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分析實驗室建設(shè)的總體規(guī)劃與基本要求

   實驗室的建設(shè)，不論是新建、擴建或改建項目，它不單純是選購合理的儀器設(shè)備，還要綜合考慮實驗室的總體規(guī)劃，合理布局和平面設(shè)計，以及供電、供水、供氣、通風、空氣凈化、安全措施、環(huán)境保護等基礎(chǔ)設(shè)施和基本條件，因此實驗室的建設(shè)是一次復(fù)雜的系統(tǒng)工程。在現(xiàn)代化的實驗室里，的科學(xué)儀器和完善的實驗室是提升現(xiàn)代科技水平，促進科研成果增長的條件?！耙匀藶楸尽薄ⅰ叭伺c環(huán)境”已成為人們高度關(guān)注的課題。安全、效率、舒適是理想實驗環(huán)境的三大要素，也是實驗室建設(shè)的宗旨。
1.1實驗室的建設(shè)規(guī)劃和基本程序
建設(shè)現(xiàn)代化的實驗室，首先要制定和提出實驗室的總體規(guī)劃，確定實驗室建設(shè)項目的性質(zhì)、目的、任務(wù)、依據(jù)和規(guī)模，確定各類實驗室功能和工藝條件以及規(guī)模大??；同時要做好建筑設(shè)計的某些準備工作，調(diào)查研究，吸納國內(nèi)外同種性質(zhì)、同等規(guī)模實驗室建設(shè)的經(jīng)驗，作為借鑒，根據(jù)實驗室的工藝條件及相關(guān)資料，編制好計劃任務(wù)書；然后在各方面工作準備就緒后，做好實驗室建筑設(shè)計工作，綜合建筑設(shè)計各專業(yè)的基本要求，結(jié)合實際，符合規(guī)劃要求，繪制出富有時代感、的實驗室建筑藍圖，為實驗室施工建設(shè)提供可靠的依據(jù)。
1.11實驗室建設(shè)規(guī)劃的主要內(nèi)容如下。
（1）建設(shè)單位：如某某研究所、某某學(xué)院或某某工廠。
（2）建設(shè)項目：如某某實驗樓或某某研究樓。
（3）建設(shè)性質(zhì)：新建、擴建或改建。
（4）建設(shè)地點及用地、工程項目的具體位置，
（5）公害處理、對廢氣、廢水、廢物、噪聲、輻射、振動等的技術(shù)處理措施。

1.1.2實驗室建筑設(shè)計的準備工作

（1）總體布局中的各棟建筑物的相互關(guān)系以及生活區(qū)采用什么方式解決；
（2）各類實驗樓的工藝布局及工藝流程；
（3）平面組合的幾種可能性，建設(shè)實驗樓的層數(shù)；
（4）選擇合適的摸數(shù)（包括開間、進深、層高以及走道尺寸）；
（5）主要儀器設(shè)備的布置方式以及實驗臺、通風柜等的位置；
（6）實驗室與研究室之間的布局形式，輔助實驗室與實驗室之間的布局；
（7）工程管網(wǎng)的布置原則（如明管或暗管，垂直管網(wǎng)或水平管網(wǎng)）；
（8）靈活性的要求；
（9）環(huán)境保護，公害處理方面的詳細技術(shù)措施。

1.1.2.2 同有關(guān)單位進行聯(lián)系和配合
 施工單位是基本建設(shè)的主要生產(chǎn)單位，設(shè)計應(yīng)該為施工方便創(chuàng)造條件，在設(shè)計全過程中必須同施工單位配合。

1.1.2.3 收集有關(guān)資料：當?shù)氐臍庀蟆⑺?、地質(zhì)資料、電源、水源、排水及其他公用設(shè)施管道情況、地區(qū)工業(yè)情況、有無有害氣體、爆炸和噪聲等、地震的詳細情況。

1.1.3 實驗室建筑設(shè)計的基本程序；實驗室建筑設(shè)計工作一般分為初步設(shè)計和施工圖設(shè)計兩個階段，對于大型實驗室工程設(shè)計在初步設(shè)計之前應(yīng)進行方案設(shè)計，小型建筑工程設(shè)計可以用方案設(shè)計代替初步設(shè)計。

 （1）方案設(shè)計：根據(jù)實驗室建設(shè)的任務(wù)及基本要求，在前期準備工作的基礎(chǔ)上進行建筑方案設(shè)計，一般要求設(shè)計方案滿足實驗室的功能，在外觀上要求有時代感，符合城市建設(shè)規(guī)劃。設(shè)計方案經(jīng)過專家論證、審核、比較，提出一個實施方案或兼顧幾個方案的優(yōu)點進一步做出修改而獲得較為滿意的設(shè)計方案。
 （2）初步設(shè)計：在方案設(shè)計的基礎(chǔ)上進一步進行設(shè)計的具體實施方案，是進行施工圖設(shè)計的主要依據(jù)。其內(nèi)容主要包括；設(shè)計依據(jù)、設(shè)計構(gòu)思、總平面圖、主要建筑工程項目的方案設(shè)計、主要材料用量、工藝設(shè)計、主要設(shè)備造型、三廢處理、生活組織與勞動定員、有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟指標、抗震人防、建設(shè)順序與期限及總概算等。
 （3）施工圖設(shè)計： 根據(jù)已批準的初步設(shè)計文件，詳細給出各有關(guān)專業(yè)工程的尺寸、細部做法等指導(dǎo)現(xiàn)場施工安裝、安排材料設(shè)備，并據(jù)此做出詳細預(yù)算最后階段的設(shè)計工作。其主要內(nèi)容包括：總平面、建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、電氣、采暖通風及其他有關(guān)的專業(yè)設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計；精確詳細地交代它們的位置凈距、坐標、標高、構(gòu)造形式、節(jié)點祥圖、用料做法、尺寸、坡向、材質(zhì)型號、設(shè)備規(guī)格或選用的標準圖紙構(gòu)件祥圖索引號、施工安裝的技術(shù)要求和特殊部位的檢驗方法等。

1.2 實驗室建筑設(shè)計的基本要求

要建設(shè)一個現(xiàn)代化的實驗室，使其能更好地為生產(chǎn)、科研、教學(xué)服務(wù)，除了的科學(xué)儀器和完善的實驗設(shè)備是提升科技水平，促進科研成果的條件以外，實驗室的建設(shè)也是一個非常重要的物質(zhì)條件。實驗室建筑設(shè)計的基本要求是建筑設(shè)計的前提和依據(jù)，在建設(shè)單位委托設(shè)計單位進行設(shè)計時，必須由各實驗室或研究室人員共同參加研究，反復(fù)討論，確定各實驗室方案，現(xiàn)將建筑設(shè)計的基本要求分述如下。

1.1.1實驗室名稱
（1）房間名稱：根據(jù)實驗室功能設(shè)置不同的實驗室，如化學(xué)分析實驗室、儀器分析實驗室、光譜實驗室、X-射線熒光光譜實驗室、天平室及純水室等。
（2）需要房屋間數(shù)：同一類的房間需要幾間。
（3）每間房屋使用面積：房間面積大小與建筑模數(shù)有關(guān)，采用何種模數(shù)及何種結(jié)構(gòu)形式比較符合實際，計算實驗室的使用面積。

1.2.2 建筑要求

（1）房間位置要求：
底層：設(shè)備重量較大或要求防震，則可設(shè)置在底層。
朝北：有些輔助房間或?qū)嶒灡旧硪蟪薄?br>朝南：各實驗室都有自己的要求。
樓層：有的實驗室要求潔凈、安靜，應(yīng)盡量放在高層。
（2）室內(nèi)尺寸要求：如實驗室要求空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)必須吊頂，則層高就相應(yīng)地要增加。有些實驗室是屬于特殊類型的，則采用單獨的尺寸。
（3）房間要求：指實驗室本身的要求。
有的要求一般清潔。
有的要求潔凈，進行實驗時要求房間內(nèi)空氣達到一定的潔凈要求。
耐火：大多數(shù)實驗室要求耐火。
安靜：如消音室、錄音室等。
（4）門要求：實驗室的門有各種要求。
內(nèi)開：門向房間內(nèi)開。
外開：主要設(shè)置在有爆炸危險的房間內(nèi)。
個別要求：雙向彈簧，有的要求單向彈簧或推拉門。
隔聲：有的實驗室要求安靜，要求設(shè)置隔聲門。
保溫：如冷藏室要求采用保溫門。
屏蔽：防止電磁場的干擾而設(shè)置屏蔽門。
自動門：大門口要求自動門。

（5）窗要求：實驗室的窗有各種要求。
 開啟：指向外開啟的窗扇。
 固定：有潔凈要求的實驗室采用固定窗，避免灰塵進入室內(nèi)。
 部分開啟：在一般情況下窗扇是關(guān)閉的，用空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)進行換氣，當檢修、停電時，則可以開啟部分窗扇進行自然通風。
 雙層窗：在寒冷地區(qū)或空調(diào)要求的房間采用。
 遮陽：根據(jù)實驗室的要求而定，有時需要水平遮陽，有時須用垂直遮陽。
 有的可用百葉窗。
 密閉：窗扇可以開啟，但又要防止灰塵從窗縫進入，故采用密閉窗。
 屏蔽窗。
 隔聲窗。
（6）墻面要求：根據(jù)實驗室的要求各有不同。
 一般要求
 可以沖洗：有的墻面要求清潔，可以沖洗。
 墻裙高度：離地面1.2-1.5米左右的墻面做墻裙，便于清潔，如瓷磚墻裙、油漆墻裙等。
 隔熱：冷藏室墻面要求隔熱。
 耐酸堿：有的實驗室在實驗時有酸堿氣體逸出，要求設(shè)計耐酸堿的油漆墻面。
 吸聲：實驗時產(chǎn)生躁聲，影響周圍環(huán)境，墻面要做吸聲材料。
 消音：實驗時避免聲音反射或外界的聲音對實驗有影響，墻面要進行消音設(shè)計。
 屏蔽：外界各種電磁波對實驗室內(nèi)部實驗有影響，或?qū)嶒炇覂?nèi)部發(fā)出各種電磁波對外界有影響。
 色彩：根據(jù)實驗的要求和舒適的室內(nèi)環(huán)境選用墻面色彩，墻面色彩的選用應(yīng)該與地面、平頂、實驗臺等的色彩取得協(xié)調(diào)。
（7）樓地面要求
 一般要求;
 清潔;
 防雨：實驗本身所產(chǎn)生的震動，要求設(shè)置防震措施以免影響其他房間；另一種是實驗本身或精密儀器本身所提出的防震要求;
 防滑;
 防放射性沾染;
 防靜電;
 干燥;
 隔聲;
 架空：由于管線太多或架空的空間作為靜壓箱，設(shè)置架空地板，并提出架空高度。
（8）頂棚要求
 不吊頂：一般實驗室大多數(shù)不吊頂。
 吊頂：在實驗室的頂板下再吊頂，一般用于要求較高的實驗室。
 （9）通風柜：化學(xué)實驗室常利用通風柜進行各種化學(xué)試驗，根據(jù)實驗要求提出通風柜的長度、寬度和高度。
 實驗臺：實驗臺分島式實驗臺（實驗臺四邊可用）、半島式實驗臺（實驗臺三邊可用），靠墻實驗臺和靠窗實驗臺（很少用）。要求實驗臺的長、寬、高的尺寸。
 固定壁柜：一般設(shè)置在墻與墻之間，不能移動的柜子。

1.2.3 結(jié)構(gòu)要求：活荷載是作用在結(jié)構(gòu)上的可變荷載，各樓面活荷載、屋面活荷載、屋面積灰荷載、雪荷載及風荷載等。
 （1）地面荷載：指底層地面荷載，即每平方米的面積內(nèi)平均有多少千克的物體。
 （2）樓面荷載：指2層及2層以上的各層樓面活荷載。
 （3）屋面荷載：屋面上是否上人，雪荷載有多少等。
 （4）特殊設(shè)備附加荷載：有的實驗室內(nèi)有特殊重的設(shè)備，如質(zhì)譜儀、純水設(shè)備等，須注明設(shè)備的重量、規(guī)格以及標明設(shè)備軸心線距離墻的尺寸。
 （5）防護墻：有y射線的實驗裝置的建筑物根據(jù)各種不同實驗的要求、防護材料的選擇以及厚度的選用均應(yīng)該仔細地考慮。
 （6）抗震要求。
1.2.4  采暖通風：
 (1)蒸汽系統(tǒng)：采用蒸汽供暖的系統(tǒng)。
 (2)熱水系統(tǒng)：采用熱水供暖系統(tǒng)。
 (3)溫度：房間采暖的溫度要求。

 通風：
 （1）自然通風：即不設(shè)置機械通風系統(tǒng)（2）單排風：靠機械排風（3）局部排風：如某一實驗產(chǎn)生有害氣體或氣味等需要局部排風。在有機械排風要求時，能提出每小時放氣次數(shù)。
空調(diào)：有些實驗室要求恒溫恒濕，采用空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以保證實驗室內(nèi)的溫度和濕度。提出溫度及允許溫差：相對濕度及允許濕度偏差。

  潔凈要求：

 有些實驗室的空氣要求保持一定的潔凈度時，則需要提出潔凈等級。
 通風柜及其它設(shè)備通風：有自然排風、機械排風和有過濾裝置的排風等，根據(jù)需要，加以選擇。
1.2.5 氣體管道：氣體管道分為（蒸汽、氧氣、真空、壓縮空氣及城市燃氣等。）
1.2.6 給排水：冷水：即城市中的自來水或采用地下水。
熱水：根據(jù)實驗要求提出全部實驗室采用，還是局部實驗室采用。還是采用快速加熱器來解決熱水供應(yīng)。
去離子水。
冷熱水分開：系指水龍頭要求。
冷熱水混合：系指水龍頭要求。

屋頂水箱：有些實驗要求較高，要有一定的水壓，有的城市水壓不夠，要設(shè)置水箱。
排水：（1）排水溫度。（2）排水中有酸，濃度及數(shù)量。（3）排水中有堿，濃度及數(shù)量。（4）排水中有放射性物質(zhì)，有多少種放射性物質(zhì)，濃度多少。（5）設(shè)置地漏，地漏是實驗室的地面上設(shè)置的一個排水口，也可不設(shè)置地漏。

1.2.7電氣：

 照明（1）日光燈（2）安全照明（3）要求工作面上有多少照明（勒克斯）（4）事故照明系指萬一發(fā)生危險情況時需要事故照明（5）明線：電線采用外露形式的。（6）暗線：電線采用暗裝形式的
強電：（1）工藝設(shè)備用電量(kw)，按每臺設(shè)備的容量提出數(shù)據(jù)（2）供電電壓（v）要求電壓是多少（3）單項插座（A）要求插座的安培是多少（4）三項插座（A）要求插座的安培是多少（5）特殊設(shè)備；電幕、電梯、傳送帶的用電要求（6）供電路數(shù)：根據(jù)實驗樓的重要性，提出供電要求（指不能停電、要求電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定等）
弱電：（1）裝設(shè)電話分機（2）裝設(shè)程控電話（3）裝設(shè)電鐘插座（4）裝設(shè)閉路電視系統(tǒng)（5）廣播
防雷：建設(shè)地點的防雷情況要調(diào)查清楚，提出防雷要求。

1.2. 8實驗室公害：指實驗過程中產(chǎn)生的公害。

（1）噪聲：實驗時產(chǎn)生噪聲，分貝是多少（2）振動：屬于低頻、中頻或高頻（3）臭味：化學(xué)實驗室會產(chǎn)生臭味，有哪些臭味（4）輻射：實驗時產(chǎn)生a,b,y射線等（5）磁場（6）灰塵（7）細菌（8）蒸汽（9）有害廢氣，實驗時產(chǎn)生哪些廢氣，包括種類及數(shù)量

1.3實驗室建筑的組成及總體布局

1.3. 1建筑規(guī)劃要求：
 根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求，結(jié)合地形進行總體設(shè)計。在設(shè)計之前，要對各建筑物的用途和功能進行分析。對于化學(xué)分析實驗室，一般應(yīng)布置在下風方向及下游地段，保持一定的間距和良好的通風，應(yīng)有綠化隔離，搞好排污和排毒處理，做好環(huán)境綜合評估和治理。對于儀器分析實驗室，一般要求良好的環(huán)境。有防振防噪聲要求的實驗室要遠離振源和噪聲源；有屏蔽要求的實驗室要遠離電磁波的干擾源；要求超凈的高純實驗室要規(guī)劃在粉塵少、綠化好的地段。

1.3.2 實驗室建筑的組成；實驗室建筑物一般按其用途分為四類。

（1）實驗研究類：是分析檢測實驗建筑的核心，包括各類通用實驗室和專用實驗室以及研究室、計算機房和計量室等。
（2）輔助建筑類：包括圖書情報資料室、學(xué)術(shù)活動室及電化教室等。
（3）公用設(shè)施類：包括水、電、氣、油、制冷、空調(diào)、低溫及熱力系統(tǒng)、通信、消防、三廢處理、各類器材倉庫等用房。
（4）行政及生活服務(wù)類：以上四類建筑之間的關(guān)系都是很密切的，后三類建筑為類建筑服務(wù)，而他們之間又有相互聯(lián)系。這些建筑規(guī)劃面積分配一般為：科研用房30%~69%，科研輔助用房5%~31%，公用設(shè)施用房5%~18%，行政及生活服務(wù)用房10%~29%。

1.4. 3實驗室建筑總體布局：在總體設(shè)計中，首先要研究的問題是采用集中配置形式還是采用分散配置形式。集中配置是將實驗室、研究室、行政管理用房、圖書資料用房以及科研輔助用房組合在一棟建筑物中；分散配置形式是按實驗樓的不同特性分別進行布置。由于分析檢測中心和分析研究室的規(guī)模不同以及用地的限制，所以總體布局就有多種形式。一般分為四種配置形式。
（1）獨立式；整個建筑配置集中在一棟樓內(nèi)獨立設(shè)置，適用與較小的分析實驗室。
（2）主樓式；以一棟實驗樓為主配以附屬建筑，建筑規(guī)劃比較方整規(guī)則。
（3）單元式；又稱細胞式。用一個簡單的單元或細胞組成多樣的形式，形成各種不同的空間，有利于推行摸數(shù)和標準化，便于施工。此種形式為現(xiàn)代分析測試中心規(guī)劃廣為采用。
（4）分散式；由不同功能的多棟實驗樓、研究樓及輔助建筑靈活組合而成，采用較多。
實驗室的結(jié)構(gòu)與樓面荷載：結(jié)構(gòu)布置與實驗室建筑模數(shù)密切相關(guān)。在選用摸數(shù)時必須與當?shù)氐氖┕l件、預(yù)制品構(gòu)件的供應(yīng)情況以及地震等級諸多因素綜合考慮。實驗室的結(jié)構(gòu)可分為三類；即承重磚墻與鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu)。即承重磚墻與鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)（簡稱混合結(jié)構(gòu)）形式適用于1~5層實驗室，以3~4層為最多，因為每層的窗間墻寬度增大，影響采光面積。這種結(jié)構(gòu)形式，造價較低，施工較快，一般實驗室常采用這種結(jié)構(gòu)形式。在采用空氣調(diào)節(jié)的實驗室中，混合結(jié)構(gòu)的層高比鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的層高為低，約可降低100~300mm。其原因是空氣調(diào)節(jié)的風管經(jīng)常布置在走道平頂下面，風管進入實驗室時，在混合結(jié)構(gòu)中只要在磚墻上開孔就可以。而在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中，因為柱與柱之間有聯(lián)系梁連接，聯(lián)系梁有一定的高度，因此層高略高于混合結(jié)構(gòu)。
 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)（簡稱框架結(jié)構(gòu)），這種結(jié)構(gòu)形式適用于五層以上的實驗室，但根據(jù)實驗室的性質(zhì)，框架結(jié)構(gòu)也用于1~5層的實驗室，框架結(jié)構(gòu)按施工方法不同又可分為全部現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)、梁柱現(xiàn)澆與板預(yù)制結(jié)構(gòu)