实验室布局与建设课件.ppt

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1、实验室布局与建设,实验室建设原则,建设原则：对人员的保护；对仪器设备的保护；对周围环境的保护。目的：确保检测结果准确可靠,实验室设计与建设,实验室设计环境要求设施要求实验室功能与布局合理分区办公区域与实验区域分开，即形成非受控区域和受控区域,实验室设计与建设,一、实验室选址检测实验室因使用大量有机、无机化学试剂甚至剧毒化学物品而对环境有很大的污染性，因此实验室考虑建设应远离居民区的地方；考虑到实验室通风要求和节约能源，实验室应为独立建筑，多层建筑最好，如果是共用建筑，应该在多层建筑特别是高层建筑的顶部最好，这样在实验室的通风设计和使用时会节约大量的资源和能源，并且通风效果较好。实验室应选择远离

2、灰尘、烟雾、噪音和震动源的环境，不应建在交通要道、锅炉房、机房近旁，位置最好是南北朝向。,实验室设计基本要求,二、实验室装修实验室一般需要吊顶，层高一般为2.4m2.7m,空间太大不利用节能和换风。吊顶的材料目前多采用石膏板和硅钙板。实验室用材料应用耐火或不易燃材料建成，地面最好采用防酸碱腐蚀、防滑的材料，窗户要防尘，室内采光要好。实验室地板可采用地板砖或PVC材料，一般走廊多用地板砖，实验室多用PVC。,实验室的门应能向外开（与逃生方向一致）。大的实验室应设有两个出口，以便在发生事故时，人员容易撤离。门的大小应能放入仪器设备。仪器室最好在阴面，不被阳光直射，一是保护仪器，二是节能。实验室最好

3、不要建成玻璃隔断，不节能。,实验室设计基本要求,实验室设计基本要求,实验室在建设或改造时，检测人员一定要参与其中，因为在装修时要明确那个房间是做什么用的，仪器设备要放到哪个位置，以便将电源、气体出口、废弃排气管等位置预留好。同时要根据不同仪器设备用电的要求，预留好相应的功率。如一台LC-MS/MS主机的功率是4.5KW，一台氮气发生器的功率是4.0KW,如果一个房间放置2台LC-MS/MS，其房间供电配制就要大于15KW。,实验室设计基本要求,实验室在建设或改造时，还要考虑到房间的负荷能力。因为我们大部分实验室都是按办公楼进行设计的，一般负荷300kg/m2左右，因此在设计仪器设备布局时就要考

4、虑仪器的重量，看几台仪器放到一个房间，改房间的负荷是否能满足要求。如：PE5600重量为458kg;Waters 的ZOV-TQS重量为160kg；岛津的TQ 8040重量为130kg。以上只是主机的重量，但还要考虑到试验台、机械泵、计算机等其他设备的重量，因此，在进行实验室的布局前，最好到本单位基建处了解使用楼层的负荷情况。,实验室设计基本要求,1.供水与排水实验室都应有供排水装置，仪器室不需要供排水装置，防止水泄漏对仪器造成损害。供水要保证必要的水压、水质和水量；排水装置最好用聚氯乙烯管等耐酸碱腐蚀的材料，接口用焊枪焊接。化学检验实验台有可能都应安装水管、水龙头、水槽、紧急冲淋器、洗眼器等

5、。地面要有地漏，由于实验室下水有试剂的味道，因此地漏应时应使用反渗地漏，仪器室虽不需要供排水装置，但最好也要装地漏。,实验室设计基本要求,2.供电实验室用电分为仪器设备用电和照明用电，照明用电与仪器设备用电应分设线路。实验室因有消化、烘干、通风和仪器等方面的要求用电功率较大，远大于一般的办公用电。供电功率应根据用电总负荷设计，并留有余地。电源应采用三相五制预留电缆提供，中性线和接地线不能混用。实验室应有单相和三相电源；整个实验室要有总闸，各个单间应有分闸。,实验室设计基本要求,每个房间所用功率是多少，必须在设计时就计算好。在设计实验室布局时，就要设计好每个房间放置什么仪器设备，今后还可能放置什

6、么仪器。要想了解每个房间所需功率，还要了解所放置仪器设备的功率是多少，以及铜线的负荷是多少。铜线每个平方可承载的功率是1000W左右，电流3A5A。仪器设备功率参考：气相色谱质谱仪：2600W/台液相色谱串联质谱仪：4000W/台液相色谱-三重四级飞行时间质谱：4500 W/台,实验室设计基本要求,气相色谱仪（FPD、ECD）：2000W/台，液相色谱仪：1200W/台，等离子发射光谱质谱仪：6300W/台 40A等离子发射光谱仪：6300W/台 40A原子吸收分光光度计:5000W/台 30A原子荧光光度计：1000W/台电热板：2000 W3000W/台高温电热炉（马弗炉）：4000W/台

7、干燥箱：2000W400W/台,实验室设计基本要求,等离子发射光谱质谱仪、等离子发射光谱仪和原子吸收分光光度计属于功率比较大的仪器，因此电线直径最好大于8个平方，要能满足40A电流的要求。对于功率大的仪器和设备，不能使用插座和插头，否则很易烧坏或引起火灾。像等离子发射光谱质谱仪、等离子发射光谱仪和原子吸收分光光度计、烘箱、高温炉、电热板、消化炉等高功率的电热设备应直接连到空气开关上。,实验室设计基本要求,电源插座应根据仪器设备的要求，配置16A和10A两种，一般配置16A。一个房间要留有多个插座，每个插座之间应是独立的，不能使用同一根电线。对一些精密、贵重仪器设备，要求提供稳压、恒流、稳频、抗

8、干扰的电源，必要时须建立不中断供电系统，配备专用电源，如不间断电源（UPS）等。实验室照明应有足够亮度，最好使用日光灯；在室内及走廊要安装应急灯。,实验室设计基本要求,实验室照明核心区域照明度：250LX，附属区域照明度：150LX。照明灯易选择节能灯或LED灯。实验室装修时建议使用单股铜芯线，其截面大于等于10mm2实验室开关插座要选择质量好的国产产品，一般为TCL和杭州鸿雁。,实验室设计基本要求,3.实验室通风实验室气流方向应从低危险区像高危险区流动；行政办公区始终保持相对于走廊和实验室的正压；使用化学药品的实验室应始终保持良好的通风；实验室工作区域压力相对于走廊和非实验区域始终保持相对的

9、负压。实验室通常情况下保证换气次数412次/h。,实验室设计基本要求,实验室环境适宜温度夏季22 27，冬季18 22.送通风管一般使用PP材料或镀锌钢板，排风管使用PP板，接口处要防止开裂，造成漏风、渗水。通风柜安装完毕后，一定要通过验收，厂家要提供报告，验收数据应符合合同或相关标准要求。排风柜JB/T 6412-1999.,实验室设计基本要求,4.废气排放实验室应有足够的排风设施，以保护检测人员身体健康和仪器设备。实验室废气的处理，如量少，可直接排出室外；但排出管不能侧排，一定要顶排，且要求高出附近房顶3m左右。,实验室设计基本要求,排风设施通常有三种：通风柜：实验室常用的局部排风设备。通

10、风柜数量要足够，要能满足检测工作的需要，如有机前处理除称量外，都需要在通风柜中进行。通风柜一般采用全钢材质柜体，基材厚度1.2mm，钢制部件表面要经酸洗磷化、阿克苏诺贝尔环氧粉末静电喷涂，喷涂厚度在80 m90m。通风柜要求其通风量为0.4m/s0.65m/s，开启通风柜的柜门，通风量会有变化，因此建议使用变频风机。,实验室设计基本要求,消化室用通风柜台面使用陶瓷台面，防酸碱，好清理。消化室用通风柜柜门的五金配件采用喷涂环氧树脂的不锈钢，防止酸的腐蚀。有机前处理通风柜内应有水源和照明装置，无机前处理通风柜内应有照明装置，不需要加水龙头，因为无机前处理通风柜主要是用于高温消化，用的是各类酸，不用

11、水，安装水龙头后均被腐蚀和烤坏。消化室内的通风柜应有酸气冷凝回收装置。,实验室设计基本要求,实验室产生的废气要经过环保处理。实验室废气排放有以下几种：1、无机样品处理时产生的酸气排放的方式是通过通风柜将酸气排放到酸雾净化塔中（放在楼顶上），通过用水淋洗将酸气冷凝和用碱中和，达到排放标准后排放，排放的管道不能与市政管道合并。目前，许多省市已要求这样做，新建的实验室已部分开始这样施工。,实验室设计基本要求,2、有机样品处理时产生的废气排放的方式是通过通风柜将废气排放到废气吸收装置中中（放在楼顶上），通过用活性炭、碳化纤维等材料将废气吸附，处理后的废气达到环境空气质量标准GB 3095-1996的要

12、求。目前，许多省市已要求这样做，新建的实验室已部分开始这样施工。,实验室设计基本要求,3、仪器工作时产生的废气质谱仪有机械泵，在使用时产生废气，必须排除。目前许多单位都是在墙上火玻璃上打个孔，将废气管通到室外。在实验室装修时，用考虑这部分废气的排放问题。如果是新建实验室，可将废气排放管预留在墙体内，在仪器放置地点留有一个接口；如果是改造，可新装配气管，通到主排气风道中。电子捕获检测器排除的废气，可直接通到仪器上方的排风罩中。,实验室设计基本要求,4、生物安全柜工作时产生的废气如果检测单位做病原微生物的项目，就需要使用生物安全柜。生物安全柜的废气排除有三种方式，一种是全部排除，一种是70%排除，

13、一种是30%排除。,实验室设计基本要求,通风柜应相对集中，如有机前处理的集中在一个房间，无机前处理的集中在一个房间，一个房间可使用一个风机，节约能源。有机和无机的排风设施一定要分开，避免在排风过程中易燃易爆有机试剂与强氧化性无机试剂混合发生爆炸。有机试剂易燃，无机前处理一般加热，两者在一起易发生火灾。有机、无机排风管道应使用不同的材料，以减少试剂腐蚀，增长使用寿命。风机要使用抗腐蚀的，现在一般使用玻璃钢材质的。,实验室设计基本要求,消化室最少要有2个通风柜，放置电热板和消化炉，每个通风柜最好是1.8延长米。该通风柜一定是防酸的。无机样品前处理室要有2个通风柜，处理酸碱。有机样品前处理室最少要有

14、2个通风柜，因为有机试剂沸点低，易挥发，且都有毒性，因此操作都应在通风柜内进行。,实验室设计基本要求,局部排气罩（万向抽气罩）：在产生气体的上方设置局部排气罩一是用于液相色谱仪，因为液相分析时流动相主要是甲醇和乙腈，其气体对人有害。二是用于原子吸收分光光度计和原子荧光光度计，排除燃烧产生的废气。液相色谱仪的局部排气罩关节采用PP材料，伸缩导管采用PVC材料，可360度旋转调节方向。,实验室设计基本要求,不锈钢排风罩原子吸收分光光度计、原子荧光光度计、等离子发射光谱仪和等离子发射光谱质谱仪在工作时都会产生酸气，需要排除。上述仪器要使用不锈钢排风罩，因为上述仪器在工作时产生高温，不锈钢排风罩能耐高

15、温。不锈钢排风罩要带手动操作杆，可调节导风管的阀门。,实验室设计基本要求,甲醇是无色易挥发的液体。有毒，误饮510毫升能双目失明，大量饮用会导致死亡 乙腈是无色液体，极易挥发，有类似于醚的特殊气味，有一定毒性。中毒主要症状为衰弱、无力、面色灰白、恶心、呕吐、腹痛、腹泻、胸闷、胸痛；,实验室设计基本要求,排风扇：采用排风扇全室通风，换气次数通常为每小时五次。,实验室设计基本要求,5、气路检测时要使用各种气体原子吸收火焰部分使用乙炔气，石墨炉部分使用氩气；气相色谱使用氢气和氮气；气相色谱串联质谱仪使用氦气；等离子发射光谱仪和等离子发射光谱质谱仪使用氩气；液相色谱串联质谱仪使用氮气；氮吹仪使用氮气。

16、,实验室设计基本要求,气路一般有两种方式：统一建气瓶室，将所有气体放置其中，然后通过管路将气体引到所需要的房间；在需要气体的房间放置气瓶柜，将气瓶放置其中。市县级质监机构适用第二种。,实验室设计基本要求,气体安全要求气瓶室内氧化性气体和还原性其他不能放在一起，气瓶室要保良好通风，危险性气体3次/h换气。隔墙应是防火墙，室内的电器设备要求持有防爆功能。气瓶内气体耗尽时应有报警。氢气瓶、乙炔气瓶决不能放在仪器室，应单独存放。气瓶一定要固定，绝不能靠近火源、直接日晒或置于高温房间等温度可能升高的地方使用。实验室使用的压缩气体钢瓶，应保持最少的数量。,实验室设计基本要求,6、地线：分析仪器为防止电磁干

17、扰和使用安全均要求有良好的地线，仪器地线不同于建筑物地线，应单独设立，在实验室建设过程中应提前埋设好。地线接地电阻应小于3欧姆。,实验室设计基本要求,7、人员防护系统实验室除设置被动防护措施，如紧急洗眼器、紧急喷淋装置、消毒盥洗设施等，并且要置于最方便、最显眼的位置，确保随时可以使用。实验室应配备医用急救箱。,实验室设计基本要求,8、消防每个房间和楼道都要有消防装置。仪器室不能用消防喷淋，不能使用泡沫灭火器，应使用二氧化碳或1211灭火器，以免损坏贵重仪器设备。灭火器应放在规定位置，便于手拿。消化室除配备消防装置外，还应配置灭火沙。,实验室设计基本要求,9、温湿度控制为保证人员操作的舒适性和仪

18、器设备的稳定性，实验室要进行温湿度控制。目前部分实验室采用中央空调进行实验室的温度控制，将空调机吊在吊顶上。这样存在一种风险，就是结露的水滴有可能滴在下面的仪器内，从而造成线路短路，烧坏仪器。目前国外新建实验室冷风出口健在地板上，避免了结露有可能造成对仪器的损害。,实验室设计基本要求,仪器室由于仪器散热大，且仪器稳定工作需要一定的温度范围，因此，仪器室空调的功率应大些，建议使用立式空调。对于面积较大的实验室，建议也使用立式空调。对于对温度要求较高的仪器，如飞行时间质谱，建议使用工业空调。,办公区域与实验区域应分开，形成非受控区域和受控区域。一般实验室应具备以下房间：业务接待室；样品库；天平室；

19、消化室；样品前处理室；无机样品前处理室；,实验室布局,实验室布局,有机样品前处理室；紫外分光光度计及其他小型仪器室；光谱室（原子吸收、原子荧光光度计）；气相色谱室（气相色谱仪、气相色谱串联质谱仪）液相色谱室（液相色谱仪、液相色谱串联质谱仪）电热室；档案室；工作人员办公室；主任办公室。,实验室布局,检测用仪器设备应相对集中放置，便于使用和管理，也有利于水、电、通风系统等的合理布局。气瓶室可放在色谱室和光谱室之间，这样气路较短。消化室尽量放在实验室的边沿，防止酸气对其他仪器和人员的危害。对检测过程有影响或有交叉污染（如农药产品检测与农药残留检测）和对人体健康、安全有影响的区域应有隔离措施。,实验室

20、布局,仪器室温度宜控制25左右，湿度小于85%。使用瓷砖或防静电地面，不应使用地毯。仪器台最好用角钢制成，角钢厚度最好大于1.5mm，台面要结实，稳固，一般采用19mm的实心理化板，最好不要安装抽屉，避免拉动抽屉振动仪器。仪器台离墙应留下至少50cm的空间，以便安装和维修。电源接线板应架起，不能放在地面，防治跑水造成短路。,办公室档案室（报告编制室）：用于报告的编制及打印，档案资料的储藏及查阅。样品库：独立的样品存储室，应配备冰柜和冰箱放置新鲜样品，样品柜放置干燥或土壤样品等。样品室必须干燥、通风、防尘、防鼠。,实验室布局,无机样品前处理室应有供、排水，水池上方墙面一般贴瓷砖。水池一般采用PP

21、材料。实验台应耐酸碱和耐有机溶剂腐蚀，应有电源插座。应设置通风柜，以便酸碱的操作。可有热源。,实验室布局,实验室布局,有机样品前处理室应设置不少于四个通风柜，因为有机试剂一般都沸点低，易挥发，大部分操作都应在通风柜中进行，如提取、浓缩、净化等操作。应有供、排水，水池上方墙面一般贴瓷砖。实验台应耐酸碱和耐有机溶剂腐蚀，应有电源插座。不可有热源。,实验室布局,消化室消化室应单独设立，因为消化时使用的均为强酸，腐蚀性很强，如与其他室在一起，可将仪器设备腐蚀坏。消化室应设置通风柜，内置电热板或消化炉，电源应接在空气开关上。消化室应配备紧急淋洗装置,实验室布局,天平室天平室应单独设立，最好有隔断，防止空

22、气流动，有温湿度控制系统。天平台要防震，天平台放置须离开墙壁1cm，可购置防震型天平台或砖砌水泥台面天平台。,光谱室光谱室的仪器主要是原子吸收分光光度计和原子荧光光度计，这两台仪器可放在一起。由于原子吸收分光光度计带石墨炉功能，瞬间电流很大，因此需要将电源直接接到空气开关上。原子荧光光度计功率较小，可直接接到电源插座上。,实验室布局,实验室布局,原子吸收分光光度计和原子荧光光度计最好安装稳压电源装置，保证检测结果的准确性。原子吸收分光光度计和原子荧光光度计均需要安装排风罩。光谱室的墙面的涂料最好不沾灰尘，能擦洗。,实验室布局,气相色谱室该室主要放置气相色谱仪和气相色谱串联质谱仪，考虑到夜间可能

23、断电，电源最好接到空气开关上，防止断电后一旦来电，仪器不会自动开启。应配置稳压电源，气相色谱串联质谱仪应配置不间断电源，以保护分子涡轮泵。气相色谱仪（FPD)使用的氢气，建议使用氢气发生器，如使用氢气瓶，绝不能放在仪器室内。,实验室布局,液相色谱室该室主要放置液相色谱仪和液相色谱串联质谱仪，考虑到夜间可能断电，电源最好接到空气开关上，防止断电后一旦来电，仪器不会自动开启。应配置稳压电源，液相色谱串联质谱仪还应配置不间断电源，以保护分子涡轮泵。,实验室布局,液相色谱串联质谱仪使用氮气量大，建议使用氮气发生器，因为使用氮气瓶运输不方便，使用不使用一瓶气一个月左右也泄完。气质和液质由于使用分子涡轮泵

24、和机械泵，噪音很大，因此一般采用隔断的方法，即将计算机和仪器隔开。ICP-MS虽然 也有同样问题，但由于进样时需要人操作，还需要人机同屋。,小型仪器室小型仪器室应有足够的电源插座。电热室应单独设立电热室，放置烘箱、马弗炉等高温加热设备。应装有空气开关，以便接烘箱、马弗炉等高温加热设备。,实验室布局,化学试剂储存库化学试剂储存库原则上不能与实验室放在一起，应在实验楼外单独建立。化学试剂按性质分类放置，氧化剂与还原剂分开。易燃易爆品单独存放，要有通风设施，保证安全。储存库最好完全避光，放置药品和试剂的分解。如没有条件单独设置，实验室内的药品和试剂数量不能太多，满足近期试验需要即可。,实验室布局,洁净室洁净室一般分为三个部分：1、无菌室：用于常规微生物检测；2、霉菌室：用于霉菌检测；3、病原微生物室：用于病原微生物检测。洁净室内的试验台要求为全不锈钢的，不能有角。无菌室和霉菌室要配置超净工作台，病原微生物室要配置生物安全柜。,实验室布局,实验室布局,实验室布局,试验台要求,试验台一般分为全木、钢木和全钢三种，目前使用比较多的是钢木结构。钢木结构的主架一般为40 60 1.5mm的方钢管，要经过化学防锈处理。台面一般使用实芯理化板，一般实验台为12.7mm即可，仪器台可使用19mm。试验台柜门的铰链开启角度最好大于90度，与柜门面水平角小于15度时，柜门可自动关闭。,谢谢聆听！,