煙草局實驗室設計與建設
煙草局實驗室設計與建設

1實驗室平面布置

　　實驗室平面布局既關系到實驗工作流程是否合理，也與工程造價、實驗室安全密切相關。歸納起來大致有四方面需重點考慮：
　　1.1有恒溫恒濕要求的實驗室靠近布置

　　恒溫恒濕實驗室的機房盡量少占建筑面積，采用兩套以上機組共用一間機房的方式；為實現(xiàn)節(jié)約能源，這類實驗室墻壁均采用了保溫措施，因此將這類實驗室就近、并列布置可最大限度減少能量散失；

　　1.2有潔凈要求的實驗室靠近布置

　　化學檢測中的重金屬檢測，如Icp-Ms、原子吸收需潔凈實驗室中進行，以保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性。無論幾間儀器室共用一套潔凈機組還是分別凈化，將潔凈機組同置一間機房，應該是最為節(jié)約占地面積的方案。

　　1.3有通風系統(tǒng)的實驗室靠近布置

　　實驗室通風系統(tǒng)是占用室內空間最大的裝備，其投資額度也是較大的。為使室內空間更有效利用，降低工程造價，保證良好的通風效果，需就近布置有通風設備的實驗室。這樣可有效減少通風管道的長度,便于防火分區(qū)管理,同時也便于設置補風系統(tǒng)以及必可少的補風熱平衡系統(tǒng)。


　　1.4有集中供氣系統(tǒng)的實驗室靠近布置


　　中煙企業(yè)實驗室常用的氣相色譜、質譜、Icp-Ms、原子吸收、流動分析等表征儀器要用到惰性氣體、助燃性氣體、可燃性氣體、有毒氣體，比如：氮氣、氦氣、氬氣；氧氣、零級空氣；乙炔氣、氫氣、石油氣、一氧化碳等。這些氣體是由匯流供氣系統(tǒng)經管線直接輸至儀器進氣端口。將有這些儀器的儀器室就近布置減少了管線的長度，也提高了危險氣體輸送的安全性。

　　1.5參觀通道

　　實驗區(qū)走廊既有工作人員通過的作用，也有領導檢查、視察，同行參觀的作用。實驗室的硬件條件也體現(xiàn)著一個單位的實力。一般來講，把大型表征儀器室安排在參觀通道的起始端可以更好地將實驗室實力展現(xiàn)給領導、同行也是向領導匯報工作、在同行中提高公司知名度的有效途徑。

2.實驗室立面布置

　　在實驗室立面布置中仍需沿用工作流程合理的理念，杜絕一個工作流程在不同樓層間反復穿插。造成工作人員為完成一項工作，反復上下樓才能完成。

　　實驗室立面布置主要從1安全性，2有害氣體排放，3建筑承重，4振動等幾方面考慮。

　　2.1安全性

　　實驗室建設首先考慮安全性。它包含工作人員的人身安全，同時也包含儀器設備的安全。人員的安全主要考慮水、電、氣、有害氣體、易燃易爆物品對人體的影響；儀器設備的安全除考慮對人員安全影響的因素以外還需考慮工作狀態(tài)的安全性和實驗數(shù)據(jù)的安全措施。

　　實驗室供氣系統(tǒng)中的氣瓶室建設從選址到管線敷設國家有明確的設計規(guī)范：

　　《氫氣站設計規(guī)范》GB 50177-2005、《氧氣站設計規(guī)范》GB 50030-2007、《乙炔站設計規(guī)范》GB 50031-91、《氫氣使用安全技術規(guī)程》GB 4962-2008、《氣瓶安全檢查規(guī)程》、《石油化工儀表供氣設計規(guī)范》SH 3020-2001、《石油化工企業(yè)可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規(guī)范》GB 50493-2009。但在實驗室建設中，大部分單位不采用這些危險性氣體高壓鋼瓶供氣方式。例如：氫氣采用氫氣發(fā)生器供氣方式。即使這樣，惰性氣體的氣瓶間再采取了防爆措施的情況下，也需盡量將其設置在上部樓層。

　　2.2有害氣體排放

　　化學實驗過程中不可避免地會產生一些有毒有害氣體。為了減少通風管道長度，為使通風設備工作更加有效降低工程造價，有必要將有通風設備的實驗室設置于上部樓層，并對排放的廢氣進行凈化處理。

　　生物檢測實驗室（尤其有生物安全危險的實驗室）宜設置于上部樓層；

　　2.3建筑承重

　　大型表征儀器需要配置不間斷電源（UPS），目前越來越多的工程是建設集中的不間斷電源系統(tǒng)，這時蓄電池的重量在工程規(guī)劃初期就需要考慮。其位置盡量設置在建筑的底層。

　　煙草業(yè)有些實驗室配備了切絲機、小型卷煙機、振動篩，這些設備自重一般在200公斤左右。在實驗室建筑荷載中不可小視，況且有的設備工作過程中還伴有震動。

　　2.4震動與防震

　　實驗中常用的各類電鏡、精密天平、核磁共振等表征儀器安裝環(huán)境需有嚴密的防震措施。其振動頻率、振幅均需在儀器使用環(huán)境要求的允許范圍內。否則不但得不到可靠的實驗數(shù)據(jù)，而且極易造成儀器的損壞。防震的前提條件是一定要將這些儀器安放在建筑首層，其次是按照建筑力學的原理建造有效的儀器設備獨立基礎，以隔絕或衰減建筑及周邊環(huán)境振動的頻率和振幅。

3.實驗室其他功能需求

　　實驗室是進行科學研究、數(shù)據(jù)檢測的專業(yè)場所。為滿足實驗內容和儀器設備對環(huán)境的要求，需要在實驗室規(guī)劃設計時一并考慮。
      3.1配電與照明
 　　
　　煙草業(yè)實驗室設備中大型用電器主要是恒溫恒濕機組和潔凈空調機組；儀器中大型用電器主要是各類氣相或液相質譜儀以及Icp-Ms。機組配電強度不會小于幾十千瓦，質譜儀的配電強度也需在六千瓦以上。而且對他們的配電方式須采用樹干式與放射式結合的方法以提高控制精度、降低造價。

　　實驗室照明系統(tǒng)有安全規(guī)定（試劑間、防爆氣瓶間需配置防爆照明器具），也有照度、均勻度及色溫要求。需進行顏色鑒別的實驗室照度不小于500Lux、色溫接近日光，照明系統(tǒng)最好分為工作照明和常規(guī)照明。不進行顏色鑒別實驗時開啟常規(guī)照明，以延緩工作照明燈具性能下降，節(jié)約投資。照明均勻度也需按照煙草行業(yè)標準設計建造。

     3.2地線系統(tǒng)

　　目前國內配電均采用三相五線制。實驗室地線系統(tǒng)在此基礎上依儀器對使用環(huán)境的要求，有時要建設直流工作接地系統(tǒng)。通常采用《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》GB50174-2008進行設計、施工，以保證儀器設備正常工作。

    3.3通風系統(tǒng)熱補償
　　
　　實驗室通風系統(tǒng)在逐級（樓內與樓外、樓道與室內、通風設備與室內）負壓的工作方式下，補風系統(tǒng)采用全新風方式。補進室內的新風隨四季的變化會有幾十度的溫度變化。不但使人體很不適應，影響工作人員的健康，還破壞了儀器設備的工作環(huán)境。為使實驗室內溫度保持在允許的范圍內，在補風系統(tǒng)內需設置換熱器將空調系統(tǒng)冷熱源引入。