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实验室规划设计

实验室规划设计是一项系统工程，涉及专业众多，更需要同时精通实验室使用知识和建筑知识作为技术基础。实验室的规划设计主要分为七个方面：平面设计系统、实验室各室需求、单台结构功能设计系统、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。森拉普尔将为大家详细介绍实验室规划设计手册，如果对你有帮助的话，记得点赞+转发+收藏哦！

01、平面设计系统

平面设计我们主要考虑以下几个方面的因素：

（1）疏散、撤离、逃生、顺畅、无阻，安全通道

一般实验室门主要向里开，但如设置有爆炸危险的房间，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）

完美的设备与科技工作者操作空间范围的协调搭配体现了科学化、人性化的规划设计。 

在做平面设计的时候，首先要考虑的因素是就是“安全”。实验室是最易发生爆炸、火灾、毒气泄露等的场所。我们在做平面设计的时候，应尽量地要保持实验室的通风流畅、逃生通道畅通。 

根据国际人体工程学的标准。我们做如下的划分以供参照，实验台与实验台通道划分标准（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，实验台间的过道应全部通向走廊。

另：实验室建筑层高宜为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的实验室净高宜为2.5米-2.7米（不包括吊顶）；实验室走廊净宽宜为2.5米-3.0米.普通实验室双门宽以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）专业学科功能

实验室通常按物理学、无机化学、有机合成化学、生物学来分类。根据实验室内容、用途和规模的不同又各有自己的特点，比如基础教学实验室，按学科专业分，多为较简单的教学实验对水电气风等要求较低，而科研机构对实验室通风、供排水、电控及洁净都要求较高，但实验室设计的基本原则都是具有共同性的。

02、实验室各室需求

（1）气相色谱分析室 

主要是对容易转化为气态而不分解的液态有机化合物及气态样品的分析。仪器设备主要有气相色谱仪，对有机化合物具有高效的分离能力，所用载气主要有：H2、N2、Ar、He、CO2等。但对高沸点化合物，难挥发的及热不稳定的化合物、离子化合物、高聚物的分离却无能为力。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的电场及磁场存在。

一般气相色谱仪分析师设计配置：仪器台（应离墙以便仪器维修）、万向排气罩、电脑台（一般在仪器台旁配置）、边台、洗涤台、试剂柜等 。

（2）液相色谱分析室  

主要体现在高效率分离，对复杂的有机化合物分离制取纯净化合物，定量分析和定性分析。

仪器设备主要有高效液相色谱仪，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，弥补气相色谱仪的不足。

环境和实验室基础装备设计要求与气相色谱室相近。

（3）质谱分析室 

主要是对纯有机物的定性分析，实现对有机化合物的分子量、分子式、分子结构的测定，分析样品可以是气体、液体、固体。

质谱分析室内的主要仪器有原子发射光谱仪、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。

质谱仪可能有汞蒸汽逸出，要考虑局部排风，使用原子吸收罩排风较为适宜。 实验室应尽量远离化学实验室、以防止酸、碱、腐蚀性气体等对仪器的损害，远离辐射源；室内应有防尘、防震、防潮等措施。仪器台与窗、墙之间要有一定距离，便于对仪器的调试和检修。

（4）洁净实验室 

主要是通过人为的手段，应用洁净技术实现控制室内空气中尘埃、含菌浓度、温湿度与压力、以达到所要求的洁净度、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，空气洁净度的级别以含尘浓度划分。洁净度是指每升空气中所含粒径≥0.5um的尘粒的总颗粒。

我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。

洁净室实验室的主要配置：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。

扩增产物分析区主要配置有：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。

洁净室一般实施两级隔离，一级隔离通过生物安全柜、负压隔离器、正压防护服、手套、眼罩等实现；二级隔离通过实验室的建筑、空调净化和电气控制系统来实现。但由于净化空调需要风量小为了安全起见，风量都按大的估算，一般都要超过规范规定，物别是百级以上，冷热负荷在要求不是很严格的情况可能估算，现在专门有净化空调机组，可以直接利用。

（5）电子计算机室和研究室 

电子计算机与我们的生活最为密切，主要考虑空调散热、电源电压等问题。配置的装备主要是带键盘仪器台。研究所主要是供研究人员办公的地方，对我们实验室装备要求较低，在此不多作讲解。 

（6）辅助实验室

主要有天平室、高温室、纯水室、气瓶室、贮藏室、溶液配制室、暗室等。 

实验室建设注意事项

1、天平室：分析天平是化学实验室必备的常用仪器，高精度天平对环境有一定要求，主要是气流和风速的影响，天平室应靠近化学实验室，以方便使用，但不宜与高温室和有较强电磁干扰的房间相邻。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的维护和使用。 

2、高温室：高温炉和恒温箱是常备设备，一般放置在高温工作台上，但特大型的恒温箱须落地安置为宜，高温炉及恒温箱须分开放置。 

3、纯水室：主要是设计的实验装备有；边台和洗涤台。现代实验室多使用去离子水、水量大且能保证水质，地面需设地漏。 

4、气瓶室：实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，其他气体具有高压、剧毒、氧化分解、爆炸等危险性气体，例如易燃气体氢气、一氧化碳；剧毒气体为氟气、氯气；助燃气体为氧气等，这些气体不得直接置于实验室，可以通过管子接到各实验室内。 

5、溶液配制室：用于配制各种标准溶液和不同浓度的溶液。在允许的条件下，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，一般应配置：通风柜、实验台、试剂柜。 

6、服务供应部分：为基本实验室和辅助实验室服务的场所，如高压锅室和水电气辅助室等。我们只需稍作了解。 

03、单台结构功能设计系统

不同专业采用不同实验室专用基础配套装备，系列产品共分五大部分：

• A、实验台部分；
• B、仪器台部分；
• C、功能柜部分；
• D、仪器设备部分；
• E、输出系统部分； 

A、实验台部分

实验台的分类 

①实验台按实验室的功能划分为：物理实验台（主要用于电子、电工、物理实验）；化学实验台（主要用于有机、无机化学实验）；生物实验台（主要用于净化无菌实验，如简易解剖台、不锈钢操作台等）； 

②按结构划款式分为：MM（由钢制支撑架、基箱、台面、试剂架、连接件、辅件组成）MR（基箱、台面、试剂架、连接件、辅件组成）。 

③按用途可分为：中央实验台、边台实验台、洗涤实验台、试剂架、基箱、实验凳。 

基箱的分类

基箱按材质可分为：钢木制基箱、铝木制基箱、全木制基箱。 

按制作工艺分为：钢制欧式基箱（即，门面板与侧板连接）、钢制美式基箱（即门面板装嵌在基箱内）。

按款式可分为：活动式基箱、落地式基箱、悬挂式基箱。

台面分类 

在整个实验室基础装备销售中，台面占总报价1/3的份额，台面的作用可见一斑。 

①按实验台的功能作用可分为：防强酸、强碱、耐高温、防静电、耐温、抗滑、稳定强、防水、防止细菌。

②按照台面材质可分为贴面板和实芯板。 

B、仪器台部分

仪器台大致分为：标准仪器台、光谱仪器台、色谱仪器台、显微镜台、连体仪器台、天平台、电脑台、高温仪器台、教学台。

C、功能柜部分

功能柜有储存试剂、药剂、挥发性药品、辐射性药品、剧毒品、易燃培养等储存功能。功能柜基本分为13种： 

• 一般性能药品柜； 
• 挥发性药品储存柜；
• 染剂专用柜； 
• 防辐射药品柜； 
• 易燃品储存柜（防火柜）； 
• 文件柜（资料柜）； 
• 更衣柜（刹菌更衣柜）； 
• 培养柜； 
• 标本柜； 
• 仪器柜； 
• 纯碱柜； 
• 硫酸柜； 
• 无菌柜；

D、仪器设备部分

• 通风柜； 
• 生物安全柜； 
• 超净工作台； 
• 器皿清洗机（全自动） 
• 剧毒品安全储存柜； 
• 智能密集柜； 
• 解剖台； 
• 取材台； 
• 感应功能柜；
• 挥发性药品柜 

E、有害气体输出部分

在后面章节将会详细说明，这里就作不重复。 

04、给排水系统

供排水设计系统主要是为前期实验室建筑设计服务，基础的给排水配置有：双联水嘴、三联水嘴、PP水槽、大水槽、通风柜的杯槽等。 

05、控电系统

实验室用电主要包括照明电和动力电两大部分。动力电主要用于各类仪器设备用电、电梯、空调等的电力供应。实验室供电系统也是实验室最基本的条件之一。

电源插座有：10A、13A、16A、20A；漏电保护开关、过载保护开关等。电源插座应远离水盆和煤气、氢气等喷嘴口，并不影响实验台仪器的放置和操作位置。线槽主要多功能钢线槽(主要用于试剂架上)和PVC线槽配西班插座(主要用于边台和中央台台面上). 

06、特殊气体配送系统

实验室用气主要有不燃气体（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实验室。可以通过输气管接到各实验室内。

一般气相室配置氦气（He）、氮气（N2）。气质联用室配置了氮气、氢气、氧气。氢气管线上的连接管件都要连接后焊接，严禁有泄漏的可能。所有的管线在安装完毕后一定要做气密性实验，并在使用前要先除油。由于管道细小，管间距小，安装过程中可依据现场情况进行调整，保证间距不小于45mm，气瓶装瓶时，易燃易爆与惰性气体同柜，杜绝两种易燃气体同瓶装一柜。 

07、有害气体输出系统

实验室内往往存在许多不利于人体健康的化学物质污染源，特别是有害气体，将其排除非常重要。但与此同时，能源往往会被大量的消耗，因而实验室的通风控制系统的要求渐高，从早期CV（定风量），2-State（双稳态式），VAV（变风量）系统，到最新的适应性控制系统——既安全，又要符合节约能源的需要。

总之，实验室的最新观念就是将整个实验室当作是一台排烟柜，如何有效的控制各种进排气，达到既安全又经济的效果是至关重要的。

实验室常用排风设备主要有：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。 通风柜是安全处理有害、有毒气体或蒸汽的通风设备，作用是用来捕捉、密封和转移污染物以及有害化学气体，防止逃逸到实验室内，这样通过吸入工作区域的污染物，使其远离操作者，来达到吸入接触的最小化。

万向抽气罩是进行局部通风的首选：安装简单、定位灵活，通风性能良好，能有效保护实验室工作人员的人身安全；

原子吸收罩主要适用于各类大型精密仪器，要求定位安装，有设定的通风性能参数，也是整体实验室规划中必须考虑的因素之一；

排气罩主要适用于化学实验室，在解决这类实验室的整体通风要求中，它是必不可少的装备之一。 

轴流风机适用于风压小、适用于管路短的通风系统（一般10米以内，否则易造成抽不动）；

离心风机适用于管路长的通风系统（一般10m以外，否则易造成噪音大）。

风机的材质：一般分为玻璃钢、PP、PVC、铁皮等，其中玻璃钢较多。

风机的型号的选择，是根据风量和风压来选择的。

AT THE END

结尾总结

优质实验室是优质检验的基础

在现代实验室里，先进的科学仪器和优越完善的实验室是提升现代化科技水平，促进科研成果增长的必备条件。“以人为本，人与环境”己成为人们高度关注的课题。一个设计科学合理的实验室，能为检验人员提供一个安全、高效的工作环境。

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