中國某大學化學實驗教學中心為2009 年初被批準為國家級實驗教學示范中心建設單位。2012 年 8 月,中心已整體搬遷至新建的環境資源樓,使用面積由原 4000m2 增至 6000m2。在新樓設計和建設過程中,實驗室的內部硬件設施整體布局規劃,如實驗臺面、實驗室學生柜體、吊柜、儲存柜、實驗架等,須根據不同實驗課程進行個性化設計。每個實驗(分析化學實驗、普通化學實驗、無機化學實驗、有機化學實驗、物理化學實驗、儀器分析實驗、化工實驗)課程組結合自身教學特點提交具體需求,設計人員針對不同的要求反復修改設計稿,按需定制,避免了實驗室空間浪費,大大降低了日后自行改造的建設成本。
1、實驗室改造裝修材料材質選擇
學校老化學樓的實驗臺面材料采用理化板,耐腐蝕性差,柜體材料是顆粒板,易變形,強度差,耐腐蝕性差,在改造 3 - 4 年后均出現柜體塌陷、鉸鏈銹蝕、臺面起皮等現象。吸取教訓,新樓建設在材料材質選擇上,根據實驗室性質不同,選擇不同的材料,針對分化實驗室的特點,耐腐蝕性應在首位考慮,于是選用環氧樹脂板。
天平室對防震、平整性、防塵要求高,選取 4cm 大理石板,下柜顆粒板材質,并配有窗簾遮光、防塵罩等配件。
2、實驗室改造裝修水電配置
中心采購純水供應裝置,制備純水集中供應至每個實驗室水槽臺面,為師生提供了用水便利,同時還有便于集中管理、降低運行成本以及量產等優勢。
分化實驗室臺面設計添加了臺面水槽,由于一組實驗大臺面共計 8 個學生同時進行實驗,水槽位于臺面兩端,實驗過程中難免會有少量液體傾倒或需要簡單清洗的步驟,水槽過遠則經常會出現學生擁擠的情況,這樣不僅大大降低實驗效率并且有可能會發生碰撞造成實驗儀器損壞或者液體損失等。臺面小水槽的設計,很好地解決了這一問題。
實驗室供電系統主要是要考慮滿足當前及未來增加的實驗儀器等特殊用電要求,根據儀器數量、擺放位置等因素進行設計。
學生實驗室供電包括大功率實驗儀器、中央臺面供電、邊柜臺面供電等,大功率實驗儀器(如電烘箱、電熱板等)需要 380V 和 220V 電壓的電線同時布設。其中,實驗中電熱板多用于處理樣品使用,有可能會有煙霧出現,所以將其放置于通風櫥中,但是通風櫥標配電源達不到功率的要求,同時考慮化學實驗室強酸、強堿腐蝕性藥品試劑的影響,所以在使用不久后即更換為與儀器要求相符的電源(空氣開關),外部加裝電源罩,目前使用情況良好。中央臺面主要放置磁力攪拌器、水浴鍋、抽濾泵等儀器,一個學生可能會同時用 2 - 3 種,因此應該盡量多增加插座數量。邊柜臺面主要放置離心機、電子臺秤、酸度計、超聲清洗機等公用儀器,多配置插座也是設計的核心,插座置于柜面墻邊,美觀實用。插座均配有防水罩,以免實驗中液體濺入插座中造成事故。
3、實驗室改造裝修通風系統
化學實驗過程中,經常會產生各種難聞、有腐蝕性、有毒或易燃易爆的氣體,因此實驗室必須具備良好的通風條件,根據分化實驗室危化品較少的特點,采用通風櫥、通風藥品柜組合的方式,即可滿足分析化學實驗室基本通風要求。
4、實驗室儲物系統
分化實驗室中玻璃儀器和小型儀器、耗材種類多、數量多,這就要求在設計之初,充分考慮到實驗室的儲物功能,簡單說就是柜子、抽屜要足夠多,包括學生柜、邊柜、吊柜、藥品柜等。
5、實驗室玻璃儀器存儲
玻璃儀器則分為學生柜用、備用存儲兩部分,分別進行管理。備用玻璃儀器統一放置于一間教室的邊柜內,標簽明示。學生實驗常用的玻璃儀器按儀器清單所列規格、數量人手一套,置于學生柜中。
每學期初實驗開始前 3h 學生清點,如有缺漏,即時補齊,每個實驗柜內置鎖具,學期中學生自行保管,實驗過程中損壞或學期末清點有缺損、丟失的,須按儀器原價一定折扣(2 折)賠償補齊。學期中如有丟失或者破損,由助教先行登記補齊,于學期末統一賠償。雖然大多數玻璃儀器每種賠償金額僅為幾角錢,但是此制度的實行讓學生提高了責任感。近幾年從回收破損玻璃儀器的數量上看,破損率有顯著降低,教師應引導學生愛護實驗儀器,養成良好的實驗習慣。
小型儀器及耗材存儲
小型儀器存儲一般多置于邊柜或獨立儲物柜中。耗材存儲則置于抽屜及吊柜中,方便存取。因此在滿足安全環保前提下,配制足夠多的儲物柜、抽屜尤為重要。
學生柜設計理念
分化實驗室學生柜采用抽屜的形式,是基于常年對學生使用情況的調查。老化學樓都是雙開門柜,內置隔板分隔為上下兩層,學生儀器易混淆,而且下層儀器取用十分不便。于是搬遷新樓后的學生柜全部采用抽屜的模式,每個抽屜配鎖,方便管理。實驗室開放使用至今,學生普遍反映抽屜較之前的雙開門柜方便許多,而且玻璃儀器取用時不易磕碰破損。
6、廢液收納細節設計
根據實驗室廢液處置分類辦法,化學實驗室需要按廢液種類分別進行回收保存,統一按時間收運,各類廢棄物分類要嚴格,標簽要規范填寫,準確注明成分,勾選上廢棄物危險特性(易燃、腐蝕等)。
依據分化實驗室的特點,需配置 3 個種類的回收桶:酸性無機廢液桶、堿性無機廢液桶、重金屬離子無機廢液桶。
對于廢液分類處理,完全依靠學生自行分類,會出現很多問題。所以經多方考慮,最終采用助教輔助廢液回收的方法,具體做法為:(1)要求教師在每次實驗課中,須和學生說明本次實驗廢液種類以及處理方式;(2)學生實驗結束后,須在助教的指導下統一將廢液倒入廢液杯中;(3)助教將廢液由廢液杯倒入廢液桶中。此方法中間環節增添助教輔助,簡單易行,完美地解決了廢液回收混亂問題。
由于廢液桶使用次數較多,為減輕實驗人員和助教反復搬移的工作量,我們將廢液回收柜設計為底部無底板留空形式,方便取用。配劑間的試劑桶存放柜也采用同樣的設計方式。
7、實驗室改造消防系統
分析化學實驗室根據消防要求設置消防給水系統。消火栓布置在走廊以及教室內,包括消防沙箱、泡沫滅火器、氣體滅火器、沙桶、安全應急柜等輔助滅火工具。
8、其他
分析化學實驗室設計過程雖然總體已經達到預期,但是一些細節仍然未考慮到或者因實施過程中出現或多或少的問題而擱置,亦或者實施后并未達到實用性的要求。舉個反面示例,分析實驗多使用強酸強堿,配制試劑一般都會在通風櫥里完成,而且用純水量相當大,但是新樓配劑間純水出口龍頭是在房間南側,通風櫥位于北側,中間臺完全堵住取水道路,需要繞過中央臺,路程較長,實際操作極為不便。所以我們設想如果能在通風櫥內接純水接口,試劑配制就能快捷許多。通過和設計師溝通,他們表示可以實現,由于未及時跟蹤工程細節,最終交付的則是鐵制水龍頭,使用一段時間便已銹蝕不堪,放棄使用。目前還在摸索更好的方法來解決配劑間問題。
SICOLAB喜格是一家專業從事實驗室家具生產定制、實驗室設計、實驗室裝修、實驗室建設、實驗室改造的EPC總包工程企業,18年設計施工經驗,服務于1000+客戶群體,其中包含不限于科研院校、生物醫藥、醫療衛生、環保水務、檢驗檢疫、公安系統、石油化工、第三方檢測、其他企業等。業務則涵蓋于:實驗室項目可研報告編制、實驗室平面設計、實驗室施工圖設計、實驗室效果圖設計、實驗室規劃建設方案、實驗室各系統設計安裝施工、實驗室裝修造價預算、實驗室建設咨詢、實驗室搬遷擇址咨詢、實驗室環評備案、GMP認證協助等等。400-8879-829