实验室建设规划流程及建筑设计的基本要求

实验室的建设，不论是新建，扩建或改建项目，它不单是选购合理的仪器设备，还要综合考虑实验室的总体规划，合理布局和平面设计，以及供电、供水、供气、通风、空气净化、安全措施、环境保护等基础设施和基本条件，因此实验室的建设是一项复杂的系统工程。在现代化的实验室里，先进的科学仪器和优越完善的实验室是提升现代科技水平，促进科研成果增长的必备条件。“以人为本”、“人与环境”已成为人们高度关注的课题。安全、舒适、高效是理想实验环境的三大要素，也是实验室建设的宗旨。

1.1实验室的建设规划和基本程序

建设现代化的实验室，首先要制定和提出实验室的总体规划，确定实验室建设项目的性质、目的、任务、依据和规模，确定各类实验室功能和工艺条件以及规模大小；同时要做好建筑设计的某些准备工作，调查研究，吸纳国内外同种性质，同等规模实验室建设的经验，作为借鉴，根据实验室的工艺条件及相关资料，编制好计划任务书；然后在各方面工作准备就绪后，做好实验室建筑设计工作，综合建筑设计各专业的基本要求，结合实际，符合规划要求，绘制出富有时代感，先进的实验室建筑蓝图，为实验室施工建设提供可靠的依据。

1.1.1实验室建设规划的主要内容如下：

（1）建设单位：如某某研究所、某某学院或某某工厂；

（2）建设项目：如某某实验楼或某某研究楼；

（3）建设性质：新建、扩建或改建；

（4）建设地点及用地、工程项目的具体位置；

（5）公害处理、对废气、废水、废物、噪声、辐射、振动等的技术处理措施。

1.1.2实验室建筑设计的准备工作

（1）总体布局中的各栋建筑物的相互关系以及生活区采用什么方式解决；

（2）各类实验楼的工艺布局及工艺流程；

（3）平面组合的几种可能性，建设实验楼的层数；

（4）选择合适的模数（包括开间、进深、层高以及走道尺寸）；

（5）主要仪器设备的布置方式以及实验台，通风柜等的位置；

（6）实验室与研究室之间的布局形式，辅助实验室与实验室之间的布局；

（7）工程管网的布置原则（如明管或暗管，垂直管网或水平管网）；

（8）灵活性的要求；

（9）环境保护，公害处理方面的详细技术措施。

1.1.2.2 同有关单位进行联系和配合

施工单位是基本建设的主要生产单位，设计应该为施工方便创造条件，在设计全过程中必须同施工单位配合。

1.1.2.3 收集有关资料：当地的气象、水文、地质资料、电源、水源、排水及其他公用设施管道情况、地区工业情况、有无有害气体、爆炸和噪声等、地震的详细情况。

1.1.3 实验室建筑设计的基本程序

实验室建筑设计工作一般分为初步设计和施工图设计两个阶段，对于大型实验室工程设计在初步设计之前应进行方案设计，小型建筑工程设计可以用方案设计代替初步设计。

（1）方案设计：根据实验室建设的任务及基本要求，在前期准备工作的基础上进行建筑方案设计，一般要求设计方案满足实验室的功能，在外观上要求有时代感，符合城市建设规划。设计方案经过专家论证、审核、比较，提出一个实施方案或兼顾几个方案的优点进一步做出修改而获得较为满意的设计方案。

（2）初步设计：在方案设计的基础上进一步进行设计的具体实施方案，是进行施工图设计的主要依据。

其内容主要包括：设计依据、设计构思、总平面图、主要建筑工程项目的方案设计、主要材料用量、工艺设计、主要设备造型、三废处理、生活组织与劳动定员、有关技术经济指标、抗震人防、建设顺序与期限及总概算等。

（3）施工图设计：根据已批准的初步设计文件，详细给出各有关专业工程的尺寸、细部做法等指导现场施工安装、安排材料设备，并据此做出详细预算最后阶段的设计工作。

其主要内容包括：总平面、建筑、结构、给排水、电气、采暖通风及其他有关的专业设备系统的设计；精确详细地交代它们的位置净距、坐标、标高、构造形式、节点样图、用料做法、尺寸、坡向、材质型号、设备规格或选用的标准图纸构件样图索引号、施工安装的技术要求和特殊部位的检验方法等。

1.2 实验室建筑设计的基本要求

要建设一个现代化的实验室，使其能更好地为生产、科研、教学服务，除了先进的科学仪器和完善的实验设备是提升科技水平，促进科研成果的必备条件以外，实验室的建设也是一个非常重要的物质条件。实验室建筑设计的基本要求是建筑设计的前提和依据，在建设单位委托设计单位进行设计时，必须由各实验室或研究室人员共同参加研究，反复讨论，确定各实验室方案，现将建筑设计的基本要求分述如下。

1.2.1实验室名称

（1）房间名称：根据实验室功能设置不同的实验室，如化学分析实验室、仪器分析实验室、光谱实验室、X-射线荧光光谱实验室、天平室及纯水室等；

（2）需要房屋间数：同一类的房间需要几间；

（3）每间房屋使用面积：房间面积大小与建筑模数有关，采用何种模数及何种结构形式比较符合实际，计算实验室的使用面积。

1.2.2 建筑要求

（1）房间位置要求：

底层：设备重量较大或要求防震，则可设置在底层；

朝北：有些辅助房间或实验本身要求朝北；

朝南：各实验室都有自己的要求；

楼层：有的实验室要求洁净、安静，应尽量放在高层。

（2）室内尺寸要求：如实验室要求空气调节系统必须吊顶，则层高就相应地要增加，有些实验室是属于特殊类型的，则采用单独的尺寸。

（3）房间要求：指实验室本身的要求。

有的要求一般清洁；

有的要求洁净，进行实验时要求房间内空气达到一定的洁净要求；

耐火：大多数实验室要求耐火；

安静：如消音室、录音室等。

（4）门要求：实验室的门有各种要求

内开：门向房间内开；

外开：主要设置在有爆炸危险的房间内；

个别要求：双向弹簧，有的要求单向弹簧或推拉门；

隔声：有的实验室要求安静，要求设置隔声门；

保温：如冷藏室要求采用保温门；

屏蔽：防止电磁场的干扰而设置屏蔽门；

自动门：大门口要求自动门。

（5）窗要求：实验室的窗有各种要求

开启：指向外开启的窗扇；

固定：有洁净要求的实验室采用固定窗，避免灰尘进入室内；

部分开启：在一般情况下窗扇是关闭的，用空气调节系统进行换气，当检修、停电时，则可以开启部分窗扇进行自然通风；

双层窗：在寒冷地区或空调要求的房间采用；

遮阳：根据实验室的要求而定，有时需要水平遮阳，有时须用垂直遮阳；

有的可用百叶窗；

密闭：窗扇可以开启，但又要防止灰尘从窗缝进入，故采用密闭窗；

屏蔽窗；

隔声窗。

（6）墙面要求：根据实验室的要求各有不同

一般要求

可以冲洗：有的墙面要求清洁，可以冲洗；

墙裙高度：离地面1.2-1.5米左右的墙面做墙裙，便于清洁，如瓷砖墙裙、油漆墙裙等；

隔热：冷藏室墙面要求隔热；

耐酸碱：有的实验室在实验时有酸碱气体逸出，要求设计耐酸碱的油漆墙面；

吸声：实验时产生噪声，影响周围环境，墙面要做吸声材料；

消音：实验时避免声音反射或外界的声音对实验有影响，墙面要进行消音设计；

屏蔽：外界各种电磁波对实验室内部实验有影响，或实验室内部发出各种电磁波对外界有影响；

色彩：根据实验的要求和舒适的室内环境选用墙面色彩，墙面色彩的选用应该与地面、平顶、实验台等的色彩取得协调。

（7）楼地面要求

一般要求：

清洁

防雨：实验本身所产生的震动，要求设置防震措施以免影响其他房间；另一种是实验本身或精密仪器本身所提出的防震要求;

防滑

防放射性沾染

防静电

干燥

隔声

架空：由于管线太多或架空的空间作为静压箱，设置架空地板，并提出架空高度。

（8）顶棚要求

不吊顶：一般实验室大多数不吊顶；

吊顶：在实验室的顶板下再吊顶，一般用于要求较高的实验室。

（9）通风柜：化学实验室常利用通风柜进行各种化学试验，根据实验要求提出通风柜的长度、宽度和高度。

实验台：实验台分岛式实验台（实验台四边可用）、半岛式实验台（实验台三边可用），靠墙实验台和靠窗实验台（很少用）。要求实验台的长、宽、高的尺寸。

固定壁柜：一般设置在墙与墙之间，不能移动的柜子。

1.2.3 结构要求：活荷载是作用在结构上的可变荷载，各楼面活荷载、屋面活荷载、屋面积灰荷载、雪荷载及风荷载等。

（1）地面荷载：指底层地面荷载，即每平方米的面积内平均有多少千克的物体。

（2）楼面荷载：指2层及2层以上的各层楼面活荷载。

（3）屋面荷载：屋面上是否上人，雪荷载有多少等。

（4）特殊设备附加荷载：有的实验室内有特殊重的设备，如质谱仪、纯水设备等，须注明设备的重量、规格以及标明设备轴心线距离墙的尺寸。

（5）防护墙：有y射线的实验装置的建筑物根据各种不同实验的要求、防护材料的选择以及厚度的选用均应该仔细地考虑。

（6）抗震要求。

1.2.4 采暖通风：

（1）蒸汽系统：采用蒸汽供暖的系统；

（2）热水系统：采用热水供暖系统；

（3）温度：房间采暖的温度要求；

通风：

（1）自然通风：即不设置机械通风系统

（2）单排风：靠机械排风

（3）局部排风：如某一实验产生有害气体或气味等需要局部排风，在有机械排风要求时，最好能提出每小时放气次数。

空调：有些实验室要求恒温恒湿，采用空气调节系统可以保证实验室内的温度和湿度。提出温度及允许温差：相对湿度及允许湿度偏差。

洁净要求：

有些实验室的空气要求保持一定的洁净度时，则需要提出洁净等级。

通风柜及其它设备通风：有自然排风、机械排风和有过滤装置的排风等，根据需要，加以选择。

1.2.5 气体管道：气体管道分为（蒸汽、氧气、真空、压缩空气及城市燃气等）

1.2.6 给排水

冷水：即城市中的自来水或采用地下水。

热水：根据实验要求提出全部实验室采用，还是局部实验室采用。还是采用快速加热器来解决热水供应。

去离子水。

冷热水分开：系指水龙头要求；

冷热水混合：系指水龙头要求；

屋顶水箱：有些实验要求较高，要有一定的水压，有的城市水压不够，要设置水箱。

排水：

（1）排水温度；

（2）排水中有酸，浓度及数量；

（3）排水中有碱，浓度及数量；

（4）排水中有放射性物质，有多少种放射性物质，浓度多少；

（5）设置地漏，地漏是实验室的地面上设置的一个排水口，也可不设置地漏。