實驗室建設(shè)是一項復(fù)雜的綜合系統(tǒng)工程，涉及建筑、裝飾、結(jié)構(gòu)、通風(fēng)空調(diào)、給水排水、廢水、廢液、供配電、氣體管道以及室內(nèi)實驗設(shè)施設(shè)備安裝等多個專業(yè)。應(yīng)按照要求，全面考慮，整體設(shè)計，最終確定方案。
一、理化實驗室設(shè)計之建筑、裝飾和結(jié)構(gòu)
為滿足未來實驗室具有較高程度的調(diào)整靈活性，理化實驗室實驗用房在結(jié)構(gòu)選型和室內(nèi)建筑布局時優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)單元組合設(shè)計，每個標(biāo)準(zhǔn)單元開間、進(jìn)深和層高應(yīng)按實驗儀器設(shè)備尺寸、安裝及維護(hù)檢修的要求確定，并與通風(fēng)柜、實驗臺及管道空間布置緊密結(jié)合。通常情況下，開間模式分為3.0m、3.3m、3.6m三種，進(jìn)深一般在6m~9m之間，層高設(shè)計應(yīng)考慮空調(diào)、消防等管道安裝位置和設(shè)備的運輸以及安裝空間，不設(shè)吊頂時室內(nèi)凈高不應(yīng)低于2.8m，設(shè)置吊頂時不應(yīng)低于2.6m。單面走廊凈寬可采用1.5m，中間走廊凈寬宜為2.0m，大型理化實驗室可考慮設(shè)置設(shè)備專用走廊，走廊凈寬采用2.8m，門窗設(shè)計根據(jù)各實驗用房具體情況確定。
不同實驗用房的室內(nèi)裝修選擇不同，使用強酸、強堿的實驗室，內(nèi)裝修應(yīng)耐酸堿、耐腐蝕。實驗室墻面除具有放射性等特殊要求的實驗用房外，其他可采用金屬壁板結(jié)構(gòu)，無凈化要求的實驗室可不設(shè)置吊頂或采用格柵吊頂，地面材料根據(jù)不同用房要求可選擇防靜電架空地板、耐磨地坪或PVC卷材。實驗臺架的布置應(yīng)考慮安全性和方便性，可采用島型、半島型、L型、U型或一字型。
結(jié)構(gòu)設(shè)計形式宜采用鋼筋混凝土框架、鋼框架或排架結(jié)構(gòu)，樓面活荷載一般為400kg/m?~500kg/m?。對于周圍環(huán)境振動反應(yīng)敏感或受環(huán)境振動影響而不能正常使用的天平、電鏡、譜儀等精密儀器，應(yīng)采取被動隔振措施，空調(diào)機組等自身產(chǎn)生振動的動力設(shè)備應(yīng)采取主動隔振措施。
二、理化實驗室設(shè)計之通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)
按標(biāo)準(zhǔn)單元組合設(shè)計的實驗用房，其通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)也應(yīng)該按標(biāo)準(zhǔn)單元組合設(shè)計。在設(shè)計排風(fēng)系統(tǒng)時，排風(fēng)裝置、風(fēng)管、閥門、附件和風(fēng)機等設(shè)施設(shè)備的材質(zhì)應(yīng)依系統(tǒng)所排除的有害物的種類確定。
譜儀室、洗滌臺上部應(yīng)配置萬向排氣罩，光譜分析室除設(shè)萬向排氣罩外，還宜增設(shè)排風(fēng)量較大的吸收罩。化學(xué)分析室及前處理室宜根據(jù)需要設(shè)置桌上型通風(fēng)柜和臺式通風(fēng)柜，無機前處理通風(fēng)柜應(yīng)耐強酸腐蝕，實驗臺局部上方設(shè)有萬向排氣罩。有輻射防護(hù)要求的實驗室通風(fēng)應(yīng)采取防射線外溢措施；暗室的風(fēng)管等處應(yīng)采取防漏光措施，換氣次數(shù)不宜小于5次/h。持久-蠕變性能實驗室排風(fēng)位置應(yīng)設(shè)在房間的最高點，補風(fēng)位置應(yīng)距離設(shè)備頂部1m以上。試劑室、樣品接收與暫存室采用帶排風(fēng)的試劑柜，保持24h不間斷排風(fēng)。所有實驗用房要有一定的換氣次數(shù)，以保證室內(nèi)揮發(fā)性有害物質(zhì)及時排出室外，換氣次數(shù)與通風(fēng)柜數(shù)量及每個通風(fēng)柜換氣量有關(guān)，通常實驗室無人時換氣次數(shù)為5次/h~6次/h。
制冷方式的選擇和場所設(shè)置應(yīng)根據(jù)熱源、電源、水源以及空氣調(diào)節(jié)所需制冷量、冷水溫度和工藝需求與特點等情況，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。空氣調(diào)節(jié)宜采取集中與分散相結(jié)合的方式進(jìn)行設(shè)置。實驗室室內(nèi)清潔氣流宜呈穩(wěn)定恒向?qū)恿鳡顟B(tài)，先流經(jīng)人體，再流經(jīng)污染源，最后排出實驗室。
三、理化實驗室設(shè)計之給排水及廢水、廢液處理系統(tǒng)
給水系統(tǒng)選擇，應(yīng)根據(jù)科研、生產(chǎn)、生活、消防各項用水對水質(zhì)、水溫、水壓和水量的要求，并結(jié)合室外給水系統(tǒng)等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。排水系統(tǒng)選擇，應(yīng)根據(jù)污水的性質(zhì)、流量、排放規(guī)律并結(jié)合室外排水條件確定。排出有毒和有害物質(zhì)的污水，應(yīng)與生活污水及其它廢水廢液分開。對于較純的溶劑廢液或貴重試劑，宜在技術(shù)經(jīng)濟比較后回收利用。凡含有毒和有害物質(zhì)的污水，均應(yīng)進(jìn)行必要的處理，符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)后，方可排入城市污水管網(wǎng)。
理化實驗室宜設(shè)純水制備系統(tǒng)。規(guī)模較大，用水較多的食品檢測理化室宜設(shè)立中央純水系統(tǒng)。進(jìn)行強酸、強堿實驗的前處理室和化學(xué)分析室等實驗室以及有飛濺爆炸可能的實驗室，應(yīng)就近設(shè)置應(yīng)急噴淋設(shè)施。當(dāng)應(yīng)急眼睛沖洗器水頭>1m時，應(yīng)采取減壓措施。進(jìn)入射線探傷機機房的給水管宜埋地敷設(shè)，架空敷設(shè)時應(yīng)采取防護(hù)措施。放射性同位素的操作間、去污室的水龍頭，應(yīng)采用腳踏開關(guān)、肘式開關(guān)或光電開關(guān)。大型理化實驗室宜安裝蓄水裝置。
污水及廢水的最大小時流量和設(shè)計秒流量，應(yīng)按工藝要求確定。前處理室、化學(xué)分析室等具有產(chǎn)生腐蝕性污水的實驗室應(yīng)設(shè)置防倒流密閉地漏，排水下水道應(yīng)采用耐酸堿腐蝕的材料。洗滌應(yīng)設(shè)置專門清洗玻璃器皿區(qū)域，有機分析用的器皿與無機分析用的器皿應(yīng)分開，用于檢測有毒物品的器皿要專用。放射性同位素實驗室的排水系統(tǒng)設(shè)計，應(yīng)將長壽命和短壽命的核素廢水分流。廢水流向，應(yīng)從清潔區(qū)至污染區(qū)。
對產(chǎn)生廢液的洗滌室等實驗室，應(yīng)設(shè)廢液桶分類收集，回收處理。一般實驗室的廢水可直接排入污水處理站進(jìn)行處理，對高濃度的酸堿廢水應(yīng)先中和再排入污水處理站。凡含有放射性核素的廢水，應(yīng)根據(jù)核素的半衰期長短，分為長壽命和短壽命兩種放射性核素廢水，并應(yīng)分別進(jìn)行處理。較大理化實驗室宜建設(shè)配套的污水處理站。
四、理化實驗室設(shè)計之供配電系統(tǒng)
配電箱宜按照標(biāo)準(zhǔn)單元進(jìn)行配置，設(shè)有設(shè)備走廊的實驗室，可將配電箱放置在設(shè)備走廊，每個配電箱應(yīng)設(shè)置具有遠(yuǎn)程功能的計量表。
城市電網(wǎng)電源質(zhì)量不能滿足用電要求時，應(yīng)根據(jù)具體條件采用濾波、屏蔽等相應(yīng)的電源質(zhì)量改善措施。有電磁屏蔽要求的實驗室，應(yīng)根據(jù)儀器、設(shè)備對電磁屏蔽的要求，對電源進(jìn)行采取濾波措施。
實驗室用電一般分為動力用電與實驗用電，二者線路應(yīng)分開配置。要求24h運轉(zhuǎn)的設(shè)備和持久-蠕變試驗機等供電可靠性要求高的用電負(fù)荷，應(yīng)采用雙路電源末端配電裝置互投的方式供電。譜儀實驗和金相實驗等電壓穩(wěn)定要求高的儀器、設(shè)備，應(yīng)采用交流穩(wěn)壓電源供電。烘箱、高溫爐等電熱設(shè)備應(yīng)有專用插座、開關(guān)及熔斷器。實驗室內(nèi)宜統(tǒng)一配備220V、380V兩種規(guī)格電壓，用電負(fù)荷計算宜采用需要系數(shù)法，實驗設(shè)備需要系數(shù)取值范圍應(yīng)為0.2~0.6。在同一實驗室內(nèi)設(shè)有兩種及以上不同電壓或頻率的電源供電時，宜分別設(shè)置配電裝置；不同電壓或頻率的電源由同一配電裝置供電，配電裝置應(yīng)有良好的隔離。不同電壓或頻率的電源應(yīng)有明顯區(qū)分或標(biāo)志。
五、理化實驗室設(shè)計之氣體管道系統(tǒng)
按標(biāo)準(zhǔn)單元組合設(shè)計的實驗室，各種氣體管道也應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)單元組合設(shè)計。瓶裝氣體供氣宜集中設(shè)置氣瓶間，采用管道供應(yīng)。氣瓶間宜單獨設(shè)置。日用氣量小于1瓶、用氣點少的氣體供應(yīng)，可采用單瓶供氣方式，但氣瓶應(yīng)放在起防護(hù)作用的氣瓶柜內(nèi)。
氫氣、氧氣和煤氣管道以及引入實驗室的各種氣體管道支管宜明敷。當(dāng)管道井、管道技術(shù)層內(nèi)敷設(shè)有氫氣、氧氣和煤氣管道時，應(yīng)有換氣次數(shù)為1次/h~3次/h的通風(fēng)措施。氫氣、氧氣管道的末端和最高點宜設(shè)放空管。放空管應(yīng)高出層頂2m以上，并應(yīng)設(shè)在防雷保護(hù)區(qū)內(nèi)。氫氣管道上還應(yīng)設(shè)取樣口和吹掃口。放空管、取樣口和吹掃口的位置應(yīng)能滿足管道內(nèi)氣體吹掃置換的要求。氫氣、氧氣管道應(yīng)有導(dǎo)除靜電的接地裝置。
色譜分析室宜提供氮氣、氫氣、氦氣、氬氣、空氣等氣體。光譜分析室宜提供空氣、乙炔、氬氣、氮氣等氣體。化學(xué)分析室應(yīng)預(yù)留1路氮氣。進(jìn)入色譜、光譜分析室的氣體主管道上設(shè)有總閥，應(yīng)安裝在房間內(nèi)明顯的墻面上，各路支管沿實驗臺功能柱鋪設(shè)，就近設(shè)置二級減壓閥和壓力表。氣體管道宜采用不銹鋼管、銅管或無縫鋼管。氣體純度大于或等于99.99%的氣體管道應(yīng)采用EP級不銹鋼管。
