為宜;有緩沖間的實(shí)驗(yàn)室,應(yīng)留有隱蔽的設(shè)備門,供實(shí)驗(yàn)設(shè)備、尤其是大型設(shè)備進(jìn)出。實(shí)驗(yàn)室走廊凈寬可控制在2 m以內(nèi)。
3)緊急淋浴問題:緊急噴淋系統(tǒng)裝置一般安裝在走廊內(nèi),參照美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn),布置緊急淋浴裝置應(yīng)在23 m距離范圍之內(nèi)。可設(shè)計在走廊拐角或凹陷處,避免阻擋人員及物流通行。
4)電梯運(yùn)輸問題:實(shí)驗(yàn)室建設(shè)要考慮儀器設(shè)備運(yùn)輸通道,單體建筑內(nèi)至少設(shè)有一部貨梯或客梯兼作貨梯使用??吞莸奈恢脩?yīng)設(shè)于樓宇主入口視覺顯著、交通便利的區(qū)域;貨梯一般與客梯相鄰,以降低造價、提高效率。貨梯也可以根據(jù)特殊需要,避開主要人流路線,在樓宇的其他區(qū)域獨(dú)立設(shè)置,通常可以設(shè)于樓宇的另一端。
總之,安全、舒適、效率是理想實(shí)驗(yàn)環(huán)境的三大要素,是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的宗旨,先進(jìn)的科學(xué)儀器和優(yōu)越完善的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境是提升現(xiàn)代科技水平、促進(jìn)科研成果增長的必備條件。