昨天,小析姐與大家分享了實驗室設計建設的上篇(不懂如何建實驗室?專業科普(第1彈)),今天咱們繼續學習下篇。
實驗室的規劃設計主要分為六個方面:平面設計系統、單臺結構功能設計系統、供排水設計系統、電控系統、特殊氣體配送系統、有害氣體輸出系統等六個方面。我們將根據6個方面對實驗室進行整體規劃設計。上一篇我們已經介紹了平面設計系統,下面我們介紹接下來的五個方面。
不同專業採用不同實驗室專用基礎配套裝備,系列產品共分五大部分:
A、實驗臺部分;
B、儀器臺部分;
C、功能櫃部分;
D、儀器設備部分;
E、輸出系統部分;
實驗臺的分類:
①實驗臺按實驗室的功能劃分為:物理實驗臺(主要用於電子、電工、物理實驗);化學實驗臺(主要用於有機、無機化學實驗);生物實驗臺(主要用於淨化無菌實驗,如簡易解剖臺、不鏽鋼操作臺等);
②按結構劃款式分為:MM(由鋼製支撐架、基箱、臺面、試劑架、連接件、輔件組成)MR(基箱、臺面、試劑架、連接件、輔件組成)。
③按用途可分為:中央實驗臺、邊臺實驗臺、洗滌實驗臺、試劑架、基箱、實驗凳。
基箱的分類:
基箱按材質可分為:鋼木製基箱、鋁木製基箱、全木製基箱。
按製作工藝分為:鋼製歐式基箱(即門面板與側板連接)、鋼製美式基箱(即門面板裝嵌在基箱內)。
按款式可分為:活動式基箱、落地式基箱、懸掛式基箱。其中活動式基箱、懸掛式基箱用於MM款。落地式基箱用於MR款。
臺面的分類:
在整個實驗室基礎裝備銷售中,臺面佔總報價1/3的份額,臺面的作用可見一斑。
① 按實驗臺的功能作用可分為:
化學實驗臺面:防強酸、強鹼、耐高溫;耐98%的濃硫酸;表面材質為酚醛樹脂板;
物理實驗臺面:防靜電、耐溫、抗滑、穩定強;耐28%的硫酸,表面材質為防火板;
生物實驗臺面:防水、防止細菌密度強;表面材質為不鏽鋼板。
② 按照臺面材質可分為貼面板和實芯板。
常用的幾種貼面板列表如下:
實芯板分為:環氧樹脂板、大理石(花崗巖)、陶瓷等。環氧樹脂是高分子材料,耐高溫(380℃),具有優良的抗化學腐蝕性能,可修復及復原;大理石一般用於高溫臺、天平臺等,耐高溫,但運輸過程中較容易損壞;陶瓷價格比較昂貴,在國內用得比較少。
承重性、穩定性、抗外幹擾、電控要求很高,氣體配送嚴格、安全、可靠、方便、易管理;承重:500Kg以上。主要用於儀器分析實驗室,如光譜、色譜、原子分析實驗室等。
產品主要有:標準儀器臺、光譜儀器臺、色譜儀器臺、顯微鏡臺、連體儀器臺、天平臺、電腦臺、高溫儀器臺、教學臺功能櫃部分:
分兩部分服務、儲存,重要功能部分涉及安全、環保問題;有全木和鋼木之分;試劑、藥劑、揮發性藥品、輻射性藥品、劇毒品、易燃培養等儲存功能基本分十三種:
(1)一般性能藥品櫃;
(2)揮發性藥品儲存櫃;
(3)染劑專用櫃;
(4)防輻射藥品櫃;
(5)易燃品儲存櫃(防火櫃);
(6)文件櫃(資料櫃);
(7)更衣櫃(剎菌更衣櫃);
(8)培養櫃;
(9)標本櫃;
(10)儀器櫃;
(11)純鹼櫃;
(12)硫酸櫃;
(13)無菌櫃。
(1)通風櫃;
(2)生物安全櫃;
(3)超淨工作檯;
(4)器皿清洗機(全自動)
(5)劇毒品安全儲存櫃;
(6)智能密集櫃;
(7)解剖臺;
(8)取材臺;
(9)感應功能櫃。
(10)揮發性藥品櫃;
供排水設計系統主要是為前期實驗室建築設計服務。為建築設計院提供實驗臺上下水水點。水嘴分為急流水嘴和緩流水嘴,單聯水嘴(MBs-016)為急流水嘴。一般搭配PP水槽(MBc-032)。雙聯水嘴(MBs-02)為緩流水嘴,一般搭配PP水槽(MBc-029)規格為。在默認情況下我們一般給客戶配置雙聯水嘴。三聯水嘴(MBc-01)為一急兩緩水嘴。一般搭配PP水槽(MBc-029)。大水槽(MBc-031)、通風櫃的杯槽(MBc-028)。
實驗室用電主要包括照明電和動力電兩大部分。動力電主要用於各類儀器設備用電、電梯、空調等的電力供應。實驗室供電系統也是實驗室最基本的條件之一。
電源插座有:10A、13A、16A、20A;漏電保護開關、過載保護開關等。電源插座應遠離水盆和煤氣、氫氣等噴嘴口,並不影響實驗臺儀器的放置和操作位置。線槽主要多功能鋼線槽(主要用於試劑架上)和PVC線槽配西班牙插座(主要用於邊臺和中央臺檯面上)。
實驗室用氣主要有:不燃氣體(氮氣、二氧化碳)、惰性氣體(氬氣、氦氣等)、易燃氣體(氫氣、一氧化碳);劇毒氣體(氟氣、氯氣);助燃氣體(氧氣)組成。除不燃氣體、惰性氣體外其它氣體不得進行實驗室。可以通過輸氣管接到各實驗室內。一般氣相室配置氦氣(He)、氮氣(N2)。氣質聯用室配置了氮氣、氫氣、氧氣。氫氣管線上的連接管件都要連接後焊接,嚴禁有洩漏的可能。
所有的管線在安裝完畢後一定要做氣密性實驗,並在使用前要先除油。由於管道細小,管間距小,安裝過程中可依據現場情況進行調整,保證間距不小於45mm,氣瓶裝瓶時,易燃易爆與惰性氣體同櫃,杜絕兩種易燃氣體同瓶裝一櫃。
實驗室內往往存在許多不利於人體健康的化學物質汙染源,特別是有害氣體,將其排除非常重要。但與此同時,能源往往會被大量的消耗,因而實驗室的通風控制系統的要求漸高,從早期CV(定風量),2-State(雙穩態式),VAV(變風量)系統,到最新的適應性控制系統——既安全,又要符合節約能源的需要。
總之,實驗室的最新觀念就是將整個實驗室當作是一臺排煙櫃,如何有效的控制各種進排氣,達到既安全又經濟的效果是至關重要的。實驗室常用排風設備主要有:通風櫃、原子吸收罩、萬向排氣罩、吸頂式排氣罩、臺上式排氣罩等。其中通風櫃最為常見。
通風櫃是安全處理有害、有毒氣體或蒸汽的通風設備,作用是用來捕捉、密封和轉移汙染物以及有害化學氣體,防止逃逸到實驗室內,這樣通過吸入工作區域的汙染物,使其遠離操作者,來達到吸入接觸的最小化。通風櫃內的氣流是通過排風機將實驗室內的空氣吸進通風櫃,將通風櫃內汙染的氣體稀釋並通過排風系統排到戶外後,可以達到低濃度擴散;
原子吸收罩主要適用於各類大型精密儀器,要求定位安裝,有設定的通風性能參數,也是整體實驗室規劃中必須考慮的因素之一;
排氣罩主要適用於化學實驗室,在解決這類實驗室的整體通風要求中,它是必不可少的裝備之一。
軸流風機適用於風壓小、適用於管路短的通風系統(一般10米以內,否則易造成抽不動);離心風機適用於管路長的通風系統(一般10m以外,否則易造成噪音大)。
風機的材質:一般分為玻璃鋼、PP、PVC、鐵皮等,其中玻璃鋼較多。風機的型號的選擇,是根據風量和風壓來選擇的。
根據面風速來確定排風量(面風速的一般取值為:0.3~0.5 m/s)
計算公式:G=S•V•h•μ=L•H•V•3600•μ
其中 G:排風量、
S:操作窗開啟面積、
V:面風速、h: 時間(1小時)、
L: 通風櫃長度、
H: 操作窗開啟高度、
μ: 安全係數(1.1~1.2)
例:1200L的通風櫃其排風量計算如下:
G=1.2*0.75/2*0.8*3600*1.2=1555 m3/h
經驗值:1200L通風櫃排風量一般為1500 m3/h
1500L的通風櫃排風量一般為1800 m3/h
1800L的通風櫃排風量一般為2000 m3/h
註:中央臺上用排風罩排風量的計算方法同通風櫃排風量的計算方法
根據罩口風速來確定排風量(罩口風速的一般取值:1~2 m3/h)
計算公式:G=πR²•V•3600•μ
其中 G:排風量、
R:罩口半徑、
V:罩口風速、
μ:安全係數(1.1~1.2)
經驗值:一般情況下原子吸收罩的排風量在500~600 m3/h。
計算公式:G=V•n•h=L•W•H•n•h
其中G:排風量;
V:房間體積;
n:換氣次數;(一般取8~12次)
h:時間;(1小時)
管線沿程阻力約5Pa/米,彎頭阻力為10~30 Pa/個,三通阻力為30~50 Pa/個。
註:所有阻力之和乘以安全係數(1.1~1.2)即為風壓值。
註:一般情況下國家標準的風管風速取值範圍為V=6~8m/s (公司計算標準的風管風速取值範圍為V=8~12m/s)
計算公式:G=S•V•3600=πR²•V•3600→R=[G/(π•V•3600)]½
其中 G:排風量(根據上述計算得出)
R:風管半徑
V:風管風速
註:矩形風管的尺寸有如下幾種固定尺寸:120、150、200、250、300、400、500、630、800、1000、1200、1400、1600、1800 (如需由圓形管變為矩形管,設計原則是面積相等)
實驗室籌建設計依據標準
1、 GB 50168-2006電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規範
2、 GB 50169-2006電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規範
3、 GB 50170-2006電氣裝置安裝工程旋轉電機施工及驗收規範
4、 GB 50401-2007消防通信指揮系統施工及驗收規範
5、 GB 50370-2005氣體滅火系統設計規範
6、 GB 8978-1996 汙水綜合排放標準
7、 GB 10070-1988 城市區域環境振動標準
8、 GB 18466-2001 醫療機構汙水排放要求
9、 HJ 616-2011 建設項目環境影響技術評估導則
10、GB 3095-1996 環境空氣品質標準
11、GB 9137-1998 保護農作物的大氣汙染物最高允許濃度
12、GB 16895.12-2001 建築物電氣裝置
13、GB 50003-2001 砌體結構設計規範
14、GB 50005-2003 木結構設計規範
15、GB 50009-2001 建築結構荷載規範
16、GB 50010-2002 混凝土結構設計規範
17、GB 50015-2003 建築給水排水設計規範
18、GB 50017-2003 鋼結構設計規範
19、GB 50034-2004 建築照明設計標準
20、GB 50068-2001 建築結構可靠度設計統一標準
21、GB 50069-2002 給誰排水工程構築物結構設計規範
22、GB 50093-2002 自動化儀表工程施工及驗收規範
23、GB 50189-2005 公共建築節能設計標準
24、GB 50204-2002 混凝土結構工程施工質量驗收規範
25、GB 50205-2001 鋼結構工程施工質量驗收規範
26、GB 50206-2002 木結構工程施工質量驗收規範
27、GB 50207-2002 屋面工程質量驗收規範
28、GB 50208-2002 地下防水工程質量驗收規範
29、GB 50209-2002 建築地面工程施工質量驗收規範
30、GB 50210-2001 建築裝飾裝修工程質量驗收規範
31、GB 50243-2002 通風與空調工程施工質量驗收規範
32、GB 50261-2005 自動噴水滅火系統施工及驗收規範
33、GB 50292-1999 民用建築可靠性鑑定標準
34、GB 50303-2002 建築電氣工程施工質量驗收規範
35、GB 50319-2000 建設工程監理規範
36、GB 50327-2001 住宅裝飾裝修工程施工規範
37、GB 50332-2002 給水排水工程管道結構設計規範
38、GB 50333-2002 醫院潔淨手術部建築設計規範
39、GB 50336-2002 建築中水設計規範
40、GB 50337-2003 城市環境衛生設施規劃規範
41、GB 50338-2003 固定消防炮滅火系統設計規範
42、GB 50339-2003 智能建築工程質量驗收規範
43、GB 50343-2004 建築物電子信息系統防雷技術規範
44、GB 50346-2004 生物安全實驗室建築技術規範
45、GB 50347-2004 乾粉滅火系統設計規範
46、GB 50352-2005 民用建築設計通則
47、GBT 50103-2001 總圖製圖標準
48、GBT 50033-2001 建築採光設計標準
49、GBT 50104-2001 建築製圖標準
50、GBT 50106-2001 給水排水製圖標準
51、GBT 50114-2010 暖通空調製圖標準
52、GBT 50311-2000 建築與建築群綜合布線系統工程設計規範
53、GBT 50312-2000 建築與建築群綜合布線系統工程驗收規範
54、GBT 50344-2004 建築結構檢測技術標準
55、GBT 50349-2005 建築給水聚丙烯管道工程技術規範
56、GBT 50353-2005 建築工程建築面積計算規範
57、GBT 50358-2005 建設項目工程總承包管理規範
58、JGJ 141-2004 J363-2004 通風管道技術規程
59、jgj73-91 建築裝飾工程施工及驗收規範
60、jgj91-93 科學實驗室建築設計規範
高水平的實驗室是培養創新人才的重要陣地,是科技創新的重要場所。為了營造一個良好的實驗室環境,保障實驗室人員的身心健康,實驗室設計與建設當中要注意哪些問題呢? 中國實驗室建設在世界上處於什麼樣的地位?
同時隨著現代化實驗室建設水平的提高,各種術不斷應用到設計建設中,現代化實驗室的在布局和各種功能(供排水系統、供暖通風系統、電控系統、特殊氣體配送系統、有害氣體輸出系統)上都有哪些新亮點、新技術、新應用。
為此,實驗與分析平臺特別邀請到了中國建築科學研究院 淨化工程檢測部主任 曹國慶老師、山東沃柏斯實驗室工程有限公司 暖通工程師 鄭麗納老師和普蘭德(上海)貿易有限公司 產品工程師 王昭勍老師,為大家分享實驗室設計建設的關鍵點、裝配式新技術、模塊化方案和真空供應系統的應用。
專題課程:實驗室設計建設專題公開課
課程時間:2020年7月9日 下午2:00-5:00
課程形式:線上直播
課堂規模:限500人!
學習對象:限實驗室終端用戶
【課程安排】
時間
主題
主講人
14:00-15:00
實驗室的可持續發展:裝配式新技術的設計與應用
中國建築科學研究院 淨化工程檢測部主任 曹國慶
15:00-16:00
實驗室建設要點及模塊化建設方案
山東沃柏斯實驗室工程有限公司 暖通工程師 鄭麗納
16:00-17:00
實驗室真空供應的選擇-局域真空網絡VACUU·LAN
普蘭德(上海)貿易有限公司 產品工程師 王昭勍
註:各位老師的內容可能會有細微調整,以當天內容為準。
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(內容來源:京城明馳 由小析姐 整理編輯)
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