化工廠的分析化驗工作是生產過程中的重要環節之一，不僅要分析生產原料和出廠產品，而且也要及時分析測定中間生產過程的物料，以確保安全穩定的生產過程，因此，實驗室設計是化工廠設計中不可缺少的組成部分。實驗室不同于一般的民用建筑，它對建筑物的位置、平面布局形式、防塵、防震、配套設施都有嚴格的要求，需要設計者根據標準規范，結合設計經驗，與建筑結構及分析化驗人員密切合作，周密妥善地研究設計方案，使實驗室能夠滿足分析化驗工作的要求，更好地為生產服務。
1、設計程序
化工廠實驗室一般分為中央化驗室和車間化驗室，都是分析技術人員從事化驗工作的場所，各自擔負不同的分析化驗任務，實驗室設計不單是選購合理的儀器設備，更要綜合考慮實驗室的總體規劃、合理布局和平面設計，以及供電、供水、供氣、通風、空氣凈化、安全措施、環境保護等基礎設施和基本條件，因此實驗室的設計是一項復雜的系統工程。
化工廠實驗室設計的基本程序：
(1)合同簽訂之前的項目前期階段，要明確項目的性質、設計范圍、設計原則、設計依據和建設規模，同時搜集資料、調查研究，借鑒以往類似產品、同等規模實驗室的設計經驗，根據化工工藝及系統、公用工程、環境保護及安全衛生等專業提出的初步分析項目條件，提出實驗室的初步設計方案:實驗室類型屬于中央化驗室還是車間化驗室，實驗室的大概面積和實驗室的主要組成等。
(2)在初步設計階段，針對前期階段制訂的初步設計方案，征求建設單位及有關部門的意見，進一步明確實施方案，依據有關專業提出更加詳細的分析項目及要求，劃分不同功能的實驗室，依據實驗室平面設計原則，給建筑專業提出合理的總體面積及各功能房間的布局要求，由建筑、結構專業設計人員共同設計出實驗室的總平面布置圖。同時給相關專業提出各功能房間的基本設施要求。
(3)在詳細設計階段，根據已批準的初步設計文件以及初步設計審核意見，修正初步設計方案，然后詳細提出各功能房間的尺寸大小、基礎設施要求、設備布置等情況。
2、平面建筑布局
2.1設計原則
實驗室布局必須符合實驗流程的規律，從樣品接收、樣品暫存、試劑和耗材儲存、前處理和準備、樣品分析測試、清洗到廢物回收和處理，都必須有一個清晰的流程。要區分人流和物流，以及清潔物流和污染物流。由于化工分析項目的種類比較繁雜，所采取的分析方法也很多，所以實驗室的平面布局設計除要遵循一般建筑物的平面設計原則外，還要遵循下列原則：
(1)把同類實驗室組合在一起，例如把化學分析實驗室集中布置在一起，以便于通風、排污、排毒措施的集中設置以及一些輔助儀器的共同利用，避免重復投資;氣相色譜、液相色譜等有溫度、濕度和潔凈要求實驗室集中布置在一起，便于集中布置空調設施。
(2)把工程管網較多的實驗室組合在一起。例如有氣源要求的儀器分析室應布置在一起，這樣從鋼瓶間或外管過來的氣體管道就能集中安排在一起，便于敷設、管理和檢修。
(3)把有隔振要求的實驗室組合在一起，且一般宜設于底層。例如將天平室和精密儀器室盡量集中布置在底層并采取減振措施。
(4)把有潔凈要求的實驗室組合在一起。
(5)把有毒性物質產生的實驗室組合在一起。
(6)把輔助實驗室如天平室、高溫室、樣品處理室等應就近布置在常用的實驗室旁邊。遵循上述設計原則，有利于環境衛生和不同的分析檢測工作順利進行，防止不同性質的實驗室相互干擾，并節約投資。
2.2實驗室實例
2.2.1化工廠中控樓化驗室
某化工廠中控化驗室建筑面積為1662平方米，由于生產原料、中間產品和成品純度的要求，個功能房間均為凈化實驗室。根據建筑、結構、暖通專業人員以及工廠分析化驗人員的意見，同時考慮某些大型精密分析儀器對環境的要求，實驗室劃分為三個區域：千級凈化區、萬級凈化區、普通凈化區，每進入一個凈化區都有風淋設施對人、物進行吹掃、消毒。對于要求比較高的千級凈化區，實驗期間處于封閉狀態，所需樣品通過傳遞窗進行傳遞，盡量避免外界環境對分析的干擾和影響。同時各功能房間均有空調、通風、溫濕度控制設施，平面布局見圖1.
某MDI化工廠中心化驗室建筑面積1662平方米，分為三層，屬鋼筋混凝土建筑，長度約32m,寬度18m,實驗室層高為3.9m。采用中間走廊帶兩側房間的方式，在靠近走廊的房間墻壁內側設置通風管道豎井，所有風機均置于三層屋頂。各個功能房間均有空調要求。根據化驗室化驗任務的需要和分析項目的物性特點，一層為樣品沖洗、存放、加熱區；二層為中間產品控制分析區；三層為產品分析區。某化工廠中心化驗樓平面圖見圖2。
3、基本要求
3.1建筑和結構
實驗室建筑和結構有如下要求：
(1)實驗室最好在化工廠的上風向，避免車間灰塵和有害氣體對分析化驗結果的影響。
(2)實驗室要遠離震源、噪聲源、粉塵源和電磁干擾源。
(3)實驗室建筑的耐火等級不低于二級。
(4)布置較重設備或要求防振的房間可設在底層;有潔凈和安靜要求的房間可布置在高層;有防潮或防曬要求房間則可分別設置在陽面或陰面。
(5)特殊實驗室除外，實驗室的層高不得低于316m，中心走廊寬度宜214～217m;實驗室建筑物為多層布置時，樓面荷載設計不小于3000N/m2，負荷較大的房間按實際要求設計。
(6)有爆炸危險的房間門應向外開;大房間應設雙開門;有恒溫恒濕要求的房間應設雙道門(即設緩沖區)。
(7)有潔凈要求的房間應采用固定窗，避免灰塵進入室內;有防曬要求的房間應設遮陽窗簾;其他房間宜采用雙層活動窗或紗窗。
(8)化驗室的地面應平整、防滑、耐酸、耐堿、耐油、防靜電。
(9)用水房間應設112～115m瓷磚墻裙或油漆墻裙，以便于清潔。
(10)需要使用鋼瓶的化驗室應在建筑物外便于引管線到所在功能房間的地方建鋼瓶間，鋼瓶間要通風良好，并有防爆和泄爆措施。
3.2采暖、通風及排風和空調
3.2.1采暖
應根據項目具體情況，按有關規范或規定提出采暖要求。
3.2.2通風和排風
在化學實驗過程中，經常會產生各種難聞、有腐蝕性、有毒或易爆的氣體。這些有害氣體如不及時排出室外，就要造成室內空氣污染，影響實驗人員的健康和安全以及儀器設備的精度和壽命，因此，實驗室應考慮通風和排風系統。實驗室的通風和排風系統設計通常有如下要求：
(1)實驗時產生有害氣體的房間可設置通風柜進行局部通風，柜內需設熱源、水源、照明等;風機要求防爆，通風管道要耐酸堿腐蝕;對于合用一個風機的多臺通風柜，每臺通風柜都應有獨立的控制按鈕。
(2)對于環境要求嚴格的原子吸收室、液相色譜室或質譜分析室等可在儀器上方設置局部排風罩。
(3)對于會散發有毒有害氣體的化學分析室應設置通風柜進行局部排風。
(4)對于散發少量有害氣體的房間宜設軸流風機對外排氣。
(5)空氣要求保持一定潔凈度的房間，則要提出潔凈等級。
3.2.3空調
有恒溫、恒濕要求的房間應設置空調，溫度宜在18～28℃，濕度在30%～70%。
3.3給水和排水
(1)給排水管道的設置應滿足分析化驗洗滌的要求；室內總閥門應設在易操作的顯著位置；下水道應采用耐酸堿腐蝕的材料。
(2)應按需供給生活用水或新鮮水。
(3)分析化驗污水應排入生產污水管網，分析化驗廢棄的酸、堿、油污、化學試劑和廢渣應集中貯存再定期處理。
(4)應配備消防栓或化學滅火等消防設施。
3.4供電
實驗室供電一般分為照明電和動力電，而動力電主要用于各類儀器設備、空調和風機等的電力供應。實驗室用電有如下要求：
(1)實驗室電氣的設計應遵守國家或行業相關標準。
(2)實驗室內應設三相和單相交流電源，要設置電源總開關，以便能切斷室內電源。
(3)實驗室的動力和照明電源線及通信線宜暗設。應配備不間斷電源，當主電源斷電時應能給應急照明系統提供至少半小時的電源供應。
(4)實驗室的實驗臺、通風柜及其他實驗區域應有足夠數量的單相或三相插座，插座一般采用嵌入式，安裝在墻上，也可根據需要在實驗臺上安裝電源插座，大于16A的電源應采用空氣開關。
(5)實驗室的烘箱、冰箱、恒溫箱等固定設備應有專用供電電源，確保實驗結束時仍能運轉，不至于因切斷實驗室的總電源而影響其工作。
(6)實驗室要有接地系統，對大型精密儀器或有特殊要求的設備應單獨設置接地系統。
(7)實驗室采用熒光燈照明，藥品間、鋼瓶間等有爆炸危險的場所應設防爆燈具。
(8)根據需要，部門實驗室應設電話及網絡接口。
3.5供氣
實驗室供氣分為鋼瓶和管網供氣，供氣管道設計有如下要求：
(1)供氣管道應統籌規劃，集中布置，以便于安裝、操作和檢修。
(2)供氣管道應明敷。
(3)實驗室分析一般采用電加熱，室內不宜敷設燃料氣管道。
(4)由系統外管引入實驗室的氣體管道應設切斷閥、過濾器和壓力表。
(5)從系統外管引入的氣體管道宜采用無縫鋼管，儀表空氣可采用鍍鋅鋼管，但引入到儀器分析室后應轉換成與鋼瓶氣體管道材質保持一致的不銹鋼或紫銅管，但乙炔氣管道不得用紫銅管。
(6)鋼瓶氣體管道宜采用球閥、截止閥，嚴禁使用閘閥。
(7)氫氣管道不得穿越不使用氫氣的房間。
(8)管道與鋼瓶或設備連接時宜采用金屬管道，如為非金屬管道，宜采用聚氟乙烯管或聚氯乙烯管，不得采用乳膠管。
(9)對氫氣管道不得采用銅質的閥門和管件。
(10)氫氣、氧氣或乙炔氣管道所用管件和儀表必須是該介質的專用產品，不得代用。
(11)氫氣管道不宜采用螺紋連接，應采用焊接連接。高純氣體管道應采用承插焊接。
3.6家具
現代化的實驗室在追求環境舒適、安全的同時，應滿足實驗室的功能性、堅固性、耐腐蝕性，以及安裝布置的靈活性。實驗室家具通常分為實驗臺、實驗用柜和通風柜等。實驗室家具不同于一般家具，它常與水、電氣、化學物質以及儀器設備相接觸，因此對家具的構造和材質提出更高的要求。
(1)實驗臺一般為寬度750～800mm，高度800～900mm，長度根據實驗室大小來定，最好選擇組合式，以便施工安裝方便。
(2)實驗臺臺面要求平整、耐酸、耐堿、耐溶劑腐蝕、防火、易于清潔，并且不易碰碎玻璃儀器等。
(3)設備臺要求能承重，寬度一般不小于750mm，高度一般為500～850mm。放置分析儀器的設備臺不應靠墻布置，要距墻500～800mm，以便于氣路安裝、電路檢修、儀器維修等;放置加熱設備的設備臺要求堅固、耐熱，高度應適宜操作;放置天平的設備臺應采取防震措施。
(4)通風柜內襯及工作臺面按其使用性質應具有相應的耐腐蝕、防火、耐高溫及防水等性能，個別情況下還需要防爆。通風柜的面板玻璃要求使用安全玻璃，每個通風柜應有獨立的風道開啟裝置。
(5)藥品柜分為普通藥品柜、有毒藥品柜、劇毒藥品柜，藥品應按不同性質分別存放，劇毒藥品柜應由專人負責看管。
4、結語
(1)化工廠實驗室的設計是一項系統工程，它涉及建筑、結構、電氣、暖通、給排水、物理和化學等多專業知識。
(2)設計應以人為本，全面規劃，綜合考慮多方面因素，確保實驗人員和儀器尤其是貴重的精密儀器的安全。
(3)均衡實驗室的人力負荷，合理安排布局，適度考慮方便操作、使用和管理，同時兼顧實驗室的整齊美觀。
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