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试验室计划设计
    试验室建设，不管是新建、扩建、或是改建项目，它不单纯是选购合理仪器设备，还要综合考虑试验室总体计划、合理布局和平面设计，和供电、供水、供气、通风、空气净化、安全方法、环境保护等基础设施和基础条件。所以试验室建设是一项复杂系统工程，在现代试验室里，优异科学仪器和优越完善试验室是提升现代化科技水平，促进科研结果增加必备条件。“以人为本，人和环境”己成为大家高度关注课题。本着“安全、环境保护、实用、耐久、美观、经济、卓越、领先”，计划设计理念。计划设计关键分为七个方面：化验室设计要求、平面设计系统、单台结构功效设计系统、供排水设计系统、电控系统、特殊气体配送系统、有害气体输出系统等六个方面。下面就按上述六方面依次讲解。
一、 化验室设计要求
    依据化验任务需要，化验室有珍贵精密仪器和多种化学药品，其中包含易燃及腐蚀性药品。另外，在操作过程中常产生有害气体或蒸气。所以，对化验室房屋结构、环境、室内设施等有其特殊要求，在筹建新化验室或改建原有化验室时全部应考虑。
    化验室用房大致分为三类：精密仪器试验室、化学分析试验室、辅助室（办公室、储藏室、钢瓶室等）。
    化验室要求远离灰尘、烟雾、噪音和震动源环境中，所以化验室不应建在交通要道、锅炉房、机房及生产车间近旁（车间化验室除外）。为保持良好气象条件，通常应为南北方向。
    1. 精密仪器室
    精密仪器室要求含有防火、防震、防电磁干扰、防噪音、防潮、防腐蚀、防尘、防有害气体侵入功效，室温尽可能保持恒定。为保持通常仪器良好使用性能，温度应在15~30℃，有条件最好控制在18~25℃。湿度在60％-70％，需要恒温仪器室可装双层门窗及空调装置。
    仪器室可用水磨石地或防静电地板，不推荐使用地毯，因地毯易积聚灰尘，还会产生静电、大型精密仪器室供电电压应稳定，通常许可电压波动范围为±10％。必需时要配置隶属设备（如稳压电源等）。为确保供电不间断，可采取双电源供电。应设计有专用地线，接地极电阻小于4Ω。
    气相色谱室及原子吸收分析室因要用到高压钢瓶，最好设在就近室为能建钢瓶室（方向朝北）位置。放仪器用试验台和墙距离500mm，方便于操作和维修，室内有有良好通风，原子吸收仪器上方设局部排气罩。
    微型计算机和微机控制精密仪器对供电电压和频率有一定要求。为预防电压瞬变、瞬时停电、电压不足等影响仪器动作，可依据需要选择不间断电源（UPS）。
    在设计专用仪器分析室同时，就近配套设计对应化学处理室，这在保护仪器和加强管理上是很必需。
    2. 化学分析室
    在化学分析室中进行样品化学处理和分析测定，工作中常使用部分小型电器设备及多种化学试剂，如操作不慎也含有一定危险性，针对这些使用特点，在化学分析室设计上应注意以下要求：
    （1）建筑要求  化验室建筑应耐火或用不易燃材料建成，隔断和顶棚也要考虑到防火性能。可采取水磨石地面，窗户要能防尘，室内采光要好，门应向外开，大试验室应设两个出口，以利于发生意外时人员撤离。
    （2）供水和排水 供水要确保必需水压、水质、和水量以满足仪器设备正常运行需要，室内总阀门应设在易操作显著位置，下水道应采取耐酸碱腐蚀材料，地面应有地漏。
    （3）通风设施  因为化验工作中常常会产生有毒或易燃气体，所以化验室要有良好通风条件，通风设施通常有3种：
① 全室通风  采取排气扇或通风竖井，换气次数通常为5次/时。
     ② 局部排气罩 通常安装在大型仪器发生有害气体部位上方。在教学试验室中产生有害气体上方，设置 局部排气罩以降低室内空气污染。
     ③ 通风柜 这是试验室常见一个局部排风设备。内有加热源、水源、照明等装置。可采取防火防爆金属材料制作通风柜，内涂防腐涂料，通风管道要能耐酸碱气体腐蚀。风机可安装在顶层机房内，并应有降低震动和噪音装置，排气管应高于屋顶2m以上。一台排风机连接一个通风柜很好，不一样房间共用一个风机和通风管道易发生交叉污染。通风柜在室内正确位置是放在空气流动较小地方，或采取很好狭缝式通风柜。通风柜台面高度800mm，宽750mm，柜内净高1200-1500mm，操作口高度800mm，柜长1200-1800mm。条缝处风速0.3-0.5m/s视窗开启高度为300-500mm。挡板后风道宽度等于缝宽2倍以上。
    （4）煤气和供电  有条件化验室可安装管道煤气。化验室电源分照明用电和设备用电。照明最好采取荧光灯。设备用电中，24h运行电器如冰箱单独供电，其它电器设备均由总开关控制，烘箱、高温炉等电热设备应有专用插座、开关及熔断器。在室内及走廊上安装应急灯，备夜间忽然停电时使用。
    （5） 试验台  试验台关键由台面、台下支架和器皿柜组成，为方便操作，台上可设置药品架，台两端可安装水槽。
    试验台面通常宽750mm，长依据房间尺寸，可为1500-3000mm，高可为800-850mm。台面常见贴面理化板、实芯理化板、耐腐人造石或水磨石预制板等制成。理想台面应平整、不易碎裂、耐酸碱及溶剂腐蚀，耐热，不易碰碎玻璃器皿等。
    3. 辅助用室
     （1）药品储藏室  因为很多化学试剂属于易燃、易爆、有毒或腐蚀性物品，故不要购置过多。储藏室仅用于存放少许近期要用化学药品，且要符合危险品存放安全要求。要含有防明火、防潮湿、防高温、防日光直射、防雷电功效。药品储藏室房间应朝北、干燥、通风良好，顶棚应遮阳隔热，门窗应坚固，窗应为高窗，门窗应设遮阳板。门应朝外开。易燃液体储藏室室温通常不许超出28℃，爆炸品不许超出30℃。少许危险品可用铁板柜或水泥柜分类隔离贮存。室内设排气降温风扇，采取防爆型照明灯具。备有消防器材。能够符合上述条件半地下室为药品储藏室。
     （2）钢瓶室  易燃或助燃气体钢瓶要求安放在室外钢瓶室内，钢瓶室要求远离热源、火源及可燃物仓库。钢瓶室要用非燃或难燃材料结构，墙壁用防爆墙，轻质顶盖，门朝外开。要避免阳光照射，并有良好通风条件。钢瓶距明火热源10m以上，室内设有直立稳固铁架用于放置钢瓶。

试验室建设，不管是新建、扩建、或是改建项目，它不单纯是选购合理仪器设备，还要综合考虑试验室总体计划、合理布局和平面设计，和供电、供水、供气、通风、空气净化、安全方法、环境保护等基础设施和基础条件。所以试验室建设是一项复杂系统工程，在现代试验室里，优异科学仪器和优越完善试验室是提升现代化科技水平，促进科研结果增加必备条件。“以人为本，人和环境”己成为大家高度关注课题。本着“安全、环境保护、实用、耐久、美观、经济、卓越、领先”，计划设计理念。计划设计关键分为六个方面：平面设计系统、单台结构功效设计系统、供排水设计系统、电控系统、特殊气体配送系统、有害气体输出系统等六个方面。下面就按上述六方面依次讲解。

二、    平面设计系统
平面设计我们关键考虑以下多个方面原因：
1、疏散、撤离、逃生、顺畅、无阻，安全通道；通常试验室门关键向里开，但如设置有爆炸危险房间，房门应朝外开，房门材质最好选择压力玻璃。
2、人体学（前后左右工作空间），完美设备和科技工作者操作空间范围协调搭配表现了科学化、人性化计划设计。
在做平面设计时候，首先要考虑原因是就是“安全”，试验室是最易发生爆炸、火灾、毒气泄露等场所。我们在做平面设计时候，应尽可能地要保持试验室通风流畅、逃生通道通畅。依据国际人体工程学标准。我们做以下划分以供参考：（祥见下图）
试验台和试验台通道划分标准(通道间隔用L表示)
L>500mm时，一边可站人操作；
L>800mm时，一边可坐人操作；
L>1200mm时，一边可坐人，一边可站人，中间不可过人;
L>1500mm时，两边可坐人，中间可过人；
L>1800mm时，两边可坐人，中间可过人可过仪器
   天平台、仪器台不宜离墙太近，离墙400mm为宜。为了在工作发生危险时易于疏散，试验台间过道应全部通向走廊。另:试验室建筑层高宜为3.7米-4.0米为宜，净高宜为2.7米-2.8米，有洁净度、压力梯度、恒温恒湿等特殊要求试验室净高宜为2.5米-2.7米（不包含吊顶）；试验室走廊净宽宜为2.5米-3.0米.一般试验室双门宽以1.1米-1.5米(不对称对开门)为宜,单门宽以0.8米-0.9米为宜。
3、专业学科功效。试验室通常按物理学，无机化学，有机合成化学，生物学来分类。依据试验室内容、用途和规模不一样又各有自己特点，比如基础教学试验室，按学科专业分，多为较简单教学试验对水电气风等要求较低，而科研机构对试验室通风、供排水、电控及洁净全部要求较高，但试验室设计基础标准全部是含有共同性，以有机化学为例，关键由化学基础试验室、仪器分析试验室、洁净试验室、电子计算机室、研究室、辅助试验室、服务供给室等组成。
化学基础试验室，关键是进行容量分析、离子测定、氧化还原等试验，通常设计装备有：试验台和洗涤台；通风柜及管道修检井；带试剂架试验台及辅助工作台，需考虑设在试验室内研究空间或电脑台，药品柜、器皿柜、落地安置仪器设备、抢救器等。
仪器分析试验室，关键设置多种大型精密分析仪器，同时也包含一般小型分析仪等，通常设计装备有：仪器台、试验台、通风柜、天平台、电脑台、气瓶柜、洗涤台、器皿柜、药品柜、抢救器、万向排气罩、原子吸收罩等。以下列出各类仪器分析试验室要求，以供参考。
各类仪器分析试验室要求：
气相色谱分析室    关键是对轻易转化为气态而不分解液态有机化合物及气态样品分析。仪器设备关键有气相色谱仪，含有计算机控制系统及数据处理系统，自动化程度很高，对有机化合物含有高效分离能力，所用载气关键有：H2、N2、Ar、He、CO2等。但对高沸点化合物，难挥发及热不稳定化合物、离子化合物、高聚物分离却无能为力。要求局部排风及避免阳光直射在仪器上，避免影响电路系统正常工作电场及磁场存在，通常设计：仪器台（应离墙方便仪器维修）、万向排气罩、电脑台（通常在仪器台旁配置）、边台、洗涤台、试剂柜等
液相色谱分析室    关键表现在高效率分离，对复杂有机化合物分离制取纯净化合物，定量分析和定性分析，仪器设备关键有：高效液相色谱仪，适宜于高沸点化合物、难挥发化合物、热不稳定化合物、离子化合物、高聚物等，填补气相色谱仪不足。环境和试验室基础装备设计要求和气相色谙室相近。
质谱分析室    关键是对纯有机物定性分析，实现对有机化合物分子量、分子式、分子结构测定，分析样品能够是气体、液体、固体，关键设备有质谱仪、气-质联用仪。质谱仪是利用电磁学原理，使物质离子根据基特征质荷比（即质量m和电荷e之比—m/e）来进行分离并进行质谱分析仪器，缺点是对复杂有机混合物分离无能为力。气相色谱分离效率高，定量分析简便特点，结合质谱仪灵敏度高，定性分析能力强特点，两种仪器联用为气-质联用仪。能够取长补短，提升分析质量和效率。质谱仪可能有汞蒸汽逸出，要考虑局部排风。
光谱分析室    关键是依据物质对光含有吸收、散射物理特征及发射光物理特征，在分析化学领域建立化学分析。关键仪器是原子发射光谱仪、原子吸收光谱仪，分光光度计、原子荧光光谱仪、荧光分光光度计、X射线荧光仪、红外光光谱仪、电感耦合等离子体（LCP）光谱仪、拉曼光谱仪等。试验室应尽可能远离化学试验室、以预防酸、碱、腐蚀性气体等对仪器损害，远离辐射源；室内应有防尘、防震、防潮等方法。仪器台和窗、墙之间要有一定距离，便于对仪器调试和检修。应设计局部排风。使用原子吸收罩排风较为适宜。
以上试验室，依据实际需要可设置样品处理室，通常有洗涤台、试验台、通风柜等设备，同化学试验室类似。
洁净试验室关键是经过人为手段，应用洁净技术实现控制室内空气中尘埃、含菌浓度、温湿度和压力、以达成所要求洁净度、温湿度和气流速度等环境参数。空气洁净度是指洁净空气环境中空气含尘量程度，空气洁净度等级以含尘浓度划分。洁净度是指每升空气中所含粒径≥0.5um尘粒总颗粒。中国空气洁净等级标准分为：100级、1000级、10000级、100000级。国际标准则划分为：1级、2级、3级、4级、5级。
  洁净室
   洁净室通常实施两级隔离，一级隔离经过生物安全柜、负压隔离器、正压防护服、手套、眼罩等实现；二级隔离经过试验室建筑、空调净化和电气控制系统来实现。但因为净化空调需要风量小为了安全起见，风量全部按大估算，通常全部要超出规范要求，物别是百级以上，冷热负荷在要求不是很严格情况可能估算，现在专门有净化空调机组，能够直接利用。二级~四级生物安全试验室应实施两级隔离。通常试验室装备有:超净工作台、生物安全柜、边台或不锈钢操作台、洗涤台等。
以PRC试验室为例（PCR即聚合酶链式反应），是分子生物学研究和试验常规方法，也是生物学、医学临床等领域广泛应用试验技术。其特点是能将微量DNA大幅增加，试验室通常分为四个区域，即：试剂储存和准备区、标本制备区、扩增反应混合物配制和扩增区、扩增产物分析区（如使用全自动分析仪，区域可合适合并）。进入各个区域必需严格根据单一方向进行，不一样工作区域使用不一样工作服（比如不一样颜色）。工作人员离开时，不得将工作服带出。
试剂储存和准备室（标本制备区），仪器关键配置有：冷冻离心机、生物安全柜、冰箱、可移动紫外灯、全自动力核酸蛋白纯化仪、专用工作服和工作鞋等。扩增反应混合物配制和扩增区配置有：冰箱、高速离心机、超净工作台、PCR仪（要求负压状态）、可移动紫外灯、微量加样器、核酸扩增仪等。扩增产物分析区关键配置有：移液器、振荡器、超净工作台、毛细管电泳仪、冰箱、离心机、微量加样器、可移动紫外灯等。PCR
    电子计算机室和研究室，电子计算机和我们生活最为亲密，关键考虑空调散热、电源电压等问题。配置装备关键是带键盘仪器台。研究所关键是供研究人员办公地方，对我们试验室装备要求较低，在此不多作讲解。
辅助试验室：关键有天平室、高温室、纯水室、气瓶室、贮藏室、溶液配制室、暗室等。天平室，分析天平是化学试验室必备常见仪器，高精度天平对环境有一定要求，关键是气流和风速影响，天平室应靠近化学试验室，以方便使用，但不宜和高温室和有较强电磁干扰房间相邻。高精度微量天平宜设在底层。天平室内不得设置洗涤台或任何管道穿过窒内，以免管道渗漏影响天平维护和使用。高温室，高温炉和恒温箱是常备设备，通常放置在高温工作台上，但特大型恒温箱须落地安置为宜，高温炉秘恒温箱须分开放置。纯水室，关键是设计试验装备有；边台和洗涤台。现代试验室多使用去离子水、水量大且能确保水质。地面需设地漏。气瓶室，试验室用气除不燃气体（氮气、二氧化碳）、惰性气体（氩气、氦气等）外，其它气体含有高压、剧毒、氧化分解、爆炸等危险性气体，比如易燃气体氢气、一氧化碳；剧毒气体为氟气、氯气；助燃气体为氧气等，这些气体不得进行试验室。能够经过管子接到各试验室内。溶液配制室，用于配制多种标准溶液和不一样浓度溶液。在许可条件下，可由两个房间组成，其一设有天平台。另一间作配制试剂和存放试剂之用，通常应配置：通风柜、试验台、试剂柜。
服务供给部分，为基础试验室和辅助试验室服务场所，如高压锅室和水电气辅助室等。我们只需稍作了解。
4、试验室工作人员总人数；
5、仪器设备布局；
6、工作程序、步骤专业设计；
第一部分为平面设计，甲方使用方先拿出最根本功效要求、分布方案，我们给出初步方案。因为传统试验室建筑设计按国家建筑标准，仅是以外型和室内结构为主，并非以试验室功效为主，建筑设计和功效设计脱节。
第二部分为单台功效，单台结构设计，应逐项、逐件、逐层，从整栋大楼、分层、分房间、分单件设计确定，全方面细分确定；
第三部分，全部确定后，进入招标程序，然后中标方和甲方配合，装修和净化工程先行，交工验收后试验室基础配套将进入责任明确阶段，负担责任，全部完工时集中同时验收，基础装备部分为产品测试标准，测试和前两项工程不一样，有很大区分不可等同对待。
7、净化室地面、墙壁通风流畅，预防死角，室内四角尽可能空闲，易打理，简练。

三、    单台结构功效设计系统
不一样专业采取不一样试验室专用基础配套装备，系列产品共分五大部分：A、试验台部分；B、仪器台部分；C、功效柜部分；D、仪器设备部分；E、输出系统部分；

A、试验台部分
    1、试验台分类：
①试验台按试验室功效划分为：物理试验台（关键用于电子、电工、物理试验）；化学试验台（关键用于有机、无机化学试验）；生物试验台（关键用于净化无菌试验，如简易解剖台、不锈钢操作台等）；
②按结构划款式分为：钢木结构（由钢制支撑架、箱体、台面、试剂架、连接件、辅件组成）；铝木结构：（由铝制支撑架、箱体、台面、试剂架、连接件、辅件组成）；全钢（箱体、钢支架、台面、试剂架、连接件、辅件组成）。
③按用途可分为：中央试验台、边台试验台、洗涤试验台、试剂架，试验柜、试验凳。
2、试验柜分类：
按材质可分为：铝木试验柜、全钢制试验柜。
3、台面分类
在整个试验室基础装备销售中，台面占总报价1/3份额，台面作用可见一斑。
①按试验台功效作用可分为：
  化学试验台面：防强酸、强碱、耐高温；耐98%浓硫酸；如实芯理化板。
  物理试验台面：防静电、耐温、抗滑、稳定强；耐28%硫酸，表面材质为防火板。
  生物试验台面：防水、预防细菌密度强；表面材质为不锈钢板。
②根据台面材质可分为理化板、环氧树脂板、大理石板和陶瓷板。
理化板（威盛亚）不能直接接触光焰，对65%硝酸、铬酸、氢氟酸有轻微疵点，对98%硫酸有疵点；
环氧树脂是高分子材料，耐高温（380℃），含有优良抗化学腐蚀性能，可修复及复原；
大理石通常见于高温台、天平台等，耐高温，但运输过程中较轻易损坏；
陶瓷价格比较昂贵，在中国用得比较少。其耐高温和抗腐蚀性能极其优异。

B、仪器台部分
承重性、稳定性、抗外干扰、电控要求很高，气体配送严格、安全、可靠、方便、易管理；承重：500Kg以上。关键用于仪器分析试验室，如光谱、色谱、原子分析试验室等。
试验柜部分是前两部分服务、储存，关键功效部分包含安全、环境保护问题；有铝木和全钢之分；试剂、药品、挥发性药品、剧毒品、气瓶等储存功效基础分以下多个：
1、通常性能药品柜；  2、挥发性药品储存柜；3、气瓶柜； 4、文件柜（资料柜）；5、更衣柜；6、标本柜； 7、器皿柜；

C、仪器设备部分：
1、通风柜；  2、生物安全柜；3、超净工作台； 4、剧毒品安全储存柜； 7、解剖台； 8、取材台；

D、有害气体输出部分。在后面章节将会具体说明，这里就作不反复。

四、供排水设计系统
供排水设计系统关键是为前期试验室建筑设计服务。必需在装修开始前完成试验台柜方案确实定，并出具供排水定位图。

五、电控系统
试验室供电系统也是试验室最基础条件之一。电源插座有：10A、16A。电源插座应远离水盆和煤气、氢气等喷嘴口，并不影响试验台仪器放置和操作位置。线盒采取钢线槽(关键用于试剂架、边台和中央台台面上。电线线径应充足考虑试验目前需要和扩容。必需在装修开始前完成试验台柜方案确实定，并出具电位图。

六、特殊气体配送系统
试验室用气关键有不燃气体（氮气、二氧化碳）、惰性气体（氩气、氦气等）、易燃气体（氢气、一氧化碳）；剧毒气体(氟气、氯气)；助燃气体（氧气）组成。除不燃气体、惰性气体外其它气体不得进入试验室。能够经过输气管接到各试验室内。通常气相室配置氦气（He）、氮气（N2）。气质联用室配置了氮气、氢气、氧气。氢气管线上连接管件全部要连接后焊接，严禁有泄漏可能。全部管线在安装完成后一定要做气密性试验，并在使用前要先除油。因为管道细小，管间距小，安装过程中可依据现场情况进行调整，确保间距大于45mm，气瓶装瓶时，易燃易爆和惰性气体同柜，杜绝两种易燃气体同装一柜。

七、有害气体输出系统
试验室内往往存在很多不利于人体健康化学物质污染源，尤其是有害气体，将其排除很关键。但和此同时，能源往往会被大量消耗，所以试验室通风控制系统要求渐高，试验室最新观念就是将整个试验室看成是一台排烟柜，怎样有效控制多种进排气，达成既安全又经济效果是至关关键。试验室常见排风设备关键有：通风柜、原子吸收罩、万向排气罩、吸顶式排气罩、台上式排气罩等。其中通风柜最为常见。