化學實驗過程中,經常會產生各種難聞、有腐蝕性、有毒或易燃易爆的氣體,這些有害氣體如不及時排出室外,就會造成室內空氣汙染,影響實驗人員的健康與安全,影響儀器設備的精度和使用壽命,因此實驗室必須具備良好的通風條件。實驗室的廢氣排除是化學實驗室設計中不可缺少的重要組成部分,設計時應考慮全面淨化實驗室內外的空氣品質,以保障實驗室工作人員享有健康的工作環境。
根據實驗大樓的實驗流程,先設計出完美的實驗室平面布局;由平面布局結合整棟實驗大樓給排水、供電、供氣作出相應設計,且充分考慮管內空氣流通對室內噪聲的影響,確定最佳管路;再根據現場施工要求,結合管路特性選擇與之配套的風機。
喜格在設計時還要充分考慮降噪要求,採用先進的變頻技術對風機進行調速,使風量可調。化學實驗過程中會產生不同程度的有害氣體,且瞬間濃度高,故宜採用桌式通風系統及時排出有害氣體。
對於有機實驗室等產生有害氣體量大的實驗室,則需採用桌面排風和頂部排風相結合的方式排出有害氣體。作為實驗演示用的通風櫥,一般設置在實驗室前牆的一端。學生實驗用的通風櫥可設置在實驗室後牆的位置或靠近內縱牆設置,每室數量以3~5個為宜。供教師預做實驗或進行科研用的通風櫥應設置在準備室的牆角。實驗室內還應設置排氣風扇,以便及時排除室內汙染的空氣。
有些化學氣體比空氣密度大,易積存於房間的下部;有些密度較小的氣體易浮於房間的上部,因此排風扇應在窗臺下部及窗口上部分別設置。
實驗室水、電配置
實驗室的配置應滿足實驗教學要求,在四大基礎化學實驗室(有機、無機、分析、物化實驗室)中,以有機實驗室的用水要求最高,因此入水管設計應比其他實驗室大1倍以上。每張實驗臺的兩邊應配置3~4個多用插座,並設置漏電保護開關。洗滌槽一般布置在中央實驗臺兩側及邊臺上。有機實驗室的每個中央實驗臺還要配置2~3個水抽濾器,以作真空蒸餾實驗用。每張中央臺有獨立水控制開關,排水管道尺寸要足夠大,以防堵塞。
根據化學學科的特點,化學實驗室及其一些輔助房間(如準備室、儀器室等)對電的要求不盡相同,但都離不開電,電的配置還應考慮大功率實驗儀器(如電烘箱等)的使用,因此380V和220V電壓的電線須同時布設,並設置總電源控制開關,以便當實驗室內無人時,能確保切斷室內電源。烘箱、恆溫箱、空調等,可直接連在總電源上。有的用電設備(如電冰箱等)在實驗停止後仍需運轉,應接專用供電電源,這樣不至於因切斷實驗室的總電源而影響其工作。室內實驗臺、通風櫃及烘箱等用電設備的電纜應進行預埋鋪設。由於化學實驗室酸、鹼腐蝕性物質的影響,配電導線以採用銅芯導線較為合適。敷設時最好以穿管暗敷設的方式進行,因為暗敷設不僅可以保護導線,而且可使室內整潔,不易積塵。大型精密儀器對電壓的穩定性、安全性要求較高,故應設置專用地線。
實驗室消防系統
化學實驗室應根據消防要求設置消防給水系統。消火栓應布置在經常有人出入和較明顯的地方,如門廳、樓梯處、走廊等,消火栓和消防管道一般都採用明裝。實驗室內應有消防沙箱、泡沫滅火器、氣體滅火器等輔助滅火工具。大型精密儀器室內不宜配用沙箱、泡沫滅火器,只能配氣體滅火器。
實驗室「三廢處理」
實驗室的「三廢」主要指廢液、廢氣、廢水。廢液是指廢棄的有機溶劑等,廢氣是指有機化合物的蒸汽、酸氣等。實驗室汙水含有各種化學物質,未經處理直接排入下水管道會造成周圍環境的汙染,這樣不僅對人體有害,而且還會給附近地區的工農業生產和養魚業造成很大損失。
喜格實驗室建設設計考慮建立廢水處理系統、有機溶劑回收系統、廢氣無害化處理系統。由處理系統先將含有不同無機物的廢水進行分類沉降,過濾除去絕大部分無機物,再進行氧化吸附等無害化處理。處理系統還要能對不同種類的有機溶劑進行分餾,回收再利用,無再利用價值的廢液再進行氧化處理。為防止廢氣汙染環境,應在廢氣排放口採用相應的淨化措施。例如:在通風系統的末端,利用先進的納米半導體光催化及臭氧氧化技術將廢氣淨化處理。