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[摘 要]本文主要对化工厂中重要的实验室部分的设计要点进行了分析与研究。
[关键词]化工厂 设计 流程
中图分类号：TU991 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）47-0287-01
1 化工厂实验室设计基础
（1）合同签订之前的项目前期阶段，要明确项目的性质、设计范围、设计原则、设计依据和建设规模，同时搜集资料、调查研究，借鉴以往类似产品、同等规模实验室的设计经验，根据化工工艺及系统、公用工程、环境保护及安全卫生等专业提出的初步分析项目条件，提出实验室的初步设计方案：实验室类型属于中央化验室还是车间化验室，实验室的大概面积和实验室的主要组成等。
（2）在初步设计阶段，针对前期阶段制订的初步设计方案，征求建设单位及有关部门的意见，进一步明确实施方案，依据有关专业提出更加详细的分析项目及要求，划分不同功能的实验室，依据实验室平面设计原则，给建筑专业提出合理的总体面积及各功能房间的布局要求，由建筑、结构专业设计人员共同设计出实验室的总平面布置图。同时给相关专业提出各功能房间的基本设施要求。
（3）在详细设计阶段，根据已批准的初步设计文件以及初步设计审核意见，修正初步设计方案，然后详细提出各功能房间的尺寸大小、基础设施要求、设备布置等情况。
2 平面建筑布局
2.1 设计原则
（1）把同类实验室组合在一起，例如把化学分析实验室集中布置在一起，以便于通风、排污、排毒措施的集中设置以及一些辅助仪器的共同利用，避免重复投资；气相色谱、液相色谱等有温度、湿度和洁净要求实验室集中布置在一起，便于集中布置空调设施。
（2）把工程管网较多的实验室组合在一起。例如有气源要求的仪器分析室应布置在一起，这样从钢瓶间或外管过来的气体管道就能集中安排在一起，便于敷设、管理和检修。
（3）把有隔振要求的实验室组合在一起，且一般宜设于底层。例如将天平室和精密仪器室尽量集中布置在底层并采取减振措施。
2.2 化工厂中控楼化验室举例
某化工厂中控楼化验室建筑面积为1662m 2，由于生产原料、中间产品和成品纯度的要求，各功能房间均为净化实验室。根据建筑、结构、暖通专业人员以及工厂分析化验人员的意见，同时考虑某些大型精密分析仪器对环境的要求，实验室划分为三个区域：千级净化区、万级净化区、普通净化区，每进入一个净化区都有风淋设施对人、物进行吹扫、消毒。对于要求比较高的千级净化区，实验期间处于封闭状态，所需样品通过传递窗进行传递，尽量避免外界环境对分析的干扰和影响。同时各功能房间均有空调、通风、温湿度控制设施，平面布局见图1。
3 基本要求
3.1 建筑和结构
（1）实验室最好在化工厂的上风向，避免车间灰尘和有害气体对分析化验结果的影响。（2）实验室要远离震源、噪声源、粉尘源和电磁干扰源。（3）实验室建筑的耐火等级不低于二级。（4）布置较重设备或要求防振的房间可设在底层；有洁净和安静要求的房间可布置在高层；有防潮或防晒要求房间则可分别设置在阳面或阴面。（5）特殊实验室除外，实验室的层高不得低于3.6m，中心走廊宽度宜2.4～ 2.7m；实验室建筑物为多层布置时，楼面荷载设计不小于3000N/m 2，负荷较大的房间按实际要求设计。（6）有爆炸危险的房间门应向外开；大房间应设双开门；有恒温恒湿要求的房间应设双道门（即设缓冲区）。（7）有洁净要求的房间应采用固定窗，避免灰尘进入室内；有防晒要求的房间应设遮阳窗帘；其他房间宜采用双层活动窗或纱窗。（8）化验室的地面应平整、防滑、耐酸、耐碱、耐油、防静电。（9）用水房间应设1.2～ 1.5m瓷砖墙裙或油漆墙裙，以便于清洁。（10）需要使用钢瓶的化验室应在建筑物外便于引管线到所在功能房间的地方建钢瓶间，钢瓶间要通风良好，并有防爆和泄爆措施。
3.2 通风及排风
在化学实验过程中，经常会产生各种难闻、有腐蚀性、有毒或易爆的气体。这些有害气体如不及時排出室外，就要造成室内空气污染，影响实验人员的健康和安全以及仪器设备的精度和寿命，因此，实验室应考虑通风和排风系统。实验室的通风和排风系统设计通常有如下要求：（1）实验时产生有害气体的房间可设置通风柜进行局部通风，柜内需设热源、水源、照明等；风机要求防爆，通风管道要耐酸碱腐蚀；对于合用一个风机的多台通风柜，每台通风柜都应有独立的控制按钮。（2）对于环境要求严格的原子吸收室、液相色谱室或质谱分析室等可在仪器上方设置局部排风罩。（3）对于会散发有毒有害气体的化学分析室应设置通风柜进行局部排风。（4）对于散发少量有害气体的房间宜设轴流风机对外排气。（5）空气要求保持一定洁净度的房间，则要提出洁净等级。
3.3 给水和排水
（1）给排水管道的设置应满足分析化验洗涤的要求；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。（2）应按需供给生活用水或新鲜水。（3）分析化验污水应排入生产污水管网，分析化验废弃的酸、碱、油污、化学试剂和废渣应集中贮存再定期处理。（4）应配备消防栓或化学灭火等消防设施。
3.4 供电
实验室供电一般分为照明电和动力电，而动力电主要用于各类仪器设备、空调和风机等的电力供应。实验室用电有如下要求：（1）实验室电气的设计应遵守国家或行业相关标准。（2）实验室内应设三相和单相交流电源，要设置电源总开关，以便能切断室内电源。（3）实验室的动力和照明电源线及通信线宜暗设。应配备不间断电源，当主电源断电时应能给应急照明系统提供至少半小时的电源供应。（4）实验室的实验台、通风柜及其他实验区域应有足够数量的单相或三相插座，插座一般采用嵌入式，安装在墙上，也可根据需要在实验台上安装电源插座，大于16A的电源应采用空气开关。（5）实验室的烘箱、冰箱、恒温箱等固定设备应有专用供电电源，确保实验结束时仍能运转，不至于因切断实验室的總电源而影响其工作。（6）实验室要有接地系统，对大型精密仪器或有特殊要求的设备应单独设置接地系统。（7）实验室采用荧光灯照明，药品间、钢瓶间等有爆炸危险的场所应设防爆灯具。（8）根据需要，部门实验室应设电话及网络接口。
参考文献
[1] 谢景欣.负压二级生物安全实验室设计要点[J].中国公共卫生.2010（10）
[2] 杨辉，史永果.石油化工中心化验室变风量通风系统设计[J].石油工程建设.2015（02）
[3] 蔡云飞，陈媛.浅谈现代化工企业化验室的发展[J].科技与企业.2015（12）
[关键词]化工厂 设计 流程
中图分类号：TU991 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）47-0287-01
1 化工厂实验室设计基础
（1）合同签订之前的项目前期阶段，要明确项目的性质、设计范围、设计原则、设计依据和建设规模，同时搜集资料、调查研究，借鉴以往类似产品、同等规模实验室的设计经验，根据化工工艺及系统、公用工程、环境保护及安全卫生等专业提出的初步分析项目条件，提出实验室的初步设计方案：实验室类型属于中央化验室还是车间化验室，实验室的大概面积和实验室的主要组成等。
（2）在初步设计阶段，针对前期阶段制订的初步设计方案，征求建设单位及有关部门的意见，进一步明确实施方案，依据有关专业提出更加详细的分析项目及要求，划分不同功能的实验室，依据实验室平面设计原则，给建筑专业提出合理的总体面积及各功能房间的布局要求，由建筑、结构专业设计人员共同设计出实验室的总平面布置图。同时给相关专业提出各功能房间的基本设施要求。
（3）在详细设计阶段，根据已批准的初步设计文件以及初步设计审核意见，修正初步设计方案，然后详细提出各功能房间的尺寸大小、基础设施要求、设备布置等情况。
2 平面建筑布局
2.1 设计原则
（1）把同类实验室组合在一起，例如把化学分析实验室集中布置在一起，以便于通风、排污、排毒措施的集中设置以及一些辅助仪器的共同利用，避免重复投资；气相色谱、液相色谱等有温度、湿度和洁净要求实验室集中布置在一起，便于集中布置空调设施。
（2）把工程管网较多的实验室组合在一起。例如有气源要求的仪器分析室应布置在一起，这样从钢瓶间或外管过来的气体管道就能集中安排在一起，便于敷设、管理和检修。
（3）把有隔振要求的实验室组合在一起，且一般宜设于底层。例如将天平室和精密仪器室尽量集中布置在底层并采取减振措施。
2.2 化工厂中控楼化验室举例
某化工厂中控楼化验室建筑面积为1662m 2，由于生产原料、中间产品和成品纯度的要求，各功能房间均为净化实验室。根据建筑、结构、暖通专业人员以及工厂分析化验人员的意见，同时考虑某些大型精密分析仪器对环境的要求，实验室划分为三个区域：千级净化区、万级净化区、普通净化区，每进入一个净化区都有风淋设施对人、物进行吹扫、消毒。对于要求比较高的千级净化区，实验期间处于封闭状态，所需样品通过传递窗进行传递，尽量避免外界环境对分析的干扰和影响。同时各功能房间均有空调、通风、温湿度控制设施，平面布局见图1。
3 基本要求
3.1 建筑和结构
（1）实验室最好在化工厂的上风向，避免车间灰尘和有害气体对分析化验结果的影响。（2）实验室要远离震源、噪声源、粉尘源和电磁干扰源。（3）实验室建筑的耐火等级不低于二级。（4）布置较重设备或要求防振的房间可设在底层；有洁净和安静要求的房间可布置在高层；有防潮或防晒要求房间则可分别设置在阳面或阴面。（5）特殊实验室除外，实验室的层高不得低于3.6m，中心走廊宽度宜2.4～ 2.7m；实验室建筑物为多层布置时，楼面荷载设计不小于3000N/m 2，负荷较大的房间按实际要求设计。（6）有爆炸危险的房间门应向外开；大房间应设双开门；有恒温恒湿要求的房间应设双道门（即设缓冲区）。（7）有洁净要求的房间应采用固定窗，避免灰尘进入室内；有防晒要求的房间应设遮阳窗帘；其他房间宜采用双层活动窗或纱窗。（8）化验室的地面应平整、防滑、耐酸、耐碱、耐油、防静电。（9）用水房间应设1.2～ 1.5m瓷砖墙裙或油漆墙裙，以便于清洁。（10）需要使用钢瓶的化验室应在建筑物外便于引管线到所在功能房间的地方建钢瓶间，钢瓶间要通风良好，并有防爆和泄爆措施。
3.2 通风及排风
在化学实验过程中，经常会产生各种难闻、有腐蚀性、有毒或易爆的气体。这些有害气体如不及時排出室外，就要造成室内空气污染，影响实验人员的健康和安全以及仪器设备的精度和寿命，因此，实验室应考虑通风和排风系统。实验室的通风和排风系统设计通常有如下要求：（1）实验时产生有害气体的房间可设置通风柜进行局部通风，柜内需设热源、水源、照明等；风机要求防爆，通风管道要耐酸碱腐蚀；对于合用一个风机的多台通风柜，每台通风柜都应有独立的控制按钮。（2）对于环境要求严格的原子吸收室、液相色谱室或质谱分析室等可在仪器上方设置局部排风罩。（3）对于会散发有毒有害气体的化学分析室应设置通风柜进行局部排风。（4）对于散发少量有害气体的房间宜设轴流风机对外排气。（5）空气要求保持一定洁净度的房间，则要提出洁净等级。
3.3 给水和排水
（1）给排水管道的设置应满足分析化验洗涤的要求；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。（2）应按需供给生活用水或新鲜水。（3）分析化验污水应排入生产污水管网，分析化验废弃的酸、碱、油污、化学试剂和废渣应集中贮存再定期处理。（4）应配备消防栓或化学灭火等消防设施。
3.4 供电
实验室供电一般分为照明电和动力电，而动力电主要用于各类仪器设备、空调和风机等的电力供应。实验室用电有如下要求：（1）实验室电气的设计应遵守国家或行业相关标准。（2）实验室内应设三相和单相交流电源，要设置电源总开关，以便能切断室内电源。（3）实验室的动力和照明电源线及通信线宜暗设。应配备不间断电源，当主电源断电时应能给应急照明系统提供至少半小时的电源供应。（4）实验室的实验台、通风柜及其他实验区域应有足够数量的单相或三相插座，插座一般采用嵌入式，安装在墙上，也可根据需要在实验台上安装电源插座，大于16A的电源应采用空气开关。（5）实验室的烘箱、冰箱、恒温箱等固定设备应有专用供电电源，确保实验结束时仍能运转，不至于因切断实验室的總电源而影响其工作。（6）实验室要有接地系统，对大型精密仪器或有特殊要求的设备应单独设置接地系统。（7）实验室采用荧光灯照明，药品间、钢瓶间等有爆炸危险的场所应设防爆灯具。（8）根据需要，部门实验室应设电话及网络接口。
参考文献
[1] 谢景欣.负压二级生物安全实验室设计要点[J].中国公共卫生.2010（10）
[2] 杨辉，史永果.石油化工中心化验室变风量通风系统设计[J].石油工程建设.2015（02）
[3] 蔡云飞，陈媛.浅谈现代化工企业化验室的发展[J].科技与企业.2015（12）