任务二 实验室的基础设施与环境建设

一、各主要实验室对环境的基本要求

为了实现职能，实验室必须配备各种精密的计量、测试仪器和装备、各种化学试剂、实验器材，还有电子计算机等现代技术设施。这些仪器、设备和相关装置，对环境都有相当严格的要求，如果条件不合适，即使是最先进的仪器和检测方法，再熟练的检验操作者，也不可能取得准确可靠的检验结果，甚至可能导致实验仪器损坏或其他器材、物资的过度消耗，造成经济损失。一般地说，任何实验室都应该使实验室内的各种仪器设备、装置、化学试剂等免受环境如阳光、温度、湿度、粉尘、烟雾、震动、磁场等的影响及有害气体的侵入，此外还要注意实验室对环境的影响，避免对环境发生污染和破坏。不同功能的实验室由于实验性质不同，其对环境也有不同的要求。

1. 天平室

（1）天平室的温度、湿度要求

①Ⅰ级精度天平，应工作在（20±2）℃，温度波动不大于1℃/h，相对湿度不大于80%的环境中。

②Ⅱ级精度天平，工作温度应在13～27℃范围内，温度波动不大于3℃/h，相对湿度不得大于85%。

③Ⅲ级，Ⅳ级天平，工作温度为5～35℃，温度波动不大于5℃/h，相对湿度不大于85%。

④天平室安置在底层时应注意做好防潮工作。

⑤使用 “电子分析天平”的实验室，天平室的温度宜控制在（20 ±1）℃，且温度波动不大于1℃/h，以避免温度变化对电子元件和仪器灵敏度的影响，保证称量的精确度。

（2）天平室设置应避免阳光直射，不宜靠近窗户安放天平，也不宜在室内安装暖气及大功率的灯泡（天平室采用 “冷光源”照明），以避免局部温度的不均匀影响称量精确度。

（3）有无法避免的震动时应安装专用天平防震台。当环境震动影响较大的时候，天平宜安装在底层，以便于采取防震措施。

（4）天平室只能使用抽排气装置进行通风。

（5）天平室应专室专用，即使是其他精密仪器，安装时也须用玻璃屏墙分隔，以减少干扰。

2. 精密仪器室

（1）精密仪器室应尽可能保持温度、湿度恒定，一般温度在15～30℃，有条件的最好控制在18～25℃，相对湿度在60%～70%，需要恒温的仪器可装双层门窗及空调装置。

（2）大型精密仪器应安装在专用实验室，一般有独立平台（可另加玻璃屏墙分隔）。

（3）精密电子仪器以及对电磁场敏感的仪器，应远离强磁场，必要时可加装电磁屏蔽。

（4）实验室地板材质应致密及防静电，一般不要使用地毯。

（5）大型精密仪器室的供电电压应稳定，并应设计有专用地线。

（6）精密仪器室应具有防火、防噪声、防潮、防腐蚀、防尘、防有害气体侵入的功能。

3. 化学分析实验室

（1）室内的温度、湿度要求较精密仪器实验室略宽松（可放宽至35℃），但温度波动不能过大（≤2℃/h）。

（2）室内照明宜用柔和自然光，要避免直射阳光。

（3）室内应配备专用的给水和排水系统。

（4）分析室的建筑应耐火或用不易燃烧的材料建成，门应向外开，以利于发生意外时人员的撤离。

（5）由于实验过程中常产生有毒或易燃的气体，因此实验室要有良好的通风条件。

4. 无菌室

（1）无菌操作间的洁净度应达到10000级，室内温度保持在20～24℃，相对湿度保持在45%～60%，超净台洁净度应达到100级。

（2）无菌室外要设缓冲间、净化风淋间及更衣间。室内装备必须有空气过滤装置。入口避开走廊，并设在微生物检验室内，无菌室和缓冲间都必须密闭。

（3）无菌室与缓冲间应装有紫外灯，要求每3m² 安装30W紫外灯一盏。无菌室内设工作台（中心与边台皆可），紫外灯距工作台面要小于1.5m。

（4）无菌室结构应坚固、严密、防尘、光线明亮，地面采用PVC材料，防渗漏、无接缝、光洁、防滑，并设双层传递窗传递物件，门窗均为不锈钢材质。

5. 加热室

（1）加热操作台应使用防火、耐热的防火材料，以保证安全。

（2）当有可能因热量散发而影响其他实验室工作时，应注意采用防热或隔热措施。

（3）设置专用排气系统，以排除试样加热、灼烧过程中排放的废气。

6. 通风柜室

（1）室内应有机械通风装置，以排除有害气体，并有新鲜空气供给操作空间。

（2）通风柜室的门、窗不宜靠近天平室及精密仪器室的门窗。

（3）通风柜室内应配备专用的给水、排水设施，以便操作人员接触有害物质时能够及时清洗。

（4）本室也可以附设于加热室或化学分析室，但排气系统应加强，以免废气干扰其他实验的进行。

7. 电子计算机室

（1）配备电子计算机的实验室或仪器，除了指明特殊要求的以外，一般使用温度可以控制在15～25℃，波动应小于2℃/h，相对湿度在50%～60%为宜。

（2）杜绝灰尘和有害气体，避免电场、磁场以及震动干扰。

（3）计算机室对供电电压和频率有一定要求，可根据需要，选用不间断电源。

8. 试样制备室

（1）保证通风，避免热源、潮湿和杂物对试样的干扰。

（2）设置粉尘、废气的收集和排除装置，避免制样过程中的粉尘、废气等有害物质对其他试样的干扰。

9. 化学试剂/溶液的配制储藏室

参照化学分析室条件，但需注意阳光暴晒，防止受强光照射使试样变质或受热蒸发，规模较小的实验室也可以附设在化学分析室内。

10. 储藏室

分试剂储藏室和仪器储藏室，供存放非危险性化学药品和仪器，要求阴凉通风、避免阳光暴晒，且不要靠近加热室、通风柜室。

11. 危险物品储藏室

（1）通常应设置在远离主建筑物、结构坚固并符合防火规范的专用库房内。有防火门窗，通风良好，有足够的泄压面积。

（2）远离火源、热源，避免阳光曝晒，室内温度宜在30℃以下，相对湿度不超过85%。

（3）采用防爆型照明灯具，备有消防器材，用自然光或冷光源照明。

（4）库房内应使用防火材料制作的防火间隔、储物架，储存腐蚀性物品的柜、架，应进行防腐蚀处理。

（5）危险试剂应分类分别存放，挥发性试剂存放时，应避免相互干扰，并方便排放其挥发物质。

（6）门窗应设遮阳板，并且朝外开。

二、实验室的基础设施建设

实验室的基础设施建设主要包括基本实验室的基础设施建设、精密仪器室的基础设施建设和辅助室的基础设施建设三部分。根据实验室功能及工作环境要求的不同，基础设施建设的内容与标准也有不同。

（一）基本实验室的基础设施建设

1.基本实验室的室内布置

基本实验室内的基础设施有：实验台与洗涤池；通风柜与管道检修井；带试剂架的工作台或辅助工作台；药品橱以及仪器设备等。

（1）实验台的规格 实验台一般有两种：单面实验台（或称靠墙实验台）和双面实验台（包括岛式实验台和半岛式实验台）。在实验工作中，双面实验台的应用比较广泛。实验台的尺寸一般如下要求。

①长度：实验人员所需用的实验台长度，由于实验性质的不同，其差别很大，一般根据实际需要选取其宽度的1.5～3倍。

②台面高度：一般选取850mm。

③宽度：实验台的每面净宽一般考虑650mm，最小不应小于600mm，台上如有复杂的实验装置也可取700mm，台面上药品架部分可考虑宽200～330mm。一般双面实验台采用1500mm，单面实验台为650～850mm。

（2）实验台的结构形式 实验台的结构形式包括全钢结构实验台、钢木结构实验台、铝木结构实验台、全木结构实验台、PP结构实验台等不同种类，目前市场上以全钢结构实验台和钢木结构实验台应用最为广泛。实验台的结构形式如图1－7所示。

全钢结构实验台具备承重性能好、使用寿命长和性价比优良等优点，近年来市场发展很快，是未来国内实验室的发展大势所趋。全钢结构实验台整体采用电脑辅助设计、数控制造，为单元体结构，制造精确度高，可以随意搭配、组装方便、适应性强。实验操作台整体以1.2mm厚一级冷轧－镀锌钢板为基材，全自动压模成型；表面经过磷化、酸洗，再通过环氧树脂（EPOXY）粉末烤漆处理，无突出漆块，光洁亮丽，抗强酸、强碱性能突出。

钢木结构实验台是选用钢材和木材做成的实验台。钢木结构实验台包含两种结构：一种是C－frame型，一种是H－frame型。C－frame型结构简单，灵活多变，可以随意组合，选用悬柜和推柜式结构，便于安装拆卸，有利于实验室清洁工作；H－frame型结构端庄大方，承重性能好，其钢架结构使得实验台承重能达到500kg以上，可满足大型精密仪器的使用要求。

（3）实验台的台面 实验台的台面要求耐酸碱腐蚀、耐高温、耐撞击等。台面应比下面的器皿柜宽，台面四周可设有小凸缘，以防止台面冲洗时的水或台面上的药液外溢。常见的台面有如下几种。

①环氧树脂板：环氧树脂板又叫绝缘板、环氧板、3240环氧板，其具有黏附力强、收缩性强、力学性能和电性能优良、化学稳定性强、耐久、耐腐蚀、耐霉菌等诸多优点。

②实芯理化板：实芯理化板可独立使用而不需粘贴在任何基材上，相比贴面板，具有更高强度，防水、美观，成本较低，抗撞击、抗高温性能较好，耐刮磨，易清洁等特点，目前应用最为广泛。

③陶瓷板：采用氧化锆或氧化铝生产的陶瓷板具有极强的耐候性，无论日照、雨淋（甚至酸雨），还是潮气都对表面和基材没有任何影响。陶瓷板具有抗撞击、耐刮磨、易清洗、防潮湿、防火、防静电、耐化学腐蚀等诸多优点，但成本较高。

④不锈钢板：不锈钢板一般是不锈钢板和耐酸钢板的总称。不锈钢板是指耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢板，而耐酸钢板则是指耐酸、碱、盐等化学侵蚀性介质腐蚀的钢板。不锈钢板表面光洁，有较高的塑性、韧性和机械强度，耐酸、碱性气体，溶液和其他介质的腐蚀，沾污物容易去除，适用于放射性化学实验、有菌的生物化学实验和油料化验等。

（4）实验台的配套设施 化学实验台主要由台面和台下支座或器皿构成。为了实验操作方便，在台上常设有药品架、管线盒和洗涤池等配套设施。

①管线通道、管线架与管线盒：实验台上的设施通常从地面以下或由管道井引入实验台中部的管线通道，然后再引出台面以供使用。管线通道的宽度通常为300～400mm，靠墙实验台为200mm。

②药品架：药品架的宽度不宜过宽，一般以能并列两个中型试剂瓶（500mL）为宜，通常的宽度为200～330mm，靠墙药品架宜取200mm。

③实验台下的器皿柜：实验台下空间通常设有器皿柜，既可放置实验用品，又可满足实验人员坐在实验台边进行记录的需要。

④实验台的排水设备：通常包括洗涤池、台面排水槽等。

2.基本实验室的通风系统

在实验过程中，经常会产生各种难闻的、有腐蚀性的、有毒的或易爆的气体。这些有害气体如不及时排出室外，就会造成室内空气污染，影响实验人员的健康与安全，影响仪器设备的精确度和使用寿命。

实验室的通风方式有两种，即局部排风和全室通风。局部排风是有害物质产生后立即就近排出，这种方式能以较少的风量排走大量的有害物，效果比较理想，所以在实验室中广泛地被采用。对于有些实验不能使用局部排风，或者局部排风满足不了要求时，应该采用全室通风。

（1）通风柜 通风柜是实验室中最常用的一种局部排风设备，种类繁多，由于其结构不同，使用的条件不同，其排风效果也各不相同。

①通风柜的种类：

a. 顶抽式通风柜：这种通风柜的特点是结构简单、制造方便，因此在过去使用的通风柜中是最常见的一种。

b. 狭缝式通风柜：狭缝式通风柜是在其顶部和后侧设有排风狭缝，后侧部分的狭缝，有的设置一条（在下部），有的设置两条（在中部和下部）。

c. 供气式通风柜：这种通风柜是把占总排风量70%左右的空气送到操作口，或送到通风柜内，专供排风使用，其余30%左右的空气由室内空气补充。供给的空气可根据实验要求来决定是否需要处理（如净化、加热等）。由于供气式通风拒排走室内空气很少，因此对于有空调系统的实验室或洁净实验室，采用这种通风柜是很理想的。

d. 自然通风式通风柜：这种通风柜是利用热压原理进行排风的，其排气效果主要取决于通风柜内与室外空气的温差、排风管的高度和系统的阻力等。为此，这种通风柜一般都用于加热的场合。

e. 活动式通风柜：其化验工作台、洗涤池、通风柜设备都可随时移动，不用时也可推入邻近的储藏室。

②实验室内通风柜的平面布置：通风柜在实验室内的位置，对通风效果、室内的气流方向都有很大的影响。下面介绍几种通风柜的布置方案。

a. 靠墙布置：这是最为常用的一种布置方式。通风柜通常与管道井或走廊侧墙相接，这样可以减少排风管的长度，而且便于隐藏管道，使室内整洁。

b. 嵌墙布置：两个相邻的房间内，通风柜可分别嵌在隔墙内，排风管道也可布置在墙内，这种布置方式有利室内整洁。

c. 独立布置：在大型实验室内，可设置四面均可观看的通风柜。

此外，对于有空调的实验室或洁净室，通风柜宜布置在气流的下风向，这样既不干扰室内的气流组织，又有利于室内被污染的空气被排走。

③排风系统的划分：通风柜的排风系统可分为集中式和分散式两种。集中式排风系统是把一层楼面或几层楼面的通风柜组成一个系统，或者整个实验楼分成一两个系统。它的特点是通风机少，设备投资省；分散式排风系统是把一个通风柜或同一实验室的几个通风柜组成一个排风系统。它的特点是可根据通风柜的工作需要来开关通风机，相互不受干扰，容易达到预定的效果，而且比集中式节省能源，缺点是通风机的数量多、系统多。实验室通风柜如图1－8所示。

排风系统的通风机，一般都装在屋顶上或顶层的通风机房内，这样可不占用使用面积，而且使室内的排风管道处于负压状态，以免有害物质由于管道的腐蚀或损坏，或者由于管道不严密而渗入室内。此外，也有利于检修方便，易于消声或减振。

排风系统的有害物质排放高度，在一般情况下，如果附近50m以内没有较高建筑物，则排放高度应超过建筑物最高处2 m以上。

（2）排气罩 有些情况下由于实验设备装置较大，或者实验操作上的要求无法在通风柜中进行，但又要排走实验过程中散发的有害气体时，可采用排气罩。实验室常用的排气罩，大致有围挡式排气罩、侧吸罩和伞形罩3种形式。排气罩的布置应注意以下几点。

①尽量靠近产生有害物的源头。

②对于有害物不同的散发情况应采用不同的排气罩。如对于色谱仪，一般采用有围挡的排气罩；对于实验台面排风或槽口排风，可采用侧吸罩；对于加热槽，宜采用伞形罩。

③排气罩的安装要便于实验操作和设备的维护检修。

（3）全室通风 实验室及有关辅助实验室（如药品库、暗室及储藏室等），由于经常散发有害物，因此需要及时排除。当实验室内设有通风柜时，因为通风柜的排风量较大，往往超过室内换气要求，可不再设置通风设备；当室内不设通风柜而又须排除有害物时，应进行全室通风。全室通风的方式有自然通风和机械通风两种。

①自然通风：主要是利用室内外的温度差，把室内有害气体排至室外。当依靠门窗让空气任意流动时，称为无组织自然通风；当依靠一定的进风口和出风竖井，让空气按所要求的方向流动时，称为有组织的自然通风。

②机械通风：当使用自然通风满足不了室内换气要求时，应采用机械通风。尤其是危险品库、药品库等，尽管有了自然通风，为了防止事故进行通风，也必须采用机械通风。

（二）精密仪器室的基础设施建设

精密仪器室主要设置有各种现代化的高精密度仪器，通常可与基本实验室一样沿外墙布置，并可将它们集中在某一区域内，这样有利于各实验室之间的联系，并可统一考虑如空调、防护等方面的布置，同时应综合考虑仪器设备对温度、湿度、防尘、防振和噪声等的要求。

1.天平室

（1）天平室的设计 天平是实验室必备的常用仪器。天平室应靠近基本实验室，以方便使用，如基本实验室为多层建筑，应每层都设有天平室。天平室以北向为宜，还应远离振源，并不应与高温室和有较强电磁干扰的实验室相邻。高精度微量天平应安装在底层。

天平室应采用双层窗，以利于隔热防尘，高精度微量天平室应考虑有空调，但风速应小。天平室内一般不设置洗涤池或有任何管道穿过室内，以免管道渗漏、结露或在管道检修时影响天平的使用和维护。天平室应有一般照明和天平台上的局部照明，局部照明可设在墙上或防尘罩内。

（2）天平台的设计 实验室里常用的天平大都为台式。一般精度天平可以设在稳固的木台上；半微量天平可设在稳定的不固定的防震工作台上，亦可设在固定的防震工作台上；高精度天平的天平台对防震的要求较高。

单面天平台的宽度一般采用600mm，高度一般采用750mm，天平台的长度可按每台天平占800～1200 mm考虑。天平台可由台面、台座、台基等多个部分组成，有时在台面上还附加抗震座。

一般精密天平可采用50～60mm厚的混凝土台板，台面与台座（支座）间设置隔震材料，如隔震材料采用50mm厚的硬橡皮。高精度天平的部分台面可以考虑与台面的其余部分脱离，以消除台面上可能产生的震动对天平的影响。天平台经试用或测试尚不能完全符合化验要求时，可在台上附加减震座，也可采用特别的弹簧减震盒。

2.高温室

高温炉与恒温箱是实验室的必备设备，一般设在工作台上，特大型的恒温箱则需落地设置。高温炉与恒温箱的工作台分开较好，因恒温箱大都较高大，工作台应稍低，可取700mm高，而高温炉可采用通常的850mm高的工作台。另外，恒温箱的型号较多，工作台的宽度应根据设备尺寸确定，通常取800～1000 mm宽；而高温炉的尺度一般较小，可取600～700mm宽。

3.低温室

低温室墙面、顶部、地面都应采取隔热措施，室内可设置冷冻设备。房间温度如保持在4℃，则人可在里面进行短时间的工作，如温度很低（低于－2℃）时，则这种房间仅适宜于储藏。

4.防火室

防火室有两个主要用途：

（1）凡连续长时间（超过12h）使用燃烧炉或恒温箱的实验工作都应在防火室内进行，以防自动控制仪出毛病，导致恒温箱爆炸、火灾等情况的发生。

（2）凡大量使用易燃液体或溶剂如乙醚等的实验，以及连续长时间的蒸馏工作，也应在防火室内进行。

防火室除了首先应满足实验的工艺要求外，与其他实验室房间的不同之处在于房间的结构设置：如采用实体楼板与顶棚；房间应靠外墙，所有隔墙应通到顶部结构层，并由砖或混凝土预制板砌筑，设置能自闭的防火门；房间要有第二安全出口；根据实验内容，应考虑烟、热检测装置及自动灭火装置；通风柜及其排风道应由耐火材料制成，而且风机在火警发生时能自动断路；房间里如有冷冻设备，应采用不产生火花的类型；高压电泳作业使用大量易燃液体时，应遵守防火规定中有关使用易燃液体的规定。

5.离心机室

大型离心机会产生热量，同时也产生一定程度的噪声，因此常将实验室里较大的离心机集中在单独的房间里。根据离心机的数量按一定间距设置电源插座；室内应有机械通风，以排除离心机产生的热量；墙与门要有隔声措施；门的净宽应考虑到离心机的尺度；室内可按需要设工作台及洗涤池等设备。

（三）辅助室的基础设施建设

辅助室主要功能即是为基本实验室与精密仪器实验室服务，它主要包括以下各室：

1.中心（器皿）洗涤室

这是作为实验室里集中洗涤实验用品的房间。房间的尺度应根据日常工作量决定，但一般不应小于一个单间（即一个开间大小）。洗涤室的位置应靠近基本实验室，室内通常设有洗涤台，其水池上有冷热水龙头，并配置干燥炉、干燥箱和干燥架等。工作台面需耐热、耐酸。房间应有良好的排风设备。

2.中心准备室与溶液配制室

中心准备室一般设有实验台，台上有管线设施、洗涤池和储藏空间。

溶液配制室用来配制标准溶液和各种不同浓度的溶液。一般可由两个房间组成，其中一间放置天平台，天平可按两人一台考虑；另一间作存放试剂和配制试剂之用，室内应有通风柜、滴定台、辅助工作台、写字台、物品柜等。

3.普通储藏室

普通储藏室是指供某一楼层或实验室专用的一般储藏室，不作为有特殊毒性或易燃性的化学试剂以及大型仪器设备的储藏房间。室内可按实际情况配备一定数量与尺寸的储物柜，要求有良好通风，避免阳光直射，应干燥、阴凉、清洁。

4.放射性物品储藏室

有些实验楼中设置有放射性实验室，故同位素等放射性物质大都应在衬铅的容器里存放，并放置在专门的储藏室里，同时放射性废物也必须进行相应封存和处理。

5.危险药品储藏室

带有危险性的物品，通常储存在主体建筑物以外的独立小建筑物内。这种储藏室应结构坚固，有防火门，保持常年良好通风，屋面能防爆，有足够的泄压面积，所有柜子均应由防火材料制作，设计时应参照有关消防安全规定。

6.蒸馏水制备室

实验室中溶液的配制、器皿的洗涤要用到大量的蒸馏水，蒸馏水可在专门的设备中制取。蒸馏水室的面积一般为一个单间左右，可设在顶层，由管道送往各实验室，也可按层设立或可将小型蒸馏水设备直接设在基本实验室里面。

三、实验室的工程管网布置与公用设施建设

（一）实验室的工程管网布置

工程管网包括供水管道、电线管道、进风管道、燃气管道、压缩空气管道、真空管道等各种供应管道，以及排水、排风管道等各种排放管道系统。工程管网布置的基本原则如下：

（1）在满足化验要求的前提下，应尽量使各种管道的线路最短、弯头最少，以利于节约材料和减少阻力损失。

（2）工程管网的间距和排列次序应符合安全要求，并便于安装、维护、检修、改造和增添等需要。

（3）管网的铺设应尽可能做到整齐有序、美观大方。

（二）工程管网的布置方式

管网系统通常由总管、干管和支管3部分组成。总管是指从室外管网到实验室内的一段管道；干管是指从总管分送到各单元的侧面管道；支管是指从干管连接到化验台和化验设备的一段管道。各种管道一般总是以水平和垂直两种方式布置。

1. 干管与总管的布置

（1）干管垂直布置 指总管水平铺设，由总管分出的干管都是垂直布置。水平总管可铺设在建筑物的底层，也可铺设在建筑物的顶层。对于高层建筑物，水平总管不仅铺设在底层或顶层，有的还铺设在中间的技术层内；

（2）干管水平布置 指总管垂直铺设，在各层由总管分出水平干管。通常把垂直总管设置在建筑物的一端，水平干管由一端通到另一端。

2. 支管的布置

（1）沿墙布置 无论干管是垂直布置还是水平布置，如果实验台的一面靠墙，那么，从干管引出的支管可沿墙铺设到化验台；

（2）沿楼板布置 如果实验台采用岛式布置，由干管到实验台的支管一般都沿楼板下面铺设，有的支管穿过楼板，向上连到实验台。

（三）采暖

有的地区由于冬季气温较低，实验室必须加装暖气系统以维持适当的室温。但无论是电热还是蒸汽，均应注意合理布置，避免局部过热。

天平室、精密仪器室和计算机房不宜直接加温，可以通过由其他房间的暖气以自然扩散的方法采暖。

（四）空调

对精度要求较高的实验室，尤其是精密计量、实验仪器或其他精密实验设备及电子计算机，它们对实验室的温度、湿度有较高的要求，这时需要考虑安装空调装置，进行空气调节。空调布置一般有3种方式如下所述。

1. 单独空调

在个别有特殊需要的实验室安装窗式空调机，空气调节效果好，可以随意调节，能耗较少，但噪声较大。

2. 部分空调

部分需要空调的实验室，在进行设计的时候把它们集中布置，然后安装适当功率的大型空调机，进行局部的集中空调，实现既可部分装置空调又可降低噪声的目的。

3. 中央空调

当全部实验室都需要空调的时候，可以建立全部集中空调系统，即中央空调。集中空调可以使各个实验室处于同一温度，有利于提高检验及测量精度，而且集中空调的运行噪声极低，可以保持实验室环境安静。缺点是能量消耗较大，且不一定能满足个别要求较高的特殊实验室的需要。

（五）实验室供电系统

实验室的多数仪器设备在一般情况下是间歇工作的，也就是说多属于间歇用电设备，但实验一旦开始便不宜频繁断电，否则可能使实验中断，影响实验的精确度，甚至导致试样损失，仪器或装置破坏以致无法完成实验。因此，实验室的供电线路宜直接由总配电室引出，并避免与大功率用电设备共线，以减少线路电压波动。

实验室供电系统设计的时候，要注意下列8个方面：

1. 实验室的供电线路应给出较大余量

输电线路应采用较小的载流量，并预留一定的备用容量（通常可按预计用电量增加30%左右）。

2. 配备三相和单相供电线路

各个实验室均应配备三相和单相供电线路，以满足不同用电器的需要。

3. 设置电源总开关

每个实验室均应设置电源总开关，以方便控制各实验室的供电线路。而对于某些必须长期运行的用电设备，如冰箱、冷柜、老化罐等，则应专线供电而不受各室总开关控制。

4. 实验室供电线路应有良好的安全保障系统

实验室供电线路应配备安全接地系统，总线路及各实验室的总开关上均应安装漏电保护开关，所有线路均应符合供电安装规范，确保用电安全。

5. 要有稳定的供电电压

在线路电压不够稳定的时候，可以通过交流稳压器向精密仪器实验室输送电能，对特别要求的用电器，可以在用电器前再加二级稳压装置，以确保仪器稳定工作。

6. 避免外电线路电场干扰

必要时可以加装滤波设备排除。

7. 配备足够的供电电源插座

为保证实验仪器设备的用电需要，应在实验室的四周墙壁、化验台旁的适当位置配置必要的三相和单相电源插座。

8. 实验室室内供电线路应采用护套（管）暗铺

在使用易燃、易爆物品较多的实验室，还要注意供电线路和用电器运行中可能引发的危险，并根据实际需要配置必要的附加安全设施（如防爆开关、防爆灯具及其他防爆安全电器等）。

（六）实验室的给水和排水系统

1. 实验室的给水

在保证水质、水量和供水压力的前提下，从室外的供水管网引入进水，并输送到各个用水设备、配水龙头和消防设施，以满足实验、日常生活和消防用水的需要。

（1）直接供水 在外界管网供水压力及水量能够满足使用要求的时候，一般是采用直接供水方式，这是最简单、最节约的供水方法。

（2）高位水箱供水 属间接供水，当外部供水管网系统压力不能满足要求或者供水压力不稳定的时候，各种用水设施将不能正常工作，此时就要考虑采用“高位储水槽（罐）”，即常见的水塔或楼顶水箱等进行储水，再利用输水管道送往用水设施。

（3）加压泵供水 由于高位水箱供水普遍存在二次污染问题，对于高层楼房使用加压供水已经逐渐普及。此法也可用于实验室，但在单独设置时运行费用较高。

2. 实验室的排水

由于实验的不同要求，实验室需要在不同的实验位置安装排水设施。

（1）排水管道应尽可能少拐弯，并具有一定的倾斜度，以利于废水排放。

（2）当排放的废水中含有较多的杂物时，管道的拐弯处应预留清理孔，以备必要之需。

（3）排水干管应尽量靠近排水量最大、杂质较多的排水点设置。

（4）注意排水管道的腐蚀，最好采用耐腐蚀的塑料管道。

（5）为避免实验室废水污染环境，应在实验室排水总管设置废水处理装置，对可能影响环境的废水进行必要的处理。

四、实验室的防震

（一）环境震源

1. 环境震源的分类

（1）自然震源 由大自然中的事物自然运动引起的地表震动，如风、海浪和地壳内部变动等因素引起的震动。自然震源的振幅一般情况下对实验室的仪器设备基本上不发生影响。

（2）人工震源 由机械冲击、车辆运行等人为因素引起的地表振动称为 “人工震源”，震动常由地表传播，震幅相对较大，其中近场震源和远场震源对仪器的影响情况也各不相同。

人们把自然震源与人工震源合称为 “环境震源”，而在实际工作中对实验影响最大的还是近场的人工震源。

2. 实验仪器和设备的 “允许震动”

在保证仪器设备能够正常工作并达到规定的测量精度的情况下，加上安全系数的考虑后，在其支承结构表面上所容许的最大震动值，称为 “允许震动”。

（二）实验室设计的防震

由于不同的环境震源对实验室仪器设备的影响各不相同，因此在进行实验室设计的时候，必须根据震源的性质差异采取不同的防震措施，具体选择方法如下所述。

（1）在选址实验室的建设基地时，应注意尽量远离震源较大的交通干线和生产区域，以便减少或避免震动对实验室的干扰。

（2）在总体布置中，应将所在区域内震源较大的车间（如空气压缩站、锻工车间等）合理地布置在远离实验室的地方，此外还应注意压缩机活塞的运动方向，实验室应平行于活塞的冲程方向，如与其垂直，则震动影响将大大增强。如隔震距离达不到要求时，还可以采取其他防震措施，如挖开防震沟，仪器设独立的基础。实验室内安装仪器设备工作台要稳固，必要时加橡皮防震器。

（3）在总体布置中，应尽可能利用自然地形，以减少震动的影响。如可利用河流将产生震动的建筑物和实验室隔开。如地面有起伏，可将产生震动的建筑物放在低处利用土堆减小影响。如地面高度差在2 m以上时，则可将产生震动的建筑物布置在高处，震动由上往下传播，震动波经过土层而衰减，此时可适当减少水平防震间距。

（4）在总体布置及进行实验室单体建筑的初步设计时，应先考察所在区域内的震源特点，经全面考虑，采取适当的 “隔震措施”以消除震源的不良影响。

（三）实验楼和实验室的隔震

1. 实验楼整体的隔震措施

（1）当附近的震动较大时，构筑防震沟可以有效地隔断或削弱近场震源的影响。

（2）在总体设计时，采取在建筑物四周用玻璃棉作隔震材料，使实验室与室外地表面隔绝，以阻止地面波的影响。这种做法比人工防震沟或防震河更简单、卫生，同时也比较经济。

（3）实验楼内的动力设备房间与实验室相邻时，可设置伸缩缝或沉降缝，也可用抗震缝将动力设备房间与实验室隔开，这样对震动有一定的阻隔效果。

2. 实验楼内部的隔震措施

实验楼内部的隔震措施包括消极隔振措施和积极隔振措施两种。

（1）消极隔震就是为了减少支承结构的振动传导对精密仪器和设备的影响而采取的隔振措施。消极隔震一般可采用以下两种措施：

①支承式隔震措施：这种形式采用减震器或减震垫的方法，可设计自振频率，最低至3～4Hz，一般适用于外界干扰频率较高的场合，这是使用较多的一种措施。

②悬吊式隔震措施：这种形式构造较复杂，可设计自震频率，最低可达 1～2Hz，适用于对水平震动要求较高、仪器设备自身没有干扰震动、外界干扰频率又较低的场合。

（2）积极隔震是为了减少设备产生的振动对支承结构和化验人员造成的影响，而对实验楼内产生较大震动的动力设备所采取的隔震措施。可从以下3个方面进行处理：

①一般采用放宽设备基础底面积或加深基础，或用人工地基的方法来加强地基刚度。

②在设备基础中加上隔震装置，隔断或削弱震动输出。

③建造 “隔震地坪”，在建筑物底层的精密仪器实验室及其他防震要求较高的房间里，构筑质量较大的整体地坪，其下铺垫粗砂及适当的隔震材料，周围再用泡沫塑料等具有减震和缓冲性的物质使地坪与墙体隔开，作用相当于 “室内防震沟”。

【目标检测】

一、填空题

1. 根据荷载性质分为__________和__________两类。

答案：恒载和活荷载

2. 实验室的平面布置是根据实验室性质、实验室的目标定位、__________、实验类型以及实验工艺流程等因素。

答案：实验室的功能要求

3. 墙裙高度要求为：离地面__________的墙面做墙裙。

答案：1.2～1.5m

4. 实验室的通风方式有两种，即__________和全室通风。

答案：局部排风

二、单项选择题

1. 一般功能实验室的操作空间高度不应小于（ ）。

A 2.0 m

B 2.5 m

C 3.0m

D 3.5 m

答案：B

2. 一般工作室采光系数范围为（ ）。

A 0.08～0.10

B 0.08～0.12

C 0.1～0.12

D 0.1～0.15

答案：C

三、多项选择题

钢木结构实验台是选用钢材和木材做成的实验台，钢木结构实验台包含的两种结构为（ ）。

A C－frame型

B H－frame型

C M－frame型

D W－frame型

答案：AB

四、问答题

1. 实验室的设计包括哪几个方面？

2. 实验室通风有什么意义？设计时要注意什么问题？

3. 危险物品储藏室有什么要求？