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實驗室設(shè)計規(guī)劃

來源:蘇州邁萊柏系統(tǒng)工程有限公司發(fā)布時間2018.07.03


平面設(shè)計我們主要考慮以下幾個方面的因素: 
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)最好選擇壓力玻璃。 
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”,實驗室是最易發(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)的標準。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準(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。 
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。 
化學(xué)基本實驗室,主要是進行容量分析、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。以下列出各類儀器分析實驗室的要求,以供參考。 各類儀器分析實驗室要求: 
氣相色譜分析室    主要是對容易轉(zhuǎn)化為氣態(tài)而不分解的液態(tài)有機化合物及氣態(tài)樣品的分析。儀器設(shè)備主要有氣相色譜儀,具有計算機控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),自動化程度很高,對有機化合物具有高效的分離能力,所用載氣主要有:H2、N2、Ar、He、CO2等。但對高沸點化合物,難揮發(fā)的及熱不穩(wěn)定的化合物、離子化合物、高聚物的分離卻無能為力。要求局部排風(fēng)及避免陽光直射在儀器上,避免影響電路系統(tǒng)正常工作的電場及磁場存在,一般設(shè)計:儀器臺(應(yīng)離墻以便儀器維修)、萬向排氣罩、電腦臺(一般在儀器臺旁配臵)、邊臺、洗滌臺、試劑柜等 
液相色譜分析室    主要體現(xiàn)在高效率分離,對復(fù)雜的有機化合物分離制取純凈化合物,定量分析和定性分析,儀器設(shè)備主要有:高效液相色譜儀,適宜于高沸點化合物、難揮發(fā)化合物、熱不穩(wěn)定化合物、離子化合物、高聚物等,彌補氣相色譜儀的不足。環(huán)境和實驗室基礎(chǔ)裝備設(shè)計要求與氣相色諳室相近。     質(zhì)譜分析室       主要是對純有機物的定性分析,實現(xiàn)對有機化合物的分子量、分子式、分子結(jié)構(gòu)的測定,分析樣品可以是氣體、液體、固體,主要設(shè)備有質(zhì)譜儀、氣-質(zhì)聯(lián)用儀。質(zhì)譜儀是利用電磁學(xué)的原理,使物質(zhì)的離子按照基特征的質(zhì)荷比(即質(zhì)量m與電荷e之比—m/e)來進行分離并進行質(zhì)譜分析的儀器,缺點是對復(fù)雜有機混合物的分離無能為力。氣相色譜分離效率高,定量分析簡便的特點,結(jié)合質(zhì)譜儀靈敏度高,定性分析能力強的特點,兩種儀器聯(lián)用為氣-質(zhì)聯(lián)用儀。可以取長補短,提高分析質(zhì)量和效率。質(zhì)譜儀可能有汞蒸汽逸出,要考慮局部排風(fēng)。 
光譜分析室    主要是根據(jù)物質(zhì)對光具有吸收、散射的物理特征及發(fā)射光的物理特性,在分析化學(xué)領(lǐng)域建立化學(xué)分析。主要的儀器是原子發(fā)射光譜儀、原子吸收光譜儀,分光光度計、原子熒光光譜儀、熒光分光光度計、X射線熒光儀、紅外光光譜儀、電感耦合等離子體(LCP)光譜儀、拉曼光譜儀等。實驗室應(yīng)盡量遠離化學(xué)實驗室、以防止酸、堿、腐蝕性氣體等對儀器的損害,遠離輻射源;室內(nèi)應(yīng)有防塵、防震、防潮等措施。儀器臺與窗、墻之間要有一定距離,便于對儀器的調(diào)試和檢修。應(yīng)設(shè)計局部排風(fēng)。使用原子吸收罩排風(fēng)較為適宜。 
以上實驗室,根據(jù)實際需要可設(shè)臵樣品處理室,一般有洗滌臺、實驗臺、通風(fēng)柜等設(shè)備,同化學(xué)實驗室類似。 
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、以達到所要求的潔凈度、溫濕度和氣流速度等環(huán)境參數(shù)。空氣潔凈度是指潔凈空氣環(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 
潔凈室一般實施兩級隔離,一級隔離通過生物安全柜、負壓隔離器、正壓防護服、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,冷熱負荷在要求不是很嚴格的
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即聚合酶鏈式反應(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:試劑儲存和準備區(qū)、標本制備區(qū)、擴增反應(yīng)混合物配制和擴增區(qū)、擴增產(chǎn)物分析區(qū)(如使用全自動分析儀,區(qū)域可適當(dāng)合并)。進入各個區(qū)域必須嚴格按照單一方向進行,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。 
試劑儲存和準備室(標本制備區(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。擴增反應(yīng)混合物配制和擴增區(qū)配臵有:冰箱、高速離心機、超凈工作臺、PCR儀(要求負壓狀態(tài))、可移動紫外燈、微量加樣器、核酸擴增儀等。擴增產(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最為密切,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。 
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。現(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,用于配制各種標準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。

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