建设现代化的实验室,首先要制定和提出实验室的总体规划,确定实验室建设项目的性质、目的、任务、依据和规模,确定各类实验室功能和工艺条件以及规模大小;同时要做好建筑设计的某些准备工作,调查研究,吸纳国内外同种性质、同等规模实验室建设的经验,作为借鉴,根据实验室的工艺条件及相关资料,编制好计划任务书;然后在各方面工作准备就绪后,做好实验室建筑设计工作,综合建筑设计各专业的基本要求,结合实际,符合规划要求,绘制出富有时代感、先进的实验室建筑蓝图,为实验室施工建设提供可靠的依据。
实验室建设规划的主要内容
(1)建设单位:如某某研究所、某某学院或某某工厂。
(2)建设项目:如某某实验楼或某某研究楼。
(3)建设性质:新建、扩建或改建。
(4)建设地点及用地、工程项目的具体位置,
(5)公害处理、对废气、废水、废物、噪声、辐射、振动等的技术处理措施。
实验室建筑设计的准备工作
(1)总体布局中的各栋建筑物的相互关系以及生活区采用什么方式解决;
(2)各类实验楼的工艺布局及工艺流程;
(3)平面组合的几种可能性,建设实验楼的层数;
(4)选择合适的摸数(包括开间、进深、层高以及走道尺寸);
(5)主要仪器设备的布置方式以及实验台、通风柜等的位置;
(6)实验室与研究室之间的布局形式,辅助实验室与实验室之间的布局;
(7)工程管网的布置原则(如明管或暗管,垂直管网或水平管网);
(8)灵活性的要求;
(9)环境保护,公害处理方面的详细技术措施。
实验室建筑设计的基本程序
实验室建筑设计工作一般分为初步设计和施工图设计两个阶段,对于大型实验室工程设计在初步设计之前应进行方案设计,小型建筑工程设计可以用方案设计代替初步设计。
2 建筑设计的基本要求
要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,实验室的建设也是一个非常重要的物质条件。实验室建筑设计的基本要求是建筑设计的前提和依据,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,现将建筑设计的基本要求分述如下。
实验室名称
(1)房间名称:根据实验室功能设置不同的实验室,如化学分析实验室、仪器分析实验室、光谱实验室、X-射线荧光光谱实验室、天平室及纯水室等。
(2)需要房屋间数:同一类的房间需要几间。
(3)每间房屋使用面积:房间面积大小与建筑模数有关,采用何种模数及何种结构形式比较符合实际,计算实验室的使用面积。
建筑要求
(1)房间位置要求:
底层:设备重量较大或要求防震,则可设置在底层。
朝北:有些辅助房间或实验本身要求朝北。
朝南:各实验室都有自己的要求。
楼层:有的实验室要求洁净、安静,应尽量放在高层。
(2)室内尺寸要求:如实验室要求空气调节系统必须吊顶,则层高就相应地要增加。有些实验室是属于特殊类型的,则采用单独的尺寸。
(3)房间要求:指实验室本身的要求。
有的要求一般清洁。
有的要求洁净,进行实验时要求房间内空气达到一定的洁净要求。
耐火:大多数实验室要求耐火。
安静:如消音室、录音室等。
(4)门要求:实验室的门有各种要求。
内开:门向房间内开。
外开:主要设置在有爆炸危险的房间内。
个别要求:双向弹簧,有的要求单向弹簧或推拉门。
隔声:有的实验室要求安静,要求设置隔声门。
保温:如冷藏室要求采用保温门。
屏蔽:防止电磁场的干扰而设置屏蔽门。
自动门:大门口要求自动门。
(5)窗要求:实验室的窗有各种要求。
开启:指向外开启的窗扇。
固定:有洁净要求的实验室采用固定窗,避免灰尘进入室内。
部分开启:在一般情况下窗扇是关闭的,用空气调节系统进行换气,当检修、停电时,则可以开启部分窗扇进行自然通风。
双层窗:在寒冷地区或空调要求的房间采用。
遮阳:根据实验室的要求而定,有时需要水平遮阳,有时须用垂直遮阳。
有的可用百叶窗。
密闭:窗扇可以开启,但又要防止灰尘从窗缝进入,故采用密闭窗。
屏蔽窗。
隔声窗。
(6)墙面要求:根据实验室的要求各有不同。
一般要求如下:
可以冲洗:有的墙面要求清洁,可以冲洗。
墙裙高度:离地面1.2-1.5米左右的墙面做墙裙,便于清洁,如瓷砖墙裙、油漆墙裙等。
隔热:冷藏室墙面要求隔热。
耐酸碱:有的实验室在实验时有酸碱气体逸出,要求设计耐酸碱的油漆墙面。
吸声:实验时产生躁声,影响周围环境,墙面要做吸声材料。
消音:实验时避免声音反射或外界的声音对实验有影响,墙面要进行消音设计。
屏蔽:外界各种电磁波对实验室内部实验有影响,或实验室内部发出各种电磁波对外界有影响。
色彩:根据实验的要求和舒适的室内环境选用墙面色彩,墙面色彩的选用应该与地面、平顶、实验台等的色彩取得协调。
(7)楼地面要求
一般要求如下:
清洁;
防雨:实验本身所产生的震动,要求设置防震措施以免影响其他房间;另一种是实验本身或精密仪器本身所提出的防震要求;
防滑;
防放射性沾染;
防静电;
干燥;
隔声;
架空:由于管线太多或架空的空间作为静压箱,设置架空地板,并提出架空高度。
(8)顶棚要求
不吊顶:一般实验室大多数不吊顶。
吊顶:在实验室的顶板下再吊顶,一般用于要求较高的实验室。
(9)通风柜:化学实验室常利用通风柜进行各种化学试验,根据实验要求提出通风柜的长度、宽度和高度。
实验台:实验台分岛式实验台(实验台四边可用)、半岛式实验台(实验台三边可用),靠墙实验台和靠窗实验台(很少用)。要求实验台的长、宽、高的尺寸。
固定壁柜:一般设置在墙与墙之间,不能移动的柜子。
结构要求
活荷载是作用在结构上的可变荷载,各楼面活荷载、屋面活荷载、屋面积灰荷载、雪荷载及风荷载等。
(1)地面荷载:指底层地面荷载,即每平方米的面积内平均有多少千克的物体。
(2)楼面荷载:指2层及2层以上的各层楼面活荷载。
(3)屋面荷载:屋面上是否上人,雪荷载有多少等。
(4)特殊设备附加荷载:有的实验室内有特殊重的设备,如质谱仪、纯水设备等,须注明设备的重量、规格以及标明设备轴心线距离墙的尺寸。
(5)防护墙:有y射线的实验装置的建筑物根据各种不同实验的要求、防护材料的选择以及厚度的选用均应该仔细地考虑。
(6)抗震要求。
采暖通风
(1)蒸汽系统:采用蒸汽供暖的系统。
(2)热水系统:采用热水供暖系统。
(3)温度:房间采暖的温度要求。
气体管道
气体管道分为(蒸汽、氧气、真空、压缩空气及城市燃气等)
给排水
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。
电气
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:电线采用暗装形式的
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。
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,Z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
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