一、实验室的分类及其职责
化验室在学校、工厂和科研机构中具有不同的性质,主要用于分析和检测。
学校的化验室主要分为两类:一类是用作分析化学实验的教学基地,专门为学生提供实验环境;另一类则是科研性质的分析化学研究室,主要服务于科研工作。
工厂设有中央化验室和车间化验室等。车间化验室主要负责对过程中成品和半成品进行控制分析。中央化验室则主要承担分析和产品检验的任务,同时负责分析方法的研究、改进和推广,以及为车间化验室配制和标定所用溶液等相关工作。
科研院所的实验室除了负责科学研究课题的测试任务外,还开展分析化学的研究工作。
二、实验室设计要求
根据化验工作的需要,化验室配备了贵重的精密仪器和多种化学药品,其中包括易燃和腐蚀性物质。此外,操作过程中还会产生有害气体或蒸气。因此,对化验室的房屋结构、环境和室内设施等方面有特殊要求。在新建或改建化验室时,必须充分考虑这些因素。
化验室主要可分为三种类型:精密仪器实验室、化学分析实验室和辅助室(如办公室、储藏室和钢瓶室等)。为了确保实验的准确性,化验室需设在远离灰尘、烟雾、噪音和震动源的环境中,因此不应建在交通繁忙的道路旁、锅炉房、机房以及生产车间附近(车间化验室除外)。为保持良好的气候条件,化验室通常应朝南北方向布局。
精密仪器室
精密仪器室必须具备防火、防震、防电磁干扰、防噪音、防潮、防腐蚀、防尘以及防止有害气体侵入的功能,并且要求室温尽量保持恒定。为了保证一般仪器的良好性能,温度应保持在15至30℃之间,条件允许的话最好控制在18至25℃。湿度应保持在60%至70%之间。如需恒温,可以安装双层门窗和空调设备。
仪器室应使用水磨石地面或防静电地板,不建议铺设地毯,因为地毯容易积聚灰尘,并可能导致静电。大型精密仪器室的供电电压需要保持稳定,一般允许的电压波动范围为±10%。如有必要,应配置相关附属设备(例如稳压电源)。为确保供电不中断,可以考虑使用双电源供电。室内应设计专用接地线,接地电阻应小于4Ω。
气相色谱室和原子吸收分析室因使用高压钢瓶,建议在靠近的地方建设一个钢瓶室(朝北方向)。实验台与墙壁间距应保持500毫米,以方便操作和维护。室内应具备良好的通风条件,并且在原子吸收仪器上方安装局部排气罩。
微型计算机和微机控制的精密仪器对供电的电压和频率有特定的要求。为了避免电压波动、瞬时停电和电压不足等对仪器运行的影响,可以根据实际需求选择不间断电源(UPS)。
在设计专用的仪器分析室时,同时应设计相应的化学处理室,以便为仪器提供保护并增强其使用效果,这一点十分重要。
安装局部排气罩以降低室内空气污染。
通风柜是实验室中常见的一种局部排风设备,内部配备了加热源、水源和照明等设施。通风柜可以使用防火防爆的金属材料制造,并在内部涂覆防腐涂料,通风管道需具备耐酸碱气体腐蚀的能力。风机应安装在顶层机房内,并配备减震和降噪装置,排气管应高出屋顶至少2米。最佳做法是为每个通风柜配备一台独立的排风机,共用同一风机和通风管道可能导致交叉污染。通风柜应放置在空气流动较少的区域,或选择优质的狭缝式通风柜。通风柜的台面高度为800毫米,宽度为750毫米,内部净高度为1200-1500毫米,操作口高度为800毫米,柜子的长度为1200-1800毫米。条缝处的风速应为0.3-0.5米/秒,视窗开启的高度在300-500毫米之间,挡板后风道的宽度应是缝宽的两倍以上。
在条件允许的化验室中,可以安装管道煤气。实验室的电源分为照明电和设备电。照明方面建议使用荧光灯。对于设备电,24小时运行的设备如冰箱应单独供电,其余设备则由主开关控制。电热设备如烘箱和高温炉需配备专用插座、开关和熔断器。此外,应在室内及走廊设立应急灯,以便在夜间突遇停电时使用。
实验台主要由台面、底部支架和器皿柜构成。为了便于操作,可以在台面上设置药品架,并且在台的两端可以安装水槽。
实验台面的标准宽度通常为750毫米,长度根据房间的大小可设定在1500至3000毫米之间,高度一般为800至850毫米。台面常用的材料包括贴面理化板、实芯理化板、耐腐蚀的人造石或水磨石预制板等。理想的实验台面应该具备平整、不易破裂、耐酸碱及溶剂腐蚀、耐热,以及不易碰碎玻璃器皿等特性。