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淺談實驗室家具設(shè)計
【導(dǎo)讀】 實驗室家具的設(shè)計,、靈活性以及系列化是實驗室建筑的組成部分之一,，是實驗室的基本條件之一。
實驗室家具
實驗室家具是一類比較特殊的家具,，實驗室家具不僅應(yīng)具有優(yōu)良的使用功能,，還應(yīng)具備整潔明朗的外觀和色彩，以改善室內(nèi)環(huán)境,，體現(xiàn)時代特征,。實驗室家具的設(shè)計、靈活性以及系列化是實驗室建筑的組成部分之一,，是實驗室的基本條件之一,。
實驗室家具為適應(yīng)各類不同實驗內(nèi)容的實驗室的需要，在追求實驗環(huán)境舒適,、安全的同時,，應(yīng)滿足實驗的功能性,、堅固性,、耐腐蝕性，以及安裝布置的靈活性等,。實驗室家具不同于家用家具,，它的使用常與水、電,、氣,、化學(xué)物質(zhì)和材質(zhì)以及儀器設(shè)備相接觸，因此對家具的構(gòu)造和材質(zhì)提出更高的要求,，在實驗室建設(shè)時必須重視實驗室家具的設(shè)計和選型,。
實驗室家具很多，但歸納起來主要是實驗臺,、實驗用柜和通風柜等幾大類,。
1、實驗臺
1.1.1按結(jié)構(gòu)形式分：分為固定式和組合式
固定式實驗臺：固定式實驗臺的形式很多,，國內(nèi)至今仍普遍采用,。常見的用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的臺面和磚砌支座,，臺下為木制器皿柜,，臺面上用白色瓷磚、水磨石,、大理石或天然花崗巖等,。這類實驗臺堅固耐用，耐高溫,，而且平穩(wěn),，常用于天平臺,、高溫爐臺以及測光儀器臺等。
組合式實驗臺：依靠自身的構(gòu)造形式,，分為幾個獨立的部分,，分別制作，然后組合在一起,，可以靈活布置實驗室,，便于運輸，便于系列化生產(chǎn),。
1.1.2按材質(zhì)分類
木結(jié)構(gòu)：這是國內(nèi)外較普遍采用的形式,，質(zhì)量較輕，又較靈活,，而且可以做成各種單元組合式,，其缺點是木材耗用量較大。
鋼結(jié)構(gòu)：這種結(jié)構(gòu)由鋼支架,、器皿柜,、臺面和試劑架等構(gòu)件組成。鋼支架系薄壁型鋼制成,，腳支架底腳有微調(diào)螺絲,，鋼支架之間留有管道空間。器皿柜是木制構(gòu)件,，可以靈活地掛在鋼支架上,。這種材質(zhì)盡管其外表有防腐涂料，但難免有銹蝕,，一般用于儀器分析室,。鋼制實驗室家具的優(yōu)點：堅固、美觀,，能使用10年以上保持不變形,，可以耐強酸、強堿,，是實驗室家具的發(fā)展方向,。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：這種實驗臺包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的臺面與支座（或磚砌支座）和臺下的器皿柜。其缺點是質(zhì)量大,，又缺乏靈活性,。
混合結(jié)構(gòu)：采用鋼架、鋼筋混凝土臺面或新型臺面材料與下部活動的木制器皿柜,，這也有可能做成單元組合式,，其質(zhì)量較輕，從靈活方面考慮也較上一種有好。
1.1.3按實驗用途分類
主要有化學(xué)實驗臺,、儀器實驗臺,、天平臺、洗滌臺等,，種類繁多,。實驗臺根據(jù)實驗室布局不同,，位于實驗室中間,，稱為島式實驗臺；實驗臺的一端靠墻則稱為半島式實驗臺,；如果實驗臺的一條長邊靠墻稱為側(cè)邊實驗臺,。與之相適應(yīng)的試劑架、洗滌臺,、器皿柜也有所不同,。有的還把實驗臺分為單面實驗臺和雙面實驗臺，后者實指島式實驗臺和半島式實驗臺,。
1.1.4臺面
目前使用較多的臺面材料有以下幾種：
環(huán)氧樹脂臺面：主要為加強型環(huán)氧樹脂成份,，有平滑而安全的弧型收邊，是模具一體成型的化學(xué)臺面板,。內(nèi)外材質(zhì)一致,，損傷時可修復(fù)還原。具的耐酸堿,、而撞擊,、耐高溫（約800℃）能力。 耐蝕實心理化板：系以篩選后之多重夾紙,，浸泡于特殊酚液后經(jīng)高壓熱固效應(yīng)成型,，并經(jīng)表面特殊耐蝕處理。具有耐酸堿,、耐撞擊,、耐熱特性，經(jīng)濟而耐用,。
TRESPA（千思板）：成分為70%的木質(zhì)纖維,，30%的三聚氰胺樹脂，采用雙電子束掃描技術(shù)將三聚氰胺附貼在面層,，經(jīng)高溫高壓成型,。 耐蝕理化貼面板由添加特殊成份酚醛樹脂含浸的牛皮紙、白色及特殊表層紙經(jīng)高溫,、高壓處理而成,。具有耐酸堿,、耐撞擊,、耐熱特性,。經(jīng)濟，耐用（配合基材使用）,。
2,、1實驗用柜
2.1.1藥品柜
藥品柜是化學(xué)實驗室*的櫥柜。主要放置固體化學(xué)試劑和標準溶液,，這兩者必須分類放置,，不可混放在一起。放置化學(xué)試劑應(yīng)分類放置,，便于查找,。同時為了安全，藥品柜應(yīng)設(shè)置玻璃門窗,，柜體也應(yīng)具有一定的承重能力和防腐蝕性,。
2.1.2柜
（1）樣品柜：放置各類實驗樣品用的樣品柜，應(yīng)有分格且可貼標簽等的隔板,，便于存放樣品和查找樣品,，因為有些樣品，根據(jù)樣品的物理性質(zhì)和化學(xué)穩(wěn)定性而需放入干燥器保存,，因此分格有大有小,，以便于存放不同的樣品。
（2）藥品保管柜：用于存放液體試劑,，如鹽酸,、硝酸、過氯酸,、有機試劑等揮發(fā)性藥品,。一般為木制，也有鋼制,，可存放規(guī)格不同的試劑,。柜子要求穩(wěn)固，可以并排使用,，也可以與地面墻壁固定,。
（3）危險品保管柜：適用于危險物品的簡單保管和短期保管，采用不銹鋼制作,，或耐火磚砌而成,。
（4）玻璃器皿干燥和保管柜：洗凈后的下班器皿在托架上保存，托架用導(dǎo)軌與柜體固定,，使玻璃器皿存取方便,，各層托架可根據(jù)器皿尺寸大小調(diào)節(jié)位置,，器皿架通風良好，易于清潔干燥,。
除此之外,，還有工具柜、雜品柜,、更衣柜等,。
2、2實驗椅凳
根據(jù)實驗需要,，工作椅凳可有鋼制,、木制。為方便實驗和節(jié)約空間,，通常用圓凳,。圓凳若為鋼制還可調(diào)節(jié)高度。儀器實驗室可有帶滑輪的靠背椅,，便于操作,。
2、3 潔凈柜
潔凈柜又稱超凈工作臺,，廣泛應(yīng)用于生物,、醫(yī)藥、衛(wèi)生,、電子,、精密儀器、儀表等行業(yè),?？商峁o菌、無塵的潔凈操作環(huán)境,。
潔凈柜的結(jié)構(gòu)與工作原理：主要部件包括柜體,、操作臺面、前面板,、風機,、靜壓箱、過濾器,、照明燈,、殺菌燈等。外部氣體經(jīng)風機區(qū),，工作區(qū)氣體呈正壓以保證不受外界氣體的污染,，潔凈柜根據(jù)氣體的流向可分為水平層流和垂直層流，規(guī)格有單人,、雙人,、單面,、雙面，也可串聯(lián)使用,。
2,、4生物安全柜
生物安全柜廣泛應(yīng)用于大專院校、科研院所,、藥廠,、衛(wèi)生防疫等單位,，是微生物實驗操作的主要潔凈設(shè)備,，可防止可能存在的有毒有害懸浮顆粒的擴散，保護實驗過程中操作者和環(huán)境的安全,，也可保護操作過程中樣品免受污染,。
生物安全柜的等級：
一級：相當于帶過濾器的排毒柜功能，保護操作者和環(huán)境,。
二級：同時保護操作者,，環(huán)境和樣品，適用于生物安全1,、2,、3級的樣品。
三級：同時保護操作者,，環(huán)境和樣品,，操作環(huán)境與外界環(huán)境*隔離，帶有手套箱,，全密式操作,，適用于高危險性樣品的實驗操作。
2,、5生物安全柜與潔凈柜的主要區(qū)別
生物安全柜主要是保護操作者和環(huán)境,，也可保護樣品，結(jié)構(gòu)比潔凈柜復(fù)雜,，操作區(qū)氣體負壓,，氣體凈化后排放；潔凈柜保護操作樣品,，不保護操作者及環(huán)境,，操作區(qū)處氣體正壓，操作區(qū)外氣體直接排放,。
2,、6通風柜
實驗室通風是實驗室設(shè)計中*的一個組成部分。為了使實驗室工作人員不吸入或咽入一些有毒的,、可致病的或毒性不明的化學(xué)物質(zhì)和有機體,、實驗室中應(yīng)有良好的通風,。為阻止一些蒸氣、氣體和微粒（煙霧,、煤煙,、灰塵和氣懸體）的吸收，污染物質(zhì)須用通風柜,、通風罩或局部通風的方法除去,。 通風柜是實驗室中zui常用的一種局部排風設(shè)備，種類繁多,，由于其結(jié)構(gòu)不同,，使用的條件不同，其排風效果也不相同,。通風柜的性能好環(huán),，主要取決于通過通風柜空氣移動的速度。
實驗室中所采用的通風柜歸納起來有六種：
①項抽式通風柜：這種通風柜的特點是結(jié)構(gòu)簡單,、制造方便,，適合有熱量產(chǎn)生的場合。
②狹縫式通風柜：狹縫式通風柜是在其頂部和后側(cè)設(shè)有排風狹縫,，對各種不同工況都能獲得良好的效果,。但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制作也較麻煩,。
③旁通式通風柜：當實驗室考慮幅度通風柜排除室內(nèi)空氣時,，采用這種通風柜比較理想，因為當柜門全閉時并不影響室內(nèi)的換氣量,。
④補風式通風柜：對于有空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實驗室或潔凈實驗室,，采用這種通風柜是很理想的，既節(jié)省了能量,，又不影響室內(nèi)的氣流組織,。
⑤自然通風式通風柜：優(yōu)點是不耗電；能日夜連續(xù)換氣（經(jīng)實測室內(nèi)換氣可達6次/h）,，有利于室內(nèi)換氣,；無噪聲和振動；由于沒有機械設(shè)備,，容易保養(yǎng),；構(gòu)造簡單，造價低廉,。但它的使用受一定條件限制,，凡毒性較高和不產(chǎn)生熱量的實驗，都不宜采用,，有的房間,，在夏季也不宜使用,。
⑥活動式通風柜：在現(xiàn)代化實驗室建筑中，有時還配置一種通用實驗室（實驗大廳）,，其中的實驗工作臺,、水盆通風柜等設(shè)備都可隨時移動，不用時也可推入鄰近的貯藏室,。這種通風柜宜用木材,、塑料或輕金屬制作，以便移動,。 3．實驗室規(guī)劃與家具設(shè)計
目前我國還沒有國家標準對實驗室進行規(guī)范和要求,。目前國內(nèi)的實驗室規(guī)劃設(shè)計人員都是其他相關(guān)專業(yè)人士，在工作的過程中逐漸摸索出一套適合實驗室規(guī)劃設(shè)計的大致統(tǒng)一的思想和方法,，成為行業(yè)內(nèi)默守的不成文的準則,。
實驗室規(guī)劃設(shè)計中涉及到的內(nèi)容很多,，如實驗室內(nèi)的設(shè)備儀器,、儲存、儲藏家具,、衛(wèi)生要求,、建筑和人員安全、防火要求,、電路布線,、給排水等等。
3,、1設(shè)計前
在進行設(shè)計之前,，首先要對目標實驗室的以下內(nèi)容進行了解，并進行初步規(guī)劃,。
1．設(shè)計現(xiàn)代化的實驗室,，首先要制定的提出實驗室的總體規(guī)劃，確定實驗室的性質(zhì),、目的,、任務(wù)、依據(jù)和規(guī)模,，確定各類實驗室功能和工藝條件以及規(guī)模大小,。
2．室內(nèi)空間的總體概念，如房間形狀,，尺寸等,。 3．天花的類型和高度等。
3．地面,，要針對不同實驗室采用不同地面,，不能在實驗室內(nèi)使用大理石地面?，F(xiàn)在人們zui常用的是PVC地面和還氧樹脂地面兩種，也有的用瓷磚,。地面除了要注意類型外,，還要注意上下水管道的位置等。
4．墻面,，包括柱體的位置,、窗臺高、踢腳板的寬度等都要確定清楚,，這是很重要的一個方面,，因為這些都是在具體施工中經(jīng)常出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)。
3,、2實驗室工作臺
對實驗室進行規(guī)劃設(shè)計,，就不能不了解實驗室家具的尺寸參數(shù)和實驗臺的設(shè)計模式，如坐式工作臺的高度通常在750-850mm之間,，如果男性實驗員占較高比率也可考慮900mm高,。站式高度則在850mm-920mm之間；工作臺的長度通常宜考慮每人1200mm(zui小不應(yīng)小于1000mm),，而有機化學(xué)實驗臺則須考慮長一些,，可取1400-1600mm。試劑架高度為1200-1650mm之間,；而高柜可達1800-2000mm等,。 實驗臺的設(shè)計模式的重點是安全性和方便性，有以下幾種常用的設(shè)計模式：
1．島型：是zui常見的一種模式,。常使用于大空間,、成長方形的室內(nèi)形式。此模式的特點是人流順暢,。
2．半島型：這也是一種比較典型的應(yīng)用方式,，此模式適用于狹長的房間。
3．L型：L型適用于較為窄小的房間形式,。
除以上三種外,，還有U型與一字型（即側(cè)邊實驗臺）布局也較常用。 在設(shè)計化學(xué)分析實驗時,，通常在實驗室中央配置從兩面都能夠操作的中央實驗臺,，兩邊配置邊實驗臺、測試臺,、通風柜,、藥品柜、干燥柜等，根據(jù)需要配備凈化臺,、恒溫恒濕設(shè)備,，為了盡可能多地增加使用空間，往往還需配備一些平面型實驗臺,。
為了便于分析儀器的操作使用,，分析儀器使用的特殊氣體的配管，應(yīng)該盡量接近分析儀器,。
在生物實驗室中,，考慮從一般實驗到檢查、測試,、照相,、洗相等數(shù)據(jù)處理工作流程的特殊要求。通?？稍谶M口處設(shè)水池臺和干燥臺,，便于實驗室器皿的清洗。
3,、3安全通道
實驗室規(guī)劃設(shè)計中當然也不能忽視對安全通道的特別設(shè)計,。這里指的是實驗室室內(nèi)設(shè)計中的安全距離等。
安全門：作為疏散通道,。門寬900-1500mm,，其中單門一般為900mm。,，雙門有1200mm、1400mm,、1500mm等,。
安全距離：對于主通道來說，若兩個實驗臺雙面操作,，距離應(yīng)≥1500mm,；單面操作≥1200mm（而現(xiàn)在學(xué)校的實驗室通道基本未達到此要求）；有排毒柜的話,，距離應(yīng)≥1500mm,，且特別注意排毒柜不能放置在靠近門口的位置。
通道距離：一般建筑內(nèi)部的消防通道zui小寬度是1200mm,，而實驗室則不同,，zui少應(yīng)留1500mm寬。
3,、4安全設(shè)備
此處所說的安全設(shè)計指的是實驗室的備用設(shè)備,，如桌上型洗眼器、落地式淋浴、洗眼器,、安全箱等,。桌上型洗眼器要放于水槽右側(cè)，因中國人習(xí)慣右手操作的緣故,；落地式淋浴,、洗眼器要放置在出口處，且室內(nèi)要求配地漏,；安全箱則應(yīng)放在zui顯眼的地方,，內(nèi)裝急救藥品。
3,、5實驗室的通風系統(tǒng)
化學(xué)實驗室的通風方式有兩種,，即局部排風和全室通風。局部排風是在有害物產(chǎn)生后產(chǎn)即就近排出,，這種方式能以較少的風量排走大量的有害物,，節(jié)能有效，是改善現(xiàn)在實驗室條件可行和經(jīng)濟的方法,，也可能是適應(yīng)新實驗室通風建設(shè)的的方式,，所以在實驗室中廣泛地被采用。對于有些實驗不能使用局部排風,，或者局部排風滿足不了要求時,，應(yīng)該采用全室通風。
通風系統(tǒng)設(shè)計的指導(dǎo)思想：
①有效,、經(jīng)濟的原則,，力求達到排出實驗中所有污染氣體的目的；
②采取將實驗中生產(chǎn)的污染氣體就近抽走,，不使其擴散的措施,；
③通風管路系統(tǒng)布局要合理，消除各種不合理因素,、減少阻力和噪聲,；
④通風臺面裝置力求外型美觀、布局合理,，其高度和位置不影響實驗裝置的安裝,，不影響實驗操作；
⑤合理的選擇風機,，防止或減少噪音和震動,，便于安裝和維護；
⑥考慮局部和全室通風的同時,，兼顧給排水,、煤氣、電源線路的合理安排。 實驗室內(nèi)各種有害氣體主要發(fā)生在實驗桌面上,。實驗室桌面排風系統(tǒng)就是通過設(shè)置在桌面上的吸氣罩,，把實驗過程中產(chǎn)生的有害氣體呼入罩內(nèi)，通過風道,，以離心風機為動力,，排放到室外高層大氣中。桌面吸氣罩是桌面系統(tǒng)重要的組成部分,，其性能的優(yōu)劣對桌面排風系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟效果具有重要影響,，如設(shè)計合理，用較小的排風量能獲得良好的效果,，反之用了較大的風量也達不到預(yù)期的目的,。因此，研究和設(shè)計新型的性能優(yōu)良的吸氣罩對環(huán)保,、節(jié)能,、降低成本都具有很大的現(xiàn)實意義。
現(xiàn)在有一種常用的新型通風裝置的吸風罩,，在原有軸向升降旋轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上,，又開發(fā)了一種徑向可以在360度范圍內(nèi)任意旋轉(zhuǎn)的創(chuàng)新產(chǎn)品，使臺面裝置變成萬向型臺面裝置,，即吸風罩可以在*排放距離范圍內(nèi)任何一點接近污染源,，同時該裝置也可以懸掛在棚頂或墻壁上。這種吸風罩設(shè)計科學(xué),、造型美觀,、操作極為方便。
結(jié)束語
科技進步帶給人們的是無盡的財富和更美好的生活,，如今,，*的科學(xué)儀器和*完善的實驗室是提升現(xiàn)代科技水平、促進科研成果增長的必要條件,。建設(shè)“以人為本”的現(xiàn)代化的實驗室已成為人們高度關(guān)注的課題。