實(shí)驗(yàn)室家具設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)室家具是一類比較特殊的家具,實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室家具的設(shè)計(jì)、靈活性以及系列化是實(shí)驗(yàn)室建筑的組成部分之一,,是實(shí)驗(yàn)室的基本條件之一,。
實(shí)驗(yàn)室家具為適應(yīng)各類不同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)室的需要,在追求實(shí)驗(yàn)環(huán)境舒適,、安全的同時,,應(yīng)滿足實(shí)驗(yàn)的功能性、堅(jiān)固性、耐腐蝕性,,以及安裝布置的靈活性等,。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室建設(shè)時必須重視實(shí)驗(yàn)室家具的設(shè)計(jì)和選型。
實(shí)驗(yàn)室家具很多,,但歸納起來主要是實(shí)驗(yàn)臺,、實(shí)驗(yàn)用柜和通風(fēng)柜等幾大類呦!
實(shí)驗(yàn)臺
按結(jié)構(gòu)形式分:分為固定式和組合式
固定式實(shí)驗(yàn)臺:固定式實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)臺堅(jiān)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(shí)驗(yàn)臺:依靠自身的構(gòu)造形式,,分為幾個獨(dú)立的部分,,分別制作,然后組合在一起,,可以靈活布置實(shí)驗(yàn)室,,便于運(yùn)輸,便于系列化生產(chǎn),。
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(diǎn)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(shí)驗(yàn)室家具的優(yōu)點(diǎn):堅(jiān)固,、美觀,能使用10年以上保持不變形,,可以耐強(qiáng)酸,、強(qiáng)堿,是實(shí)驗(yàn)室家具的發(fā)展方向,。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu):這種實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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。
按實(shí)驗(yàn)用途分類
主要有化學(xué)實(shí)驗(yàn)臺,、儀器實(shí)驗(yàn)臺,、天平臺、洗滌臺等,,種類繁多,。實(shí)驗(yàn)臺根據(jù)實(shí)驗(yàn)室布局不同,位于實(shí)驗(yàn)室中間,,稱為島式實(shí)驗(yàn)臺,;實(shí)驗(yàn)臺的一端靠墻則稱為半島式實(shí)驗(yàn)臺,;如果實(shí)驗(yàn)臺的一條長邊靠墻稱為側(cè)邊實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)臺分為單面實(shí)驗(yàn)臺和雙面實(shí)驗(yàn)臺,后者實(shí)指島式實(shí)驗(yàn)臺和半島式實(shí)驗(yàn)臺,。
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(qiáng)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,。具有耐酸堿、而撞擊,、耐高溫(約800℃)能力,。 耐蝕實(shí)心理化板:系以篩選后之優(yōu)質(zhì)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(jì)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(jì),,耐用(配合基材使用)。
實(shí)驗(yàn)用柜
藥品柜
藥品柜是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室*的櫥柜,。主要放置固體化學(xué)試劑和標(biāo)準(zhǔn)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。
柜
(1)樣品柜:放置各類實(shí)驗(yàn)樣品用的樣品柜,,應(yīng)有分格且可貼標(biāo)簽等的隔板,,便于存放樣品和查找樣品,因?yàn)橛行悠?,根?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(jī)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(fēng)良好,,易于清潔干燥,。除此之外,還有工具柜,、雜品柜,、更衣柜等。
實(shí)驗(yàn)椅凳
根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要,,工作椅凳可有鋼制,、木制。為方便實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室可有帶滑輪的靠背椅,,便于操作,。
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(fēng)機(jī),、靜壓箱,、過濾器、照明燈,、殺菌燈等,。外部氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)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,。
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(shí)驗(yàn)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(kuò)散,,保護(hù)實(shí)驗(yàn)過程中操作者和環(huán)境的安全,,也可保護(hù)操作過程中樣品免受污染。
生物安全柜的等級:
一級:相當(dāng)于帶過濾器的排毒柜功能,,保護(hù)操作者和環(huán)境,。
二級:同時保護(hù)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(hù)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(shí)驗(yàn)操作。
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(hù)操作者和環(huán)境,,也可保護(hù)樣品,,結(jié)構(gòu)比潔凈柜復(fù)雜,操作區(qū)氣體負(fù)壓,,氣體凈化后排放,;潔凈柜保護(hù)操作樣品,不保護(hù)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。
通風(fēng)柜
實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)是實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)中*的一個組成部分,。為了使實(shí)驗(yàn)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(jī)體、實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)有良好的通風(fēng),。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(fēng)柜、通風(fēng)罩或局部通風(fēng)的方法除去,。
通風(fēng)柜是實(shí)驗(yàn)室中常用的一種局部排風(fēng)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(fēng)效果也不相同。通風(fēng)柜的性能好環(huán),,主要取決于通過通風(fēng)柜空氣移動的速度,。
實(shí)驗(yàn)室中所采用的通風(fēng)柜歸納起來有六種:
①項(xiàng)抽式通風(fēng)柜:這種通風(fēng)柜的特點(diǎn)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(fēng)柜:狹縫式通風(fēng)柜是在其頂部和后側(cè)設(shè)有排風(fēng)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(fēng)柜:當(dāng)實(shí)驗(yàn)室考慮幅度通風(fēng)柜排除室內(nèi)空氣時,,采用這種通風(fēng)柜比較理想,,因?yàn)楫?dāng)柜門全閉時并不影響室內(nèi)的換氣量。
④補(bǔ)風(fēng)式通風(fēng)柜:對于有空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室或潔凈實(shí)驗(yàn)室,采用這種通風(fēng)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(fēng)式通風(fēng)柜:優(yōu)點(diǎn)是不耗電,;能日夜連續(xù)換氣(經(jīng)實(shí)測室內(nèi)換氣可達(dá)6次/h),,有利于室內(nèi)換氣,;無噪聲和振動,;由于沒有機(jī)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(shí)驗(yàn),,都不宜采用,有的房間,,在夏季也不宜使用,。
⑥活動式通風(fēng)柜:在現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室建筑中,有時還配置一種通用實(shí)驗(yàn)室(實(shí)驗(yàn)大廳),,其中的實(shí)驗(yàn)工作臺,、水盆通風(fēng)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(fēng)柜宜用木材,、塑料或輕金屬制作,以便移動,。
實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃與家具設(shè)計(jì)
目前我國還沒有國家標(biāo)準(zhǔn)對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行規(guī)范和要求,。目前國內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)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(zhǔn)則,。
實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)中涉及到的內(nèi)容很多,如實(shí)驗(yàn)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,。
設(shè)計(jì)前
在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前,首先要對目標(biāo)實(shí)驗(yàn)室的以下內(nèi)容進(jìn)行了解,并進(jìn)行初步規(guī)劃,。
1.設(shè)計(jì)現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)室,,首先要制定的提出實(shí)驗(yàn)室的總體規(guī)劃,確定實(shí)驗(yàn)室的性質(zhì),、目的,、任務(wù)、依據(jù)和規(guī)模,,確定各類實(shí)驗(yàn)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,。
天花的類型和高度等
3.地面,要針對不同實(shí)驗(yàn)室采用不同地面,,不能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用大理石地面?,F(xiàn)在人們常用的是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?yàn)檫@些都是在具體施工中經(jīng)常出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)。
實(shí)驗(yàn)室工作臺
對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì),,就不能不了解實(shí)驗(yàn)室家具的尺寸參數(shù)和實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)模式,,如坐式工作臺的高度通常在750-850mm之間,如果男性實(shí)驗(yàn)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(小不應(yīng)小于1000mm),而有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(dá)1800-2000mm等,。
實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)模式的重點(diǎn)是安全性和方便性,,有以下幾種常用的設(shè)計(jì)模式:
1.島型:是常見的一種模式。常使用于大空間,、成長方形的室內(nèi)形式,。此模式的特點(diǎn)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(shí)驗(yàn)臺)布局也較常用,。 在設(shè)計(jì)化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)時,,通常在實(shí)驗(yàn)室中央配置從兩面都能夠操作的中央實(shí)驗(yàn)臺,兩邊配置邊實(shí)驗(yàn)臺,、測試臺,、通風(fēng)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室中,,考慮從一般實(shí)驗(yàn)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(jìn)口處設(shè)水池臺和干燥臺,,便于實(shí)驗(yàn)室器皿的清洗。
安全通道
實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)中當(dāng)然也不能忽視對安全通道的特別設(shè)計(jì),。這里指的是實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)臺雙面操作,,距離應(yīng)≥1500mm;單面操作≥1200mm(而現(xiàn)在學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室通道基本未達(dá)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)部的消防通道小寬度是1200mm,,而實(shí)驗(yàn)室則不同,,少應(yīng)留1500mm寬。
安全設(shè)備
此處所說的安全設(shè)計(jì)指的是實(shí)驗(yàn)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)放在顯眼的地方,,內(nèi)裝急救藥品。
實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)系統(tǒng)
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)方式有兩種,,即局部排風(fēng)和全室通風(fēng),。局部排風(fēng)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(fēng)量排走大量的有害物,,節(jié)能有效,,是改善現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室條件可行和經(jīng)濟(jì)的方法,也可能是適應(yīng)新實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)建設(shè)的好的方式,,所以在實(shí)驗(yàn)室中廣泛地被采用,。對于有些實(shí)驗(yàn)不能使用局部排風(fēng),或者局部排風(fēng)滿足不了要求時,,應(yīng)該采用全室通風(fēng),。
通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想:
①有效、經(jīng)濟(jì)的原則,,力求達(dá)到排出實(shí)驗(yàn)中所有污染氣體的目的,;
②采取將實(shí)驗(yàn)中生產(chǎn)的污染氣體就近抽走,不使其擴(kuò)散的措施,;
③通風(fēng)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(fēng)臺面裝置力求外型美觀,、布局合理,,其高度和位置不影響實(shí)驗(yàn)裝置的安裝,不影響實(shí)驗(yàn)操作,;
⑤合理的選擇風(fēng)機(jī),,防止或減少噪音和震動,便于安裝和維護(hù),;
⑥考慮局部和全室通風(fēng)的同時,,兼顧給排水、煤氣,、電源線路的合理安排,。 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)各種有害氣體主要發(fā)生在實(shí)驗(yàn)桌面上。實(shí)驗(yàn)室桌面排風(fēng)系統(tǒng)就是通過設(shè)置在桌面上的吸氣罩,,把實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的有害氣體呼入罩內(nèi),,通過風(fēng)道,以離心風(fēng)機(jī)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(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果具有重要影響,,如設(shè)計(jì)合理,,用較小的排風(fēng)量能獲得良好的效果,,反之用了較大的風(fēng)量也達(dá)不到預(yù)期的目的,。因此,研究和設(shè)計(jì)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(shí)意義。
現(xiàn)在有一種常用的新型通風(fēng)裝置的吸風(fēng)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(fēng)罩可以在佳排放距離范圍內(nèi)任何一點(diǎn)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(fēng)罩設(shè)計(jì)科學(xué),、造型美觀,、操作極為方便。
結(jié)束語
科技進(jìn)步帶給人們的是無盡的財(cái)富和更美好的生活,,如今,,*的科學(xué)儀器和*完善的實(shí)驗(yàn)室是提升現(xiàn)代科技水平、促進(jìn)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(shí)驗(yàn)室已成為人們高度關(guān)注的課題,。