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实验室家具布局设计

实验室规划与家具设计  

    目前我国还没有国家标准对实验室进行规范和要求。目前国内的实验室规划设计人员都是其他相关专业人士,在工作的过程中逐渐摸索出一套适合实验室规划设计的大致统一的思想和方法,成为行业内默守的不成文的准则。
    实验室规划设计中涉及到的内容很多,如实验室内的设备仪器、储存、储藏家具、卫生要求、建筑和人员安全、防火要求、电路布线、给排水等等。

  一.实验室的规划

  在进行设计之前,首先要对目标实验室的以下内容进行了解,并进行初步规划。
  1.设计现代化的实验室,首先要制定的提出实验室的总体规划,确定实验室的性质、目的、任务、依据和规模,确定各类实验室功能和工艺条件以及规模大小。
  2.室内空间的总体概念,如房间形状,尺寸等。
  3.天花的类型和高度等。
  4.地面,要针对不同实验室采用不同地面,不能在实验室内使用大理石地面。现在人们最常用的是PVC地面和还氧树脂地面两种,也有的用瓷砖。地面除了要注意类型外,还要注意上下水管道的位置等。
5.墙面,包括柱体的位置、窗台高、踢脚板的宽度等都要确定清楚,这是很重要的一个方面,因为这些都是在具体施工中经常出现问题的环节。

  1.2实验室工作台


  对实验室进行规划设计,就不能不了解实验室家具的尺寸参数和实验台的设计模式,如坐式工作台的高度通常在750-850mm之间,如果男性实验员占较高比率也可考虑900mm高。站式高度则在850mm-920mm之间;工作台的长度通常宜考虑每人1200mm(最小不应小于1000mm),而有机化学实验台则须考虑长一些,可取1400-1600mm。试剂架高度为1200-1650mm之间;而高柜可达1800-2000mm等。实验台的设计模式的重点是安全性和方便性,有以下几种常用的设计模式:
  1.岛型:是最常见的一种模式。常使用于大空间、成长方形的室内形式。此模式的特点是人流顺畅。
  2.半岛型:这也是一种比较典型的应用方式,此模式适用于狭长的房间。
  3.L型:L型适用于较为窄小的房间形式。
  除以上三种外,还有U型与一字型(即侧边实验台)布局也较常用。
  在设计化学分析实验时,通常在实验室中央配置从两面都能够操作的中央实验台,两边配置边实验台、测试台、通风柜、药品柜、干燥柜等,根据需要配备净化台、恒温恒湿设备,为了尽可能多地增加使用空间,往往还需配备一些平面型实验台。
  为了便于分析仪器的操作使用,分析仪器使用的特殊气体的配管,应该尽量接近分析仪器。
  在生物实验室中,考虑从一般实验到检查、测试、照相、洗相等数据处理工作流程的特殊要求。通常可在进口处设水池台和干燥台,便于实验室器皿的清洗。

  1.3安全通道


  实验室规划设计中当然也不能忽视对安全通道的特别设计。这里指的是实验室室内设计中的安全距离等。
  安全门:作为疏散通道。门宽900-1500mm,其中单门一般为900mm。,双门有1200mm、1400mm、1500mm等。  安全距离:对于主通道来说,若两个实验台双面操作,距离应≥1500mm;单面操作≥1200mm(而现在学校的实验室通道基本未达到此要求);有排毒柜的话,距离应≥1500mm,且特别注意排毒柜不能放置在靠近门口的位置。
  通道距离:一般建筑内部的消防通道最小宽度是1200mm,而实验室则不同,最少应留1500mm宽。

  1.4安全设备


  此处所说的安全设计指的是实验室的备用设备,如桌上型洗眼器、落地式淋浴、洗眼器、安全箱等。桌上型洗眼器要放于水槽右侧,因中国人习惯右手操作的缘故;落地式淋浴、洗眼器要放置在出口处,且室内要求配地漏;安全箱则应放在最显眼的地方,内装急救药品。

  1.5实验室的通风系统


  化学实验室的通风方式有两种,即局部排风和全室通风。局部排风是在有害物产生后产即就近排出,这种方式能以较少的风量排走大量的有害物,节能有效,是改善现在实验室条件可行和经济的方法,也可能是适应新实验室通风建设的最好的方式,所以在实验室中广泛地被采用。对于有些实验不能使用局部排风,或者局部排风满足不了要求时,应该采用全室通风。
  通风系统设计的指导思想:
  ①有效、经济的原则,力求达到排出实验中所有污染气体的目的;
   ②采取将实验中生产的污染气体就近抽走,不使其扩散的措施;
  ③通风管路系统布局要合理,消除各种不合理因素、减少阻力和噪声;
  ④通风台面装置力求外型美观、布局合理,其高度和位置不影响实验装置的安装,不影响实验操作;
  ⑤合理的选择风机,防止或减少噪音和震动,便于安装和维护;
  ⑥考虑局部和全室通风的同时,兼顾给排水、煤气、电源线路的合理安排。
  实验室内各种有害气体主要发生在实验桌面上。实验室桌面排风系统就是通过设置在桌面上的吸气罩,把实验过程中产生的有害气体呼入罩内,通过风道,以离心风机为动力,排放到室外高层大气中。桌面吸气罩是桌面系统重要的组成部分,其性能的优劣对桌面排风系统的技术经济效果具有重要影响,如设计合理,用较小的排风量能获得良好的效果,反之用了较大的风量也达不到预期的目的。因此,研究和设计新型的性能优良的吸气罩对环保、节能、降低成本都具有很大的现实意义。
现在有一种常用的新型通风装置的吸风罩,在原有轴向升降旋转的基础上,又开发了一种径向可以在360度范围内任意旋转的创新产品,使台面装置变成万向型台面装置,即吸风罩可以在最佳排放距离范围内任何一点接近污染源,同时该装置也可以悬挂在棚顶或墙壁上。这种吸风罩设计科学、造型美观、操作极为方便。


  二.实验室家具的设计  

    实验室家具是一类比较特殊的家具,实验室家具不仅应具有优良的使用功能,还应具备整洁明朗的外观和色彩,以改善室内环境,体现时代特征。实验室家具的设计、灵活性以及系列化是实验室建筑的组成部分之一,是实验室的基本条件之一。
  实验室家具为适应各类不同实验内容的实验室的需要,在追求实验环境舒适、安全的同时,应满足实验的功能性、坚固性、耐腐蚀性,以及安装布置的灵活性等。实验室家具不同于家用家具,它的使用常与水、电、气、化学物质和材质以及仪器设备相接触,因此对家具的构造和材质提出更高的要求,在实验室建设时必须重视实验室家具的设计和选型。
  实验室家具很多,但归纳起来主要是实验台、实验用柜和通风柜等几大类。
  2.1.实验台
  2.1.1按结构形式分:分为固定式和组合式
  固定式实验台:固定式实验台的形式很多,国内至今仍普遍采用。常见的用钢筋混凝土结构的台面和砖砌支座,台下为木制器皿柜,台面上用白色瓷砖、水磨石、大理石或天然花岗岩等。这类实验台坚固耐用,耐高温,而且平稳,常用于天平台、高温炉台以及测光仪器台等,但这类实验台的缺点也是显而易见的。
  组合式实验台:依靠自身的构造形式,分为几个独立的部分,分别制作,然后组合在一起,可以灵活布置实验室,便于运输,便于系列化生产。
  2.1.2按材质分类  木结构:这是国内外较普遍采用的形式,质量较轻,又较灵活,而且可以做成各种单元组合式,其缺点是木材耗用量较大。
  钢结构:这种结构由钢支架、柜体、台面和地脚等构件组成。钢支架系薄壁型钢制成,脚支架底脚有地脚螺丝,钢支架之间留有管道空间。柜体是木制构件,可以灵活地挂在钢支架上。这种材质尽管其外表有防腐涂料,但难免有锈蚀,一般用于仪器分析室。钢制实验室家具的优点:坚固、美观,能使用10年以上保持不变形,可以耐强酸、强碱,是实验室家具的发展方向。
    全钢结构:由钢支架、全钢柜体、台面和地脚等构件组成。钢支架系薄壁型钢制成,脚支架底脚有地脚螺丝,钢支架之间留有管道空间。钢柜体是木制构件,可以灵活地挂在钢支架上。这种材质尽管其外表有防腐涂料,但难免有锈蚀,一般用于仪器分析室。钢制实验室家具的优点:坚固、美观,能使用10年以上保持不变形,可以耐强酸、强碱,也是实验室家具的发展方向。

   2.1.3按实验用途分类
  主要有化学实验台、仪器实验台、天平台、洗涤台等,种类繁多。实验台根据实验室布局不同,位于实验室中间,称为岛式实验台;实验台的一端靠墙则称为半岛式实验台;如果实验台的一条长边靠墙称为侧边实验台。与之相适应的试剂架、洗涤台、器皿柜也有所不同。有的还把实验台分为单面实验台和双面实验台,后者实指岛式实验台和半岛式实验台。

  2.1.4台面
  目前使用较多的台面材料有以下几种:
  环氧树脂台面:主要为加强型环氧树脂成份,有平滑而安全的弧型收边,是模具一体成型的化学台面板。内外材质一致,损伤时可修复还原。具卓越的耐酸碱、而撞击、耐高温(约800℃)能力。
  耐蚀实心理化板:系以筛选后之优质多重夹纸,浸泡于特殊酚液后经高压热固效应成型,并经表面特殊耐蚀处理。具有耐酸碱、耐撞击、耐热特性,经济而耐用。
  TRESPA(千思板):成分为70%的木质纤维,30%的三聚氰胺树脂,采用双电子束扫描专利技术将三聚氰胺附贴在面层,经高温高压成型。
  耐蚀理化贴面板由添加特殊成份酚醛树脂含浸的牛皮纸、白色及特殊表层纸经高温、高压处理而成。具有耐酸碱、耐撞击、耐热特性。经济,耐用(配合基材使用)。
  2.2实验用柜
  2.1.1药品柜
  药品柜是化学实验室必不可少的橱柜。主要放置固体化学试剂和标准溶液,这两者必须分类放置,不可混放在一起。放置化学试剂应分类放置,便于查找。同时为了安全,药品柜应设置玻璃门窗,柜体也应具有一定的承重能力和防腐蚀性。
  2.1.2专用柜
  (1)样品柜:放置各类实验样品用的样品柜,应有分格且可贴标签等的隔板,便于存放样品和查找样品,因为有些样品,根据样品的物理性质和化学稳定性而需放入干燥器保存,因此分格有大有小,以便于存放不同的样品。
  (2)药品保管柜:用于存放液体试剂,如盐酸、硝酸、过氯酸、有机试剂等挥发性药品。一般为木制,也有钢制,可存放规格不同的试剂。柜子要求稳固,可以并排使用,也可以与地面墙壁固定。
  (3)危险品保管柜:适用于危险物品的简单保管和短期保管,采用不锈钢制作,或耐火砖砌而成。
   (4)玻璃器皿干燥和保管柜:洗净后的下班器皿在托架上保存,托架用导轨与柜体固定,使玻璃器皿存取方便,各层托架可根据器皿尺寸大小调节位置,器皿架通风良好,易于清洁干燥。
  (5)通风柜:用于排除实验工作中产生的各种有毒有害气体。柜内应配置照明、电源插座,必要时还应配置水槽水嘴等。

除此之外,还有工具柜、杂品柜、更衣柜等。
  2.3实验椅凳
根据实验需要,工作椅凳可有钢制、木制。为方便实验和节约空间,通常用圆凳。圆凳若为钢制还可调节高度。仪器实验室可有带滑轮的靠背椅,便于操作。

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