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实验室通风系统工程

  实验室通风工程是借助换气稀释或通风排除等手段,控制空气污染的传播与危害,是实现室内外空气环境质量保障的一种建筑环境控制技术。通风系统就是实现通风这一功能,包括进风口、排风口、送风管道、风机、降温及采暖、过滤器、控制系统以及其他附属设备在内的一整套装置。实验室通风工程是整个实验室设计和建设过程中,规模最大、影响最广泛的系统之一。通风工程的完善与否,直接对实验室环境、实验人员的身体健康、实验设备的运行维护等方面产生重要影响。

实验室通风系统一般由通风设备、通风管道、消声器、风机、控制系统组成。

1.通风设备主要有:通风柜(通风柜类型:全钢通风柜、玻璃钢通风柜、钢木通风柜、PP通风柜)、原子吸收罩、万向排气罩、桌面式通风罩等。

2.通风管道: 对于一般的普通建筑,若室内排出的气体没有腐蚀性,通风管道可以采用镀锌钢板,对于产生有腐蚀性气体的实验室,风管应采用耐腐蚀材料的PVC风管或玻璃钢风管。对于室内层高不足的实验室,一般采用矩形风管。

3.风机:风机主要有轴流风机、斜流风机、离心风机(风机的材质:一般分为玻璃钢、PP、PVC等);轴流风机、斜流风机适用于风压小、管路短的通风系统(直排);玻璃钢离心风机适用于管路长的通风系统(屋顶排放)。

    通风系统风量控制方式:

通风控制系统

通风控制系统可根据不同的情况采用不同的控制方式,为使各单台设备排风量达到设计要求,且确保每台通风设备在单独运行时不影响其它通风设备的正常运行,采用通风变频系统(变频方式:定风量变频/变风量变频)。

文丘里阀VAV控制

采用文丘里阀的通风柜控制系统则能很好解决系统管网压力变化这一问题,文丘里阀能根据管网压力变化自动调整。这个过程是伴随管网压力变化同时发生,从而避免了由风速控制系统来调节这一过程, 实现了快速稳定的风量控制,它有两种不同的工作模式,即变风量和定风量。

通风系统工程合作流程:

项目启动→沟通需求→勘察现场→方案设计→施工图设计→设计评审与复审→造价预算

通风系统工程工作理念:

(1)合理的利用实验室空间;
(2)满足工作环境对人性化的要求; 
(3)满足工作环境对安全性的要求。

通风系统工程相关规范:

1、《采暖通风与空气调节设计规范》 GB500192003

2、《高层民用建筑设计防火规范》 GB50045-952005

3、《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002

4、《暖通空调制图标准》GB/T50114-2001

5、《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005

6、《实验室生物安全通用要求》GB19489-2008

7、《建筑设计防火规范》GB50016-2014

8、《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005

9、兴建单位设计任务书及建筑专业设计图纸

实验室集中供气系统

实验室中央供气系统,是现在一种普遍被采用的供气方式,它主要是由气源,切换装置,调压装置,终端用气点,监控及报警装置组成。简单来说,实验室集中供气系统就是将所有气瓶集中存放在气瓶房,通过气瓶减压阀将气体输送到各个实验室(即仪器端)的系统。


实验室集中供气系统操作原理

  实验室供气有二级减压和多级减压,二级减压即气瓶端采用一级减压阀和末端采用一级减压阀来达到二级减压的目的。实验室一般推荐采用二级减压,这样可以保证气体的纯度和节约成本,也能达到多级减压的效果(推荐)

多级减压即气瓶端采用二级减压阀或多级减压阀和末端采用二级减压阀或多级减压阀来达到多级减压的目的。减压效果同二级减压效果差不多,但成本会更高;

阀门介绍

在选择减压阀的时候,必须考虑气体的种类、允许压力变化范围、最大气体用量和流速、管路的结构和使用场所等。由于各种气体的用途不同,在材料的选择上也会有些不同。一般都是选择316BA级不锈钢材质。

气瓶减压阀(一次减压阀)根据用户使用气体的频率和用气量,气瓶减压阀又分为单瓶式减压和多瓶式减压,多瓶式减压又可分为半自动减压和全自动减压,其成本相应也会不同,气瓶减压阀一般直接安装在气瓶上边(单瓶),也可以选择面板式安装在在墙上(双瓶或多瓶) .

1.一台仪器需要用到几种气体,就配几个终端减压阀,目前大多数实验室都采用这种方法(推存),压力稳定,流量也稳定

2.安装一个终端减压阀,之后通过接头分到每台仪器,这样做的成本会低些,但气体的压力和流量会受到一定的影响

终端减压阀根据美观和用户需要,可以安装在墙上边,也可以安装在工作台上边,等等

 实验室气体报警

一个现代化的实验室,安全必须放在首位。由于气瓶全部是集中存放,方便用户集中检查,节省成本和操作时间的同时,也当然存在安全隐患,但如果预警措施、安全措施到位的话,危险是可以避免的!为用户节省些不必要的损失:

气体泄漏报警装置

易燃气体报警:如果气瓶是集中存放的话,可以节少成本,用户只需在实验室的角落安装一个气体泄漏报警/易燃气体探头,如果气瓶房气体发生泄漏的话,感应探头会即刻将信号传至中心实验室的液晶显示瓶上,并发出预警的声音,这样用户就可以发即时维修。

低压报警:当用户在实验室工作时,需要知道气体是否快要用尽,气瓶压力是否足够,这对实验室实现不间断气体供应是很重要的;

实验室一些配件说明:

截止阀:即开关阀,装在气瓶减压阀和气瓶之间,更好的控制气阀接口的气体泄漏,也可以装在仪器端,当开关阀使用

流量计:用于调节气体流量

实验室集中供气的优点:

1、保持气体纯度;

2、不间断气体供应,系统可以以手动方式和自动方式在气瓶之间进行切换,保证气体连续供应

3、低压警示,当气压低于警报限时,报警装置可自动启动报警

4、气体压力稳定,系统采用两级减压方式供气,可得到非常稳定的压力

5、高效率,通过供气控制系统,可充分使用气瓶中的气体,减少残气余量,降低用气成本

6、操作简便,所有气瓶存放在同一位置,减少搬运安装的操作,节约时间和成本费用

7、减少气瓶的租金,采用集中供气,可减少对气瓶数量的要求,从而节省气瓶的租用成本

8、无气瓶在实验室,可提高安全性、提高安全感、节省实验室操作空间

9、方便检查和维修

实验室改造搬迁
实验室改造搬迁工程
实验室改造建设

如何新建、设计改造实验室?首先,先找设计单位、建设单位、进行技术上的沟通,然后核对相关规范,看是否符合国家标准,当然,要以国家规范为原则,进行设计布局与建设,再结合行业经验及专业技术,提供合理合规的实验室建设方案。

根据试验任务需要,实验室有贵重的精密仪器和各种化学药品,其中包括易燃及腐蚀性药品。另外,在操作过程中常产生有害的气体或蒸气。因此,对化验室的房屋结构、环境、室内设施等有其特殊的要求,在筹建新化验室或改建原有化验室时都应考虑。化验室用房大致分为三类:精密仪器实验室、化学分析实验室、辅助室(办公室、储藏室、钢瓶室等)。化验室要求远离灰尘、烟雾、噪音和震动源的环境中,因此化验室不应建在交通要道、锅炉房、机房及生产车间近旁(车间化验室除外)。为保持良好的气象条件,一般应为南北方向。









1.精密仪器室

精密仪器室要求具有防火、防震、防电磁干扰、防噪音、防潮、防腐蚀、防尘、防有害气体侵入的功能,室温尽可能保持恒定。为保持一般仪器良好的使用性能,温度应在15~30℃,有条件的最好控制在18~25℃。湿度在60%~70%,需要恒温的仪器室可装双层门窗及安装空调。

仪器室可用水磨石地或防静电地板,不推荐使用地毯,因地毯易积聚灰尘,还会产生静电、大型精密仪器室的供电电压应稳定,一般允许电压波动范围为±10%。必要时要配备附属设备(如,稳压电源等)。为保证供电不间断,可采用双电源供电。应设计有专用地线,接地极电阻小于4Ω。

气相色谱室及原子吸收分析室因要用到高压钢瓶,最好设在就近能建钢瓶室(方向朝北)的位置。放仪器用的实验台与墙距离500mm,以便于操作与维修,室内有有良好的通风,原子吸收仪器上方设局部排气罩。

微型计算机和微机控制的精密仪器对供电电压和频率有一定要求。为防止电压瞬变、瞬时停电、电压不足等影响仪器动作,可根据需要选用不间断电源(UPS)。

在设计专用的仪器分析室的同时,就近配套设计相应的化学处理室,这在保护仪器和加强管理上是非常必要的。

2.化学分析室

在化学分析室中进行样品的化学处理和分析测定,工作中常使用一些小型的电器设备及各种化学试剂,如操作不慎也具有一定的危险性,针对这些使用特点,在化学分析室设计上应注意以下要求:

(1)建筑要求:化验室的建筑应耐火或用不易燃的材料建成,隔断和顶棚也要考虑到防火性能。可采用水磨石地面,窗户要能防尘,室内采光要好,门应向外开,大实验室应设两个出口,以利于发生意外时人员的撤离。

(2)供水和排水:供水要保证必须的水压、水质、和水量以满足仪器设备正常运行的需要,室内总阀门应设在易操作的显著位置,下水道应采用耐酸碱腐蚀的材料,地面应有地漏。

(3)通风设施:由于化验工作中常常会产生有毒或易燃的气体,因此化验室要有良好的通风条件,通风设施一般有3种:

①全室通风:采用排气扇或通风竖井,换气次数一般为5次/时。

②局部排气罩:一般安装在大型仪器发生有害气体部位的上方。在实验室中产生有害气体的上方,设置局部排气罩以减少室内空气的污染。

③通风柜:这是实验室常用的一种局部排风设备。内有加热源、水源、照明等装置。可采用防火防爆的金属材料制作通风柜,内涂防腐涂料,通风管道要能耐酸碱气体腐蚀。风机可安装在顶层机房内,并应有减少震动和噪音的装臵,排气管应高于屋顶2m以上。一台排风机连接一个通风柜较好,不同房间共用一个风机和通风管道易发生交叉污染。通风柜在室内的正确位置是放在空气流动较小的地方,或采用较好的狭缝式通风柜。通风柜台面高度800mm,宽750mm,柜内净高1200-1500mm,操作口高度800mm,柜长1200-1800mm。条缝处风速0.3-0.5m/s视窗开启高度为300-500mm。挡板后风道宽度等于缝宽2倍以上。

(4)煤气与供电:有条件的化验室可安装管道煤气。化验室的电源分照明用电和设备用电。照明最好采用荧光灯。设备用电中,24h运行的电器如冰箱单独供电,其余电器设备均由总开关控制,烘箱、高温炉等电热设备应有专用插座、开关及熔断器。在室内及走廊上安装应急灯,备夜间突然停电时使用。

(5)实验台:实验台主要由台面、台下的支架和器皿柜组成,为方便操作,台上可设置药品架,台的两端可安装水槽。

实验台面一般宽750mm,长根据房间尺寸,可为1500-3000mm,高可为800-850mm。台面常用贴面理化板、实芯理化板、耐腐人造石或水磨石预制板等制成。理想的台面应平整、不易碎裂、耐酸碱及溶剂腐蚀,耐热,不易碰碎玻璃器皿等。

3.辅助用室

(1)药品储藏室:由于很多化学试剂属于易燃、易爆、有毒或腐蚀性物品,故不要购置过多。储藏室仅用于存放少量近期要用的化学药品,且要符合危险品存放安全要求。要具有防明火、防潮湿、防高温、防日光直射、防雷电的功能。药品储藏室房间应朝北、干燥、通风良好,顶棚应遮阳隔热,门窗应坚固,窗应为高窗,门窗应设遮阳板。门应朝外开。易燃液体储藏室室温一般不许超过28℃,爆炸品不许超过30℃。少量危险品可分类隔离贮存。室内设排气降温风扇,采用防爆型照明灯具。备有消防器材。可以采用符合上述条件的半地下室为药品储藏室。

(2)钢瓶室:易燃或助燃气体钢瓶要求安放在室外的钢瓶室内,钢瓶室要求远离热源、火源及可燃物仓库。钢瓶室要用非燃或难燃材料构造,墙壁用防爆墙,轻质顶盖,门朝外开。要避免阳光照射,并有良好的通风条件。钢瓶距明火热源10m以上,室内设有直立稳固的铁架用于放置钢瓶。

2、实验室选址:

在对将要实施的实验室项目进行充分的分析论证的基础上,结合区位因素和环境因素对实验室进行选址。实验室场地需要考虑消防验收和获取环评资质,尤其是后期需要获得CMA计量认证和CNAS认可的实验室,环评资质是前提条件。

3、初步确立实验室整体规划方案:

实验室整体规划包括建设外观、风格、高度、布局等。在实验室建设之前,既要了解当下的需求又要考虑到未来的发展,可以参考相关行业的实验室建设案例后再进行实验室的整体规划。


4、实验室平面布局的设计:

实验室平面布局设计阶段应尽可能地详细考虑工作和发展的需求,合理配置空间,尽量优化整合。实验室平面布局完善,才能确保后续的水、电、风等专业设计。此外,将CMA认证和CNAS认可评审的要求前置到规划设计阶段,彻底规避实验室因前期规划不合理导致实验室评审通不过,整改和重建的风险。

平面设计我们主要考虑以下几个方面的因素:

1.疏散、撤离、逃生、顺畅、无阻,安全通道;一般实验室门主要向里开,但如设置有爆炸危险的房间,房门应朝外开,房门材质最好选择压力玻璃。

2.人体学(前后左右工作空间),完美的设备与科技工作者操作空间范围的协调搭配体现了科学化、人性化的规划设计。

在做平面设计的时候,首先要考虑的因素是就是“安全”,实验室是最易发生爆炸、火灾、毒气泄露等的场所。我们在做平面设计的时候,应尽量地要保持实验室的通风流畅、逃生通道畅通。根据国际人体工程学的标准。我们做如下的划分以供参照:实验台与实验台通道划分标准(通道间隔用L表示):

L>500mm时,一边可站人操作;

L>800mm时,一边可坐人操作;

L>1200mm时,一边可坐人,一边可站人,中间不可过人;

L>1500mm时,两边可坐人,中间可过人;

L>1800mm时,两边可坐人,中间可过人可过仪器。

天平台、仪器台不宜离墙太近,离墙400mm为宜。为了在工作发生危险时易于疏散,实验台间的过道应全部通向走廊。另:实验室建筑层高宜为3.7米-4.0米为宜,净高宜为2.7米-2.8米,有洁净度、压力梯度、恒温恒湿等特殊要求的实验室净高宜为2.5米-2.7米(不包括吊顶);实验室走廊净宽宜为2.5米-3.0米,普通实验室双门宽以1.1米-1.5米(不对称对开门)为宜,单门宽以0.8米-0.9米为宜。

3.专业学科功能:实验室通常按物理学,无机化学,有机合成化学,生物学来分类。根据实验室内容、用途和规模的不同又各有自己的特点,主要由化学基本实验室、仪器分析实验室、洁净实验室、电子计算机室、研究室、辅助实验室、服务供应室等组成。

化学基本实验室,主要是进行容量分析、离子测定、氧化还原等实验,一般设计的装备有:实验台与洗涤台;通风柜及管道修检井;带试剂架的实验台及辅助工作台,需考虑设在实验室内的研究空间或电脑台,药品柜、器皿柜、落地安臵的仪器设备、急救器等。

仪器分析实验室,主要配备各种大型精密分析仪器,同时,也包括普通小型分析仪等,一般设计的装备有:仪器台、实验台、通风柜、天平台、电脑台、气瓶柜、洗涤台、器皿柜、药品柜、急救器、万向排气罩、原子吸收罩等。以下列出各类仪器分析实验室的要求,以供参考。

各类仪器分析实验室要求:

气相色谱分析室:主要是对容易转化为气态而不分解的液态有机化合物及气态样品的分析。仪器设备主要有气相色谱仪,具有计算机控制系统及数据处理系统,自动化程度很高,对有机化合物具有高效的分离能力,所用载气主要有:H2、N2、Ar、He、CO2等。但对高沸点化合物,难挥发的及热不稳定的化合物、离子化合物、高聚物的分离却无能为力。要求局部排风及避免阳光直射在仪器上,避免影响电路系统正常工作的电场及磁场存在,一般设计:仪器台(应离墙以便仪器维修)、万向排气罩、电脑台(一般在仪器台旁配臵)、边台、洗涤台、试剂柜等。

液相色谱分析室:主要体现在高效率分离,对复杂的有机化合物分离制取纯净化合物,定量分析和定性分析,仪器设备主要有:高效液相色谱仪,适宜于高沸点化合物、难挥发化合物、热不稳定化合物、离子化合物、高聚物等,弥补气相色谱仪的不足。环境和实验室基础装备设计要求与气相色谙室相近。

质谱分析室:主要是对纯有机物的定性分析,实现对有机化合物的分子量、分子式、分子结构的测定,分析样品可以是气体、液体、固体,主要设备有质谱仪、气-质联用仪。质谱仪是利用电磁学的原理,使物质的离子按照基特征的质荷比(即质量m与电荷e之比—m/e)来进行分离并进行质谱分析的仪器,缺点是对复杂有机混合物的分离无能为力。气相色谱分离效率高,定量分析简便的特点,结合质谱仪灵敏度高,定性分析能力强的特点,两种仪器联用为气-质联用仪。可以取长补短,提高分析质量和效率。质谱仪可能有汞蒸汽逸出,要考虑局部排风。

光谱分析室:主要是根据物质对光具有吸收、散射的物理特征及发射光的物理特性,在分析化学领域建立化学分析。主要的仪器是原子发射光谱仪、原子吸收光谱仪,分光光度计、原子荧光光谱仪、荧光分光光度计、X射线荧光仪、红外光光谱仪、电感耦合等离子体(LCP)光谱仪、拉曼光谱仪等。实验室应尽量远离化学实验室、以防止酸、碱、腐蚀性气体等对仪器的损害,远离辐射源。

































5、实验室空调系统施工:

空调系统不仅仅是控制实验室的温湿度,同时还应与实验室通风系统配合,才能真正有效地保证实验室建设效果。按布置方式不同,分为分散型空调系统、集中型空调系统和局部集中型空调系统,在设计时应根据实际情况进行选择。





















6、实验室通排风系统施工:

实验室通排风系统是整个实验室设计和建设过程中规模最大、影响最广泛的系统之一,实验室通排风系统设计牵动着整个实验室的环境及实验人员的健康、实验设备的运行维护等。




















7、实验室配电系统施工:

实验室的配电系统是根据实验仪器和设备的具体要求,经过专业的设计人员综合多方面因素设计完成的。因为实验室仪器设备对电路的要求比较复杂,对配电系统的设计,不但要考虑现有的仪器设备情况,同时也要考虑实验室近几年的发展方向,充分考虑配电系统的预留及电路维护等问题。

8、实验室给排水系统施工:

实验室给排水跟建筑的给排水是一体化的产物,因此设计工作必须由专业人员根据实验室所配置的实验台所需给、排水的要求来确定,然后设计整体工程的给、排水布局。

9、实验室消防系统施工:

实验室对消防的要求会比普通场所要高一点,实验室设计要结合具体情况采用不同的消防措施来保障实验室的消防安全。

10、实验室家具的选择施工

按照实验室的布局选择合适的实验室家具。实验室家具的选择首先应考虑能充分满足工作所需,其次再考虑家具的材质、结构、颜色搭配等要素。

11、实验室室内装修施工

实验室装修时,天花一般不采用大块的整体结构,这样会对后续的施工维护造成隐患。参观走廊两侧或大型仪器室可采用落地玻璃幕墙设计,这样更加通透明亮,便于管理和参观。




实验仪器搬迁工作

一、准备工作

1.1大型仪器和设备的部件拆卸和包装各仪器厂家对于客户仪器的搬迁方面的规定不尽相同,所以在搬家前操作者务必咨询各自的厂家。必要时,需要工程师亲自上门拆卸精密部件,并指导各部件及仪器整机的包装。检测人员对拆下的部件单独装箱并贴明标识,仪器本身也需要用气泡塑料包装膜包装。对于厂家不来现场指导的,操作人员一定要详细咨询,询问包装时的注意事项,自行拆卸的部件,要做好记录,以便安装时及时复原。为加强质量管理,提高工作效率,在搬迁大型仪器时,每台仪器对应一张拆装记录表,表中涵盖了拆装前后时间和当时的仪器状态以及安装调试后的检定时间等一系列仪器变化的信息。

1.2物资准备手提便携式打包机一台,气泡塑料包装膜若干,保鲜膜若干,透明胶带30卷,彩色油性记号笔15只,纸箱100个,自粘标签纸200张,数码相机一台,多用组合工具两套。

1.3新环境的准备,新环境的准备是从实验室的设计开始的,主要包括:上下水、电路、气路和通风等实验室硬件设施。需要注意的是:有些大型仪器(ICP)在电路上的要求比较特殊,需要专门设计和制作。另外,一些大仪器的排风要求相对较高,不同于普通实验室内的万向臂和通风柜,也需要提早准备。

二、运输过程注意事项

2.1个别设备的运输,理化实验室有不少精密设备和仪器的易损部件,如:精密天平、ICP的矩管、雾化器、原子荧光的自动进样装置等,这些需要检测人员全程搬运和押运,最好集中放置,妥善保管。以便及时安装调试,功能复原。化学试剂是理化实验室的常规和主要耗材,对于试剂的搬运,已经开封启用的,作为废液请专门的公司回收;没有开封的和整箱的,联系专车一次性完成运送。

2.2大宗物品的集中运输,大宗物品的运输是由搬家公司负责搬运。检测人员先期应装箱打包,贴好标识。并在运输过程中随车押运,这样能更好地监督整个运送过程。

2.3运输的次序,运输的次序不是主要问题。出于安全方面的考虑,应先搬玻璃器皿和小型物品,大型仪器设备最后搬迁。需要注意的是,更衣柜、椅子等上班必用物品最后搬;

三、安装和调试

对于体积小、功能相对简单的小型仪器或设备,检测人员可以自己动手调试。如:电子天平、分光光度计等。而大型分析仪器设备须请工程师亲自安装调试,确保设备功能正常后再联系计量部门进行检定,检定合格后才能正式开展检测工作。需要注意的是,调试前需要检查仪器的安装条件是否到位,如:电路、稳压器、水、气路和通风是否功能正常;备用气是充分准备,备用气是否充足;空调系统是否正常运转;试剂和标准溶液是否配制完毕。建议检测人员向各自的仪器公司索要类似的材料,以便做好充分准备,使得调试顺利。

四、总结

实验室改造搬迁是个较为复杂的系统工程,需要领导正确的决策、各部门的密切配合、良好的团队执行力以及高度的责任心。搬迁的过程既是体力劳动,更是脑力劳动。搬迁工作的完成的质量直接影响到仪器的维护的质量和仪器的寿命、实验室布局和检测流程的合理性、检测工作的进度和效率、最终影响整个实验室未来的发展。华净净化专业从事实验室设计、建设、装修、改造、通风、净化、水电气、三废处理和实验室家具设计生产安装一站式系统工程。