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    理化實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)及建設(shè)?

    2023-04-23 10:07:19  來源:廣州祿米實(shí)驗(yàn)室設(shè)備科技有限公司

     理化實(shí)驗(yàn)室是生產(chǎn)企業(yè)和研究單位用于檢測材料和產(chǎn)品理化指標(biāo)不可或缺的部門,是生產(chǎn)檢測、科學(xué)研究的前沿陣地。理化實(shí)驗(yàn)室具有化學(xué)分析、力學(xué)性能和金相檢驗(yàn)等綜合檢測功能,F(xiàn)以某單位理化實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)和籌建過程為例,綜合鋼鐵及裝備制造行業(yè)理化檢測實(shí)際情況,對理化實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)與籌建進(jìn)行探討。 

     

    理化實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的基本要求  

     

    1 、位置要求 

     

        理化實(shí)驗(yàn)室應(yīng)布置在環(huán)境安靜、振動(dòng)及電磁輻射影響小的位置,以減小檢測數(shù)據(jù)的誤差,提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性;布置在遠(yuǎn)離粉塵且全年風(fēng)向*小頻率的下風(fēng)向地段。因此,理化實(shí)驗(yàn)室一般為獨(dú)立的建筑物,與辦公樓合建時(shí),要設(shè)置獨(dú)立的出入口;當(dāng)與計(jì)量室合建時(shí),理化與計(jì)量應(yīng)分區(qū)、分片布置。理化實(shí)驗(yàn)室中,力學(xué)性能檢測設(shè)備較大且重,搬運(yùn)不便,有些試驗(yàn)機(jī)需獨(dú)立的地基;而化學(xué)設(shè)備多屬精密儀器,對環(huán)境要求苛刻,化學(xué)實(shí)驗(yàn)室排放的有害氣體需經(jīng)樓頂及時(shí)排走。建議選定一樓為力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)室,頂樓或較高樓層為化學(xué)分析和金相檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室。 

     

      2、 布局及空間要求 

     

        為保證實(shí)驗(yàn)室的整體性、結(jié)構(gòu)性和穩(wěn)定性,實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的開間模數(shù)一般分為3.0,3.3,3.6 m 3種,具體開間模數(shù)的選擇需與建筑模數(shù)相結(jié)合。實(shí)驗(yàn)室平面布局形式有淺進(jìn)深和大進(jìn)深兩種,進(jìn)深的選擇主要考慮房間內(nèi)的采光通風(fēng)、實(shí)驗(yàn)室家具的尺寸及布置等因素。傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為淺進(jìn)深平面使用面積率高,是合理的選擇。進(jìn)深一般在6~9 m之間,檢測中心的布局模式選為單走廊+淺進(jìn)深(6.0 m)。 

     

    理化實(shí)驗(yàn)室的總體設(shè)計(jì)規(guī)劃 

     

      1、 基本規(guī)劃 

     

        實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的綜合系統(tǒng)工程,涉及土建、配電、給排水、通風(fēng)、照明、安全措施、“三廢”處理以及室內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)施配套安裝等。按照相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn),全面考慮,整體規(guī)劃,*終確定方案。 

     

      2、以設(shè)備安裝要求為出發(fā)點(diǎn),進(jìn)行深入規(guī)劃 

     

        儀器設(shè)備是建設(shè)高水平實(shí)驗(yàn)室的關(guān)鍵因素之一。在明確實(shí)驗(yàn)室功能的基礎(chǔ)上,即可進(jìn)行配套儀器設(shè)備的采購。為了確保購置的設(shè)備先進(jìn)、精密和質(zhì)量穩(wěn)定可靠,首先根據(jù)實(shí)際需求提出設(shè)備技術(shù)要求,由設(shè)備采購部門負(fù)責(zé)招標(biāo),采用公開招標(biāo)專家評標(biāo)的辦法進(jìn)行購置。在簽訂儀器設(shè)備技術(shù)協(xié)議后,及時(shí)向供貨商索取設(shè)備的安裝要求,然后將設(shè)備的安裝條件如配電、排風(fēng)、上下水及使用氣體情況充分考慮到基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)劃中,如設(shè)備對溫濕度的要求,ICP–MS和ICP–OES均需預(yù)留不同直徑的排風(fēng)口,且風(fēng)機(jī)要獨(dú)立控制、氧氮?dú)浞治鰞x要在基建中預(yù)留上下水、掃描電鏡需要防震防電磁輻射等,為后續(xù)安裝設(shè)備提供方便的同時(shí),也可節(jié)省改造費(fèi)用。在建筑材料選擇方面重點(diǎn)考慮地磚、墻磚及給排水排風(fēng)管道的抗化學(xué)腐蝕性能,依國家相關(guān)規(guī)定進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)、布局實(shí)驗(yàn)設(shè)施。 

     

    理化檢測功能區(qū)域的基本要求 

     

    1、 辦公區(qū) 

     

        應(yīng)在每個(gè)樓層集中設(shè)置,便于學(xué)習(xí)和探討工作中出現(xiàn)的問題,民用配電即可。 

     

    2、 報(bào)告編制區(qū) 

     

        用于檢測結(jié)果的輸入、檢測報(bào)告的編制及審核,滿足辦公用電需求即可。3.3 收樣及樣品儲(chǔ)存區(qū)該區(qū)域必須干燥、通風(fēng)、防塵。樣品分為待檢、在檢、已檢3類,各存儲(chǔ)柜應(yīng)標(biāo)明收樣及檢測日期。 

     

    3、 樣品處理區(qū)和化學(xué)濕法分析區(qū) 

     

       樣品處理區(qū)域在實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的有毒有害、有刺激氣味的氣體,故必須有獨(dú)立排風(fēng)設(shè)施通風(fēng)柜;一般為單獨(dú)的房間,地面應(yīng)有地漏;墻面、地板、實(shí)驗(yàn)臺(tái)和試劑柜等要絕緣、耐熱、耐酸堿和耐有機(jī)溶劑腐蝕;放置中央實(shí)驗(yàn)臺(tái)的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)預(yù)設(shè)供實(shí)驗(yàn)臺(tái)用的上下水裝置和足夠的電源插座。鑒于化學(xué)分析需要用到大量的強(qiáng)腐蝕性藥品,建議通風(fēng)柜內(nèi)部特殊定制耐500℃高溫且耐酸堿的陶瓷內(nèi)襯及耐氫氟酸腐蝕的PP內(nèi)襯。 

     

    4、 儀器分析區(qū) 

     

        該區(qū)域主要設(shè)備一般有等離子體質(zhì)譜、發(fā)射光譜、碳硫氧氮?dú)浞治、X光譜、原子吸收、氣相液相色譜、極譜、原子熒光、電鏡、萬能試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備及配套穩(wěn)壓電源和水循環(huán)系統(tǒng)。各類儀器設(shè)備具有精度高、運(yùn)行條件苛刻、耗材昂貴、部件損壞維修難度大、維修費(fèi)用高等特點(diǎn),決定了該區(qū)域應(yīng)為單獨(dú)房間且空間不宜過小,盡量鋪設(shè)防靜電地板,互有干擾的儀器不能放在同一房間。該區(qū)域要求一定的潔凈度(可設(shè)置緩沖間)、溫濕度(溫度18~25℃,相對濕度60%~80%)、防震防輻射、獨(dú)立用電、獨(dú)立接地(電阻不大于1 Ω)等。設(shè)備放置距離墻體60~80 cm,以便維修檢查。根據(jù)設(shè)備的不同安裝要求,應(yīng)考慮預(yù)留設(shè)備的排風(fēng)管道。對于光譜類儀器,還應(yīng)避免直射陽光。 

     

    5、稱量區(qū) 

     

        稱量區(qū)應(yīng)為獨(dú)立的房間,用于放置精密分析天平,應(yīng)距離樓道墻面較遠(yuǎn),并有雙層玻璃或窗簾,防塵防震,在土建方面也應(yīng)考慮防潮及保溫措施,宜設(shè)恒溫恒濕系統(tǒng)。建議為化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室配置臺(tái)面厚度為40 cm的大理石天平臺(tái),以達(dá)到三級減震的效果,天平臺(tái)須離開墻壁至少1 cm放置。 

     

    6、高溫及微波消解區(qū) 

     

        單獨(dú)的房間,主要用來擺放干燥箱、高溫爐,應(yīng)有足夠的電功率。有些高溫爐如化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的大型干燥箱體積超高或超寬,需注意預(yù)留排風(fēng)罩的尺寸和高度?稍谠搮^(qū)域預(yù)留兩個(gè)排風(fēng)口,用于安裝通風(fēng)柜,并放置需排風(fēng)的微波消解儀、酸提純器等小型儀器。 

     

    7、 試劑儲(chǔ)藏區(qū) 

     

        可根據(jù)實(shí)際情況安排藥品柜,應(yīng)預(yù)留排風(fēng)口以放置帶抽風(fēng)試劑柜(保存揮發(fā)性藥品);對于有一定危險(xiǎn)性的藥品應(yīng)設(shè)置單獨(dú)的危險(xiǎn)品存儲(chǔ)柜。 

     

    8、 晶間腐蝕區(qū) 

     

        基本同樣品處理區(qū),該區(qū)域要預(yù)留足夠數(shù)量的上下水管路和排風(fēng)管道。 

     

    9、實(shí)驗(yàn)用水制備區(qū) 

     

        該區(qū)工作臺(tái)面應(yīng)堅(jiān)固耐熱,配備能滿足制水設(shè)備功率要求的電源線路;供水水龍頭應(yīng)有隔渣網(wǎng)。制水環(huán)境應(yīng)盡可能避免污染,制備超純水應(yīng)該達(dá)到一定的潔凈度。 

     

    實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部裝修系統(tǒng)規(guī)劃 

     

    1、供電系統(tǒng) 

     

       在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)同時(shí)運(yùn)行多臺(tái)大功率設(shè)備,會(huì)使供電線路過載發(fā)熱,時(shí)間過長,可能會(huì)導(dǎo)致電線絕緣層強(qiáng)度下降而燃燒,并引燃周圍物品發(fā)生火災(zāi)。因此必須重視電器設(shè)備的用電設(shè)計(jì)。 

     

        首先考慮供電電壓,有的設(shè)備需220 V,而有的需380 V,由于是新建實(shí)驗(yàn)室,多數(shù)儀器設(shè)備是在實(shí)驗(yàn)室主體建成后進(jìn)貨,在給欲訂貨的儀器設(shè)備預(yù)留電容量的基礎(chǔ)上,還要考慮電源負(fù)荷大小和今后可能的發(fā)展情況,應(yīng)設(shè)置總電源控制開關(guān),當(dāng)實(shí)驗(yàn)室無人時(shí)能切斷室內(nèi)電源;對于24 h運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備如烘箱、恒溫箱、冰箱、純水發(fā)生系統(tǒng)等,應(yīng)設(shè)有專用電源,不至于因切斷實(shí)驗(yàn)室的總電源而影響其工作。建議每個(gè)實(shí)驗(yàn)房間都設(shè)有獨(dú)立的電控柜,以220 V為主,留有380 V供電,多個(gè)空氣開關(guān)分別控制,保證使用過程中如有漏電現(xiàn)象立刻自動(dòng)切斷電源。力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)室的大功率設(shè)備供電,可預(yù)設(shè)1個(gè)40 kW、2個(gè)20 kW、2個(gè)10 kW的動(dòng)力電源,每路均設(shè)有空氣開關(guān)和接觸器。 

     

        根據(jù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)桌及儀器設(shè)備的安放位置,要考慮到將來會(huì)逐漸增添新的儀器設(shè)備,在敷設(shè)電線、安裝插座時(shí)應(yīng)留有余量,配電導(dǎo)線應(yīng)采用銅芯線,*好配合小型儀器布局電源插座,在實(shí)驗(yàn)室的墻壁上應(yīng)安裝多處單相和三相插座,方便臨時(shí)使用。實(shí)驗(yàn)室的安全關(guān)系到檢測人員和設(shè)備的安全,為確保防止觸電事故及儀器設(shè)備的正常運(yùn)行,供電系統(tǒng)必須有良好的地線。 

     

    2、供排水系統(tǒng) 

     

     

        水是實(shí)驗(yàn)不可缺少的基礎(chǔ)條件之一,除極少數(shù)儀器設(shè)備房間外,理化實(shí)驗(yàn)室每個(gè)實(shí)驗(yàn)房間都要求有水供應(yīng),如有條件,*好安裝蓄水裝置,防止實(shí)驗(yàn)過程中突然停水。實(shí)驗(yàn)室的供水有城市自來水和實(shí)驗(yàn)用純水,應(yīng)安裝超純水發(fā)生裝置,盡可能增加取水終端便于超純水的使用,滿足精密儀器使用要求。 

     

        實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)臺(tái)應(yīng)盡可能都安裝水管、單頭或多頭水龍頭、水槽和洗眼器。根據(jù)房間的既定功能,確定供排水的大致位置和數(shù)量,選用不同材料的排水管道,例如大量使用有機(jī)溶劑的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)安裝耐有機(jī)溶劑的鑄鐵排水管道、經(jīng)常產(chǎn)生酸堿廢水的實(shí)驗(yàn)室宜采用耐酸減的排水管道等;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)對環(huán)境的影響和潛在危害是客觀存在的,在建設(shè)實(shí)驗(yàn)室過程中必須充分重視。實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的一般廢水無須處理就可排入城市下水網(wǎng)道,有害廢水在向室外排放前,必須對其進(jìn)行凈化處理,使之達(dá)到國家規(guī)定的排污標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)時(shí)配備足夠數(shù)量的廢液收集裝置,便于收集實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的廢液,定期交由相關(guān)部門處理。 

     

    3、通風(fēng)、排風(fēng)系統(tǒng) 

     

        理化實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)計(jì)以化學(xué)實(shí)驗(yàn)室為主,其通風(fēng)方式主要有通風(fēng)柜、排氣罩和排風(fēng)管,其目的是為避免人員因長期在危險(xiǎn)空氣中工作而傷害到身體健康;排走儀器設(shè)備產(chǎn)生的熱量和雜質(zhì)。宜根據(jù)設(shè)備的要求,用通風(fēng)管道及風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)排氣以保證設(shè)備正常運(yùn)行。 

     

        實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜的排風(fēng)系統(tǒng)宜獨(dú)立設(shè)置,采用每臺(tái)或同房間的通風(fēng)柜使用一套風(fēng)機(jī)和管路,每套系統(tǒng)在各房間獨(dú)立控制,不共用風(fēng)道,也不得借用消防風(fēng)道。同一個(gè)房間若有兩臺(tái)以上的通風(fēng)柜,應(yīng)劃為一個(gè)系統(tǒng),避免一臺(tái)通風(fēng)柜使用時(shí),其它通風(fēng)柜產(chǎn)生倒流污染室內(nèi)。一個(gè)房間內(nèi)宜裝一套排風(fēng)設(shè)備。實(shí)驗(yàn)室的補(bǔ)風(fēng)由新風(fēng)機(jī)所送入的新風(fēng)、通過門縫或預(yù)留百葉補(bǔ)風(fēng)口滲入的新風(fēng)和經(jīng)中央空調(diào)送入的新風(fēng)組成。通風(fēng)柜應(yīng)布置在遠(yuǎn)離新風(fēng)口的地方,避免新風(fēng)剛進(jìn)入就被排出。為避免實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的有害氣體污染其余房間和走廊,室內(nèi)一般可通過調(diào)整排風(fēng)量大小以及風(fēng)機(jī)的開停順序設(shè)計(jì)成負(fù)壓狀態(tài),新風(fēng)可通過房間的門縫滲入到室內(nèi)。 

     

    4、供氣排氣系統(tǒng) 

     

        實(shí)驗(yàn)室用氣主要有燃?xì)夂驮O(shè)備用氣兩類。燃?xì)庵饕刑烊粴、煤氣、液化石油氣以及酒精噴燈等,分析?shí)驗(yàn)使用燃?xì)庥糜谠嚇尤廴诜纸夂托⌒筒A髅笾圃。?shí)驗(yàn)室不同種類和等級的氣體裝在鋼瓶中放置在專用區(qū)域。設(shè)置氣體匯流排的區(qū)域*好是單獨(dú)的房間,要嚴(yán)禁明火,遠(yuǎn)離火源,如使用易燃易爆氣體要裝有特殊的防護(hù)和報(bào)警裝置。

       

        理化實(shí)驗(yàn)室在建設(shè)、裝修過程中,設(shè)計(jì)要有一定的前瞻性,應(yīng)對不同檢測內(nèi)容實(shí)驗(yàn)室建筑要求深入了解,包括一般要求及特殊要求,合理布局和設(shè)計(jì),充分考慮供電、供水、供氣、通風(fēng)、空氣凈化、安防、環(huán)保等基礎(chǔ)條件,從而保證建設(shè)后的理化實(shí)驗(yàn)室安全、有效地長期運(yùn)行。


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    胡生 先生
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