理化實驗室設計裝修方案SICOLAB

/理化試驗室是生產企業(yè)和探討單位用于檢測材料和產品理化指標不行或缺的部門，是生產檢測、科學探討的前沿陣地。理化試驗室具有化學分析、力學性能和金相檢驗等綜合檢測功能。SICOLAB現以某單位理化試驗室設計和籌建過程為例，綜合鋼鐵及裝備制造行業(yè)理化檢測實際狀況，對理化試驗室的設計和籌建進行探討。

1理化試驗室設計的基本要求

1.1位置要求理化試驗室應布置在環(huán)境寧靜、振動及電磁輻射影響小的位置，以減小檢測數據的誤差，提高檢測結果的精確性；布置在遠離粉塵且全年風向最小頻率的下風向地段。因此，理化試驗室一般為獨立的建筑物，和辦公樓合建時，要設置獨立的出入口；當和計量室合建時，理化和計量應分區(qū)、分片布置。理化試驗室中，力學性能檢測設備較大且重，搬運不便，有些試驗機需獨立的地基；而化學設備多屬精密儀器，對環(huán)境要求苛刻，化學試驗室排放的有害氣體需經樓頂剛好排走。建議選定一樓為力學性能試驗室，頂樓或較高樓層為化學分析和金相檢驗試驗室。

1.2布局及空間要求為保證明驗室的整體性、結構性和穩(wěn)定性，試驗室設計的開間模數一般分為3.0，3.3，3.6m3種，詳細開間模數的選擇需和建筑模數相結合。試驗室平面布局形式有淺進深和大進深兩種，進深的選擇主要考慮房間內的采光通風、試驗室家具的尺寸及布置等因素。傳統(tǒng)閱歷認為淺進深平面運用面積率高，是合理的選擇。進深一般在6～9m之間[2]，檢測中心的布局模式選為單走廊+淺進深(6.0m)。試驗室層高一般建議在3.6~3.9m之間，如某理化試驗室設計層高為4.3m，安裝空調、消防等管道設施后，房間內部凈高為3.3m。力學性能由于設備高大，在設計時應將內部凈高定為3.5m，保證設備的運輸和安裝空間。

2理化試驗室的總體設計規(guī)劃

2.1基本規(guī)劃試驗室建設是一項困難的綜合系統(tǒng)工程，涉及土建、配電、給排水、通風、照明、平安措施、“三廢”處理以及室內試驗設施配套安裝等。依據相關規(guī)范及標準，全面考慮，整體規(guī)劃，最終確定方案。

2.2以設備安裝要求為動身點，進行深化規(guī)劃儀器設備是建設高水平試驗室的關鍵因素之一。在明確試驗室功能的基礎上，即可進行配套儀器設備的選購 。為了確保購置的設備先進、精密和質量穩(wěn)定牢靠，首先依據實際需求提出設備技術要求，由設備選購 部門負責招標，采納公開招標專家評標的方法進行購置。在簽訂儀器設備技術協議后，剛好向供貨商索取設備的安裝要求，然后將設備的安裝條件如配電、排風、上下水及運用氣體狀況充分考慮到基礎建設規(guī)劃中，如設備對溫濕度的要求，ICP–MS和ICP–OES均需預留不同直徑的排風口，且風機要獨立限制、氧氮氫分析儀要在基建中預留上下水、掃描電鏡須要防震防電磁輻射等，為后續(xù)安裝設備供應便利的同時，也可節(jié)約改造費用。在建筑材料選擇方面重點考慮地磚、墻磚及給排水排風管道的抗化學腐蝕性能，依國家相關規(guī)定進行規(guī)劃設計、布局試驗設施。

3理化檢測功能區(qū)域的基本要求

3.1辦公區(qū)應在每個樓層集中設置，便于學習和探討工作中出現的問題，民用配電即可。

3.2報告編制區(qū)用于檢測結果的輸入、檢測報告的編制及審核，滿意辦公用電需求即可。

3.3收樣及樣品儲存區(qū)該區(qū)域必需干燥、通風、防塵。樣品分為待檢、在檢、已檢3類，各存儲柜應標明收樣及檢測日期。

3.4樣品處理區(qū)和化學濕法分析區(qū)樣品處理區(qū)域在試驗過程中會產生大量的有毒有害、有刺激氣味的氣體，故必需有獨立排風設施通風柜；一般為單獨的房間，地面應有地漏；墻面、地板、試驗臺和試劑柜等要絕緣、耐熱、耐酸堿和耐有機溶劑腐蝕；放置中心試驗臺的試驗室應預設供試驗臺用的上下水裝置和足夠的電源插座。鑒于化學分析須要用到大量的強腐蝕性藥品，建議通風柜內部特別定制耐500℃高溫且耐酸堿的陶瓷內襯及耐氫氟酸腐蝕的PP內襯。

3.5儀器分析區(qū)該區(qū)域主要設備一般有等離子體質譜、放射光譜、碳硫氧氮氫分析、X光譜、原子汲取、氣相液相色譜、極譜、原子熒光、電鏡、萬能試驗機等設備及配套穩(wěn)壓電源和水循環(huán)系統(tǒng)。各類儀器設備具有精度高、運行條件苛刻、耗材昂貴、部件損壞修理難度大、修理費用高等特點，確定了該區(qū)域應為單獨房間且空間不宜過小，盡量鋪設防靜電地板，互有干擾的儀器不能放在同一房間。該區(qū)域要求肯定的干凈度(可設置緩沖間)、溫濕度(溫度18～25℃，相對濕度60%～80%)、防震防輻射、獨立用電、獨立接地(電阻不大于1Ω)等。設備放置距離墻體60～80cm，以便修理檢查。依據設備的不同安裝要求，應考慮預留設備的排風管道。對于光譜類儀器，還應避開直射陽光。

3.6稱量區(qū)稱量區(qū)應為獨立的房間，用于放置精密分析天平，應距離樓道墻面較遠，并有雙層玻璃或窗簾，防塵防震，在土建方面也應考慮防潮及保溫措施，宜設恒溫恒濕系統(tǒng)。建議為化學分析試驗室配置臺面厚度為40cm的大理石天平臺，以達到三級減震的效果，天平臺須離開墻壁至少1cm放置。

3.7高溫及微波消解區(qū)單獨的房間，主要用來擺放干燥箱、高溫爐，應有足夠的電功率。有些高溫爐如化學試驗室的大型干燥箱體積超高或超寬，需留意預留排風罩的尺寸和高度?？稍谠搮^(qū)域預留兩個排風口，用于安裝通風柜，并放置需排風的微波消解儀、酸提純器等小型儀器。

3.8試劑貯存區(qū)可依據實際狀況支配藥品柜，應預留排風口以放置帶抽風試劑柜(保存揮發(fā)性藥品)；對于有肯定危急性的藥品應設置單獨的危急品存儲柜。

3.9晶間腐蝕區(qū)基本同樣品處理區(qū)，該區(qū)域要預留足夠數量的上下水管路和排風管道。

3.10金相顯微鏡區(qū)屬于金相檢驗范疇，在建筑設計中除考慮防塵、防振外，還需考慮防電磁輻射設計，室內應預留滿意設備要求的電源。

3.11沖擊、拉伸和硬度檢測區(qū)屬于力學性能試驗范疇，包括常規(guī)性能測試(拉伸、壓縮、彎曲、硬度、落錘、沖擊等)、高溫長久–蠕變、斷裂韌性、高溫松弛、熱疲憊試驗等。該區(qū)對通風排風無要求，可在高溫拉伸試驗機旁邊設置一組上下水管路，便于為剛剛檢測完的試樣冷卻降溫。該區(qū)域需估算設備用電功率并考慮平安系數，預留設備電源，保持清潔、干燥、無振動且溫度勻稱，在設備安放點的四周應留出足夠的空間，以便于進行試驗和修理。制作設備預留基礎工程時依據相應安裝地基圖施工，設備的主機應安裝在混凝土的地基上，一般設備應用地腳螺栓調整儀器水平運用，待基礎干燥后(約15d)，再進一步安裝設備。

3.12試驗用水制備區(qū)該區(qū)工作臺面應堅實耐熱，配備能滿意制水設備功率要求的電源線路；供水水龍頭應有隔渣網。制水環(huán)境應盡可能避開污染，制備超純水應當達到肯定的干凈度。

3.13氣體存放區(qū)該區(qū)樓板承重應大于300kg/m2，預留排風口，用于接駁可燃性或危急氣體氣瓶柜。

3.14預留試驗區(qū)該區(qū)域為試驗室發(fā)展預留的空間，應在保持清潔的基礎上，將上下水和電源容量留足并在地面預定位置留有地漏即可。

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4試驗室內部裝修系統(tǒng)規(guī)劃

4.1供電系統(tǒng)在試驗室內同時運行多臺大功率設備，會使供電線路過載發(fā)熱，時間過長，可能會導致電線絕緣層強度下降而燃燒，并引燃四周物品發(fā)生火災。因此必需重視電器設備的用電設計。首先考慮供電電壓，有的設備需220V，而有的需380V，由于是新建試驗室，多數儀器設備是在試驗室主體建成后進貨，在給欲訂貨的儀器設備預留電容量的基礎上，還要考慮電源負荷大小和今后可能的發(fā)展狀況，應設置總電源限制開關，當試驗室無人時能切斷室內電源；對于24h運轉的設備如烘箱、恒溫箱、冰箱、純水發(fā)生系統(tǒng)等，應設有專用電源，不至于因切斷試驗室的總電源而影響其工作。建議每個試驗房間都設有獨立的電控柜，以220V為主，留有380V供電，多個空氣開關分別限制，保證運用過程中如有漏電現象立即自動切斷電源。力學性能試驗室的大功率設備供電，可預設1個40kW、2個20kW、2個10kW的動力電源，每路均設有空氣開關和接觸器。依據試驗臺桌及儀器設備的安放位置，要考慮到將來會漸漸增加新的儀器設備，在敷設電線、安裝插座時應留有余量，配電導線應采納銅芯線，最好協作小型儀器布局電源插座，在試驗室的墻壁上應安裝多處單相和三相插座，便利臨時運用。試驗室的平安關系到檢測人員和設備的平安，為確保防止觸電事故及儀器設備的正常運行，供電系統(tǒng)必需有良好的地線。

4.2供排水系統(tǒng)水是試驗不行缺少的基礎條件之一，除極少數儀器設備房間外，理化試驗室每個試驗房間都要求有水供應，如有條件，最好安裝蓄水裝置，防止試驗過程中突然停水。試驗室的供水有城市自來水[5]和試驗用純水，應安裝超純水發(fā)生裝置，盡可能增加取水終端便于超純水的運用，滿意精密儀器運用要求。試驗室的試驗臺應盡可能都安裝水管、單頭或多頭水龍頭、水槽和洗眼器。依據房間的既定功能，確定供排水的大致位置和數量，選用不同材料的排水管道，例如大量運用有機溶劑的化學試驗室應安裝耐有機溶劑的鑄鐵排水管道、常常產生酸堿廢水的試驗室宜采納耐酸減的排水管道等。化學試驗對環(huán)境的影響和潛在危害是客觀存在的，在建設試驗室過程中必需充分重視。試驗室產生的一般廢水無須處理就可排入城市下水網道，有害廢水在向室外排放前，必需對其進行凈化處理，使之達到國家規(guī)定的排污標準。在設計時配備足夠數量的廢液收集裝置，便于收集試驗過程中產生的廢液，定期交由相關部門處理。

4.3通風、排風系統(tǒng)理化試驗室通風設計以化學試驗室為主，其通風方式主要有通風柜、排氣罩和排風管，其目的是為避開人員因長期在危急空氣中工作而損害到身體健康；排走儀器設備產生的熱量和雜質。宜依據設備的要求，用通風管道及風機進行通風排氣以保證設備正常運行。試驗室通風柜的排風系統(tǒng)宜獨立設置，采納每臺或同房間的通風柜運用一套風機和管路，每套系統(tǒng)在各房間獨立限制，不共用風道，也不得借用消防風道。同一個房間若有兩臺以上的通風柜，應劃為一個系統(tǒng)，避開一臺通風柜運用時，其它通風柜產生倒流污染室內。一個房間內宜裝一套排風設備。試驗室的補風由新風機所送入的新風、通過門縫或預留百葉補風口滲入的新風和經中心空調送入的新風組成。通風柜應布置在遠離新風口的地方，避開新風剛進入就被排出。為避開試驗室內的有害氣體污染其余房間和走廊，室內一般可通過調整排風量大小以及風機的開停依次設計成負壓狀態(tài)，新風可通過房間的門縫滲入到室內。試驗室要有肯定的換氣次數，以保證室內揮發(fā)性有害物質剛好排出室外，換氣次數和通風柜數量及每個通風柜換氣量有關，通常試驗室無人時換氣次數為5～6次/h。試驗室的噪聲一般應小于55dB，故用于供應室內排風的風機應盡量放置于室外，必要時可設通風機房?？蓪L機放置于樓頂，便于檢修，易于消聲和減振，同時置于樓頂不占用運用面積，且使室內的排風管道處于負壓狀態(tài)，以免有害物質由于管道的腐蝕或損壞而滲入室內。

4.4供氣排氣系統(tǒng)試驗室用氣主要有燃氣和設備用氣兩類。燃氣主要有自然氣、煤氣、液化石油氣以及酒精噴燈等，分析試驗運用燃氣用于試樣熔融分解和小型玻璃器皿制造。試驗室不同種類和等級的氣體裝在鋼瓶中放置在專用區(qū)域。設置氣體匯流排的區(qū)域最好是單獨的房間，要嚴禁明火，遠離火源，防暴曬，如運用易燃易爆氣體要裝有特別的防護和報警裝置。常見理化設備所需氣體及純度見表1。表1理化設備所需氣體種類及純度氣體種類純度/%氬氣或液氬>99.996氦氣99.999，99.99氨氣>99.999甲烷>99.999氮氣>99.6氧氣>99.6液氮>99.99以某試驗室為例，力學性能試驗室運用液氮為試樣降溫至–105℃甚至更低，而金相試驗室運用氮氣為掃描電