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实验室设计知多少,华测实验室细说实验室设计方方面面(二)

发布者:王灿 发布时间:2017-04-25 阅读:

要设计建设一个现代化的实验室,使其能更好地为生产、科研、教学服务,除了先进的科学仪器和完善的实验设备是提升科技水平,促进科研成果的必备条件以外,实验室设计也是一个非常重要的物质条件。实验室设计是实验室建设的前提和依据,在建设单位委托设计单位进行设计时,必须由各实验室或研究室人员共同参加研究,反复讨论,确定各实验室方案,现将实验室设计的基本要求分述如下。   


实验室设计


5.实验室气体管道设计:

气体管道分为(蒸汽、氧气、真空、压缩空气及城市燃气等)   


6.实验室给排水设计:

冷水:即城市中的自来水或采用地下水。   

热水:根据实验要求提出全部实验室采用,还是局部实验室采用。还是采用快速加热器来解决热水供应。   

冷热水分开:系指水龙头要求。   

冷热水混合:系指水龙头要求。   

屋顶水箱:有些实验要求较高,要有一定的水压,有的城市水压不够,要设置水箱。   

排水:(1)排水温度(2)排水中有酸,浓度及数量(3)排水中有碱,浓度及数量(4)排水中有放射性物质,有多少种放射性物质,浓度多少(5)设置地漏,地漏是实验室的地面上设置的一个排水口,也可不设置地漏。  


7.实验室电气设计:   

照明:(1)日光灯(2)安全照明(3)要求工作面上有多少照明(勒克斯)(4)事故照明系指万一发生危险情况时需要事故照明(5)明线:电线采用外露形式的(6)暗线:电线采用暗装形式。

强电:(1)工艺设备用电量(kw),按每台设备的容量提出数据(2)供电电压(v)要求电压是多少(3)单项插座(A)要求插座的安培是多少(4)三项插座(A)要求插座的安培是多少(5)特殊设备;电幕、电梯、传送带的用电要求(6)供电路数:根据实验楼的重要性,提出供电要求(指不能停电、要求电压稳定、频率稳定等)   

弱电:(1)装设电话分机(2)装设程控电话(3)装设电钟插座(4)装设闭路电视系统(5)广播   

防雷:建设地点的防雷情况要调查清楚,提出防雷要求。   


8.实验室公害:指实验过程中产生的公害。   

(1)噪声:实验时产生噪声,最大分贝是多少(2)振动:属于低频、中频或高频(3)臭味:化学实验室会产生臭味,有哪些臭味(4)辐射:实验时产生a,b,y射线等(5)磁场(6)灰尘(7)细菌(8)蒸汽(9)有害废气,实验时产生哪些废气,包括种类及数量   


实验室建筑的组成及总体布局   

1.建筑规划要求:根据设计任务的要求,结合地形进行总体设计。

在设计之前,要对各建筑物的用途和功能进行分析。对于化学分析实验室,一般应布置在下风方向及下游地段,保持一定的间距和良好的通风,应有绿化隔离,搞好排污和排毒处理,做好环境综合评估和治理。对于仪器分析实验室,一般要求良好的环境。有防振防噪声要求的实验室要远离振源和噪声源;有屏蔽要求的实验室要远离电磁波的干扰源;要求超净的高纯实验室要规划在粉尘少、绿化好的地段。    


2.实验室建筑的组成;实验室建筑物一般按其用途分为四类。   

(1)实验研究类:是分析检测实验建筑的核心,包括各类通用实验室和专用实验室以及研究室、计算机房和计量室等。   

(2)辅助建筑类:包括图书情报资料室、学术活动室及电化教室等。   

(3)公用设施类:包括水、电、气、油、制冷、空调、低温及热力系统、通信、消防、三废处理、各类器材仓库等用房。   

(4)行政及生活服务类:以上四类建筑之间的关系都是很密切的,后三类建筑为第一类建筑服务,而他们之间又有相互联系。这些建筑规划面积分配一般为:科研用房30%~69%,科研辅助用房5%~31%,公用设施用房5%~18%,行政及生活服务用房10%~29%。   


3.实验室建筑总体布局:在总体实验室设计中,首先要研究的问题是采用集中配置形式还是采用分散配置形式。集中配置是将实验室、研究室、行政管理用房、图书资料用房以及科研辅助用房组合在一栋建筑物中;分散配置形式是按实验楼的不同特性分别进行布置。由于分析检测中心和分析研究室的规模不同以及用地的限制,所以总体布局就有多种形式。一般分为四种配置形式。   

(1)独立式;整个建筑配置集中在一栋楼内独立设置,适用与较小的分析实验室。   

(2)主楼式;以一栋实验楼为主配以附属建筑,建筑规划比较方整规则。   

(3)单元式;又称细胞式。用一个简单的单元或细胞组成多样的形式,形成各种不同的空间,有利于推行摸数和标准化,便于施工。此种形式为现代分析测试中心规划广为采用。   

(4)分散式;由不同功能的多栋实验楼、研究楼及辅助建筑灵活组合而成,采用较多。   


实验室的结构与楼面荷载:结构布置与实验室建筑模数密切相关。在选用摸数时必须与当地的施工条件、预制品构件的供应情况以及地震等级诸多因素综合考虑。实验室的结构可分为三类;即承重砖墙与钢筋混凝土梁板结构、钢筋混凝土框架结构以及钢结构。即承重砖墙与钢筋混凝土梁板结构(简称混合结构)形式适用于1~5层实验室,以3~4层为最多,因为每层的窗间墙宽度增大,影响采光面积。这种结构形式,造价较低,施工较快,一般实验室常采用这种结构形式。在采用空气调节的实验室中,混合结构的层高比钢筋混凝土框架结构的层高为低,约可降低100~300mm。其原因是空气调节的风管经常布置在走道平顶下面,风管进入实验室时,在混合结构中只要在砖墙上开孔就可以。而在钢筋混凝土框架结构中,因为柱与柱之间有联系梁连接,联系梁有一定的高度,因此层高略高于混合结构。   


钢筋混凝土框架结构(简称框架结构),这种结构形式适用于五层以上的实验室,但根据实验室的性质,框架结构也用于1~5层的实验室,框架结构按施工方法不同又可分为全部现浇结构、梁柱现浇与板预制结构


实验室给水系统设计   

实验室的给水任务,主要从室外给水管网引入进水管道,在保证按所需要的压力、水质、水量将水输送到实验用水设备、辅助用水设备、各种配水龙头和消防设备等,以满足实验过程用水,日常生活和消防用水的需要。实验室内部供水系统尽量利用室外给水管网的压力直接供水。给水系统可分为直接供水方式、设有高位水箱的给水方式、设有加压泵和水箱的给水方式。在高层实验室内,当室外管网压力不能满足要求时,低层部分应充分利用室外管网中的直接供水,上层部分可设置局部加压设备。当室外管网压力经常或周期性不足时,就应考虑设置屋顶水箱和水泵。   


实验室用水设备布置有其工艺特点,即用水点多且分散,多数用水点用水量不太大,有的引入管从建筑物中部引入室内,这样水压使用较为平衡些。有的实验室内由于管道种类较多,工艺和建筑有特殊要求的;有的实验室内,底层走廊设有管沟的;在这种条件下,给水引入管也有从建筑物一端或二端进入室内。实验室管道通常为明装设置,并应尽量沿墙、梁柱、墙角、走廊、天棚下敷设。采用明装敷设对施工安装和维修管道都较为方便,造价也比较低,缺点是影响室内美观和卫生条件,如管道表面积灰和结露。在工艺和建筑工种有特殊要求时,管道可采用暗装,此时管道应尽可能暗设在地下室、管沟、天棚内,或公共管廊内。给水管、支管可敷设在管槽和竖井内,管道竖井可做在走廊一侧,也可做在走廊二侧。暗设在管槽、竖井和天棚内的管道,在装有控制阀门处应留有检修门或检修孔。管道暗设能使室内美观整洁,但造价较高,施工安装和运行维护都较困难。已建成使用的实验室如无特殊要求的,一般都采用明装。另外,室内除生产和生活用水外,还应根据消防要求设置消防给水系统。室内消火栓应布置在经常有人出入和较明显的地方,如门厅、楼梯外、走廊等,消火栓和消防管道一般都采用明装。在消火栓较多的消防管道上应用阀门分成若干段,当局部管道发生故障需维修时,用阀门切断,其他管道段上的消火栓仍处于备用状态。   


实验室污水的排放与初步净化   

实验室污水按污水性质、成分及污染的程度可设置不同的排水系统,被化学杂质污染,对人体有害有毒物质的污水应设置独立的排水管道,这些污水经局部处理或回收利用才能排入室外排水管网。   


实验室内由于化验盆、洗涤盆等卫生器具和其他用水设备数量较多且分散,所以相应的室内排水支管、干管也较多。因此室内管道布置时,要求管道能相对集中,排放整齐,使施工安装和操作维修方便;管道转弯较少,以减少管内阻塞的可能性;主干管要尽量靠近设备排水量最大、杂质较多的排水点设置;介质在管道内工作要有良好的水力条件等。   


管道敷设一般是尽量能沿墙、柱、墙角、柱角、天棚、走廊等设置;管道应尽量避免穿越放置有精密仪器、仪表、电气设备等的房间或卫生要求较高的房间。实验室的排水管材一般为铸铁管。室内酸性排水管道地上部分采用硬聚氯乙烯塑料管,埋地部分宜用耐酸陶瓷管较好。 


实验室的废水是在试验操作过程,各种器皿、仪表、工具、衣服的洗涤及设备有冷却等而产生的,这些废水应按其性质、成分等采取不同的处理方式。有的废水可以回收利用其中有用的物质、有的可以直接排至外部排水管网,有的可以直接至外部排水管网,有的则采用适当有方法处理,然后再排至外部管网。例如:一般设备冷却经使用后仅水温有所升高,这类废水不经处理就可排入水体或外部排水管网,有的经简单处理还可重复使用,有的废水含有毒有害物质、放射性物质则需经适当处理或回收利用其有用物质后,使之符合国家规定的排放标准,才可排入水体或外部排放管网。   


废水的处理方法,一般有物理法、化学法、生物法。物理法主要利用物理作用以分离废水中的悬浮物,化学法主要利用化学反应来处理废水中的溶解物质或胶体物质。生物法的作用是去除废水中的胶体和溶解中的有机物质。上述三种基本处理方法各有其特点和适用条件。在废水排入地面水体中要按排放要求来确定处理程度,同时应结合水体的自净能力,通常根据有害物质和溶解氧的指标来确定水体的容许负荷,即排入水体的容许浓度。   


酸性废水处理方法,利用碱性废水进行中和,使混合废水PH值接近中性;在酸性废水中投加中和性剂;酸性废水通过碱性滤层过滤中和;离子交换法,电解法。   

碱性废水处理方法,利用酸性废水进行中和,在碱性物质中投放酸性中和剂;向碱性废水中鼓入烟道废汽(酸性气体CO2及SO2);利用水体中二氧化碳中和碱性废水。 




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