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    实验室平面布置方案设计.pdf

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    实验室平面布置方案设计.pdf

    王欣月 实验室平面布置方案设计 29 实验室平面布置方案设计 王欣月 中国寰球工程公司 北京 100012 摘要 实验室平面布置方案设计包括楼层层数设置、走廊形式选择、建筑形式选择、开间设计、区域划 分五个主要方面,并对每个方面所包含的主要类型和因素进行了探讨和论述。 关键词 实验室平面布置设计层数走廊建筑 在大型炼油厂或化工厂的设计中,中心实验 室的设计是重要的组成部分。中心实验室的设计, 先要解决实验室布置方案的确立,在充分考虑实 验室的功能与任务的基础上,比较各种设计方案, 最终选择一个最优方案。其他的设计工作,包括 实验室的空调、采暖及通风设计,实验室的给排 水设计,实验室电气网络设计等都是在实验室方 案确定的基础上开展的。实验室平面布置方案设 计是实验室设计的源头,方案优化与否,直接影 响着实验室的后期设计工作以及最终实验室投入 使用的效果。所以,对实验室布置方案的选择, 在实验室的设计中占有十分重要的地位。 1实验室位置的选择 根据现行的标准规范,实验室的设置应远离 振动源、污染源、放射源及噪音源。实验室的设 置应位于污染源的上风口,以避免污染。目前, 实验室多以中心实验室的形式建设,中心实验室 多设在全厂的厂前区。但是,鉴于目前工厂规模 越来越大,考虑到取样时问上的限制,以及取样 的便利性,中心实验室的总图位置在不同的项目 中也有不同的考虑和设置,还有因厂区过大,部 分装置重新考虑设置装置实验室的案例,但是实 验室选址的总原则不能改变。 2实验室面积的确定 在进行实验室平面布置方案设计工作前,需 要首先确定实验室的建筑面积。在确定了全厂的 工艺流程方案后,根据工艺装置的数量与规模, 以及各工艺装置提供的分析项目条件,基本就可 以确定实验室的任务以及需要配备的实验设备的 种类、数量和功能,根据实验设备的种类、数量 和功能,结合相类似规模的实验室的设计案例, 基本可以确定实验室所需要的建筑面积。 实验室建筑面积确定后,就可以开展实验室 平面布置方案设计了。这里将对实验室平面布置 方案设计中的诸多因素进行讨论。 3平面布置方案设计 实验室平面布置方案设计主要包括楼层层数 设置、走廊形式选择、建筑形式选择、开间设计、 区域划分设计五个主要方面,以下分别探讨每个 方面在设计时的影响因素。 3.1楼层层数设置 在实验室建筑面积一定的情况下,层数的不 同对实验室设计影响较大。层数受到一些因素的 限制,一是总图面积的限制,在有的项目中,实 验室总图面积有限,这样在考虑首层面积和尺寸 时,要结合总图情况综合考虑。二是总图地形的 限制,有的项目实验室总图区块成狭长型,适合 一字型建筑,而有的项目总图区块成方形,适合 回字形或折型建筑,而有的项目总图区块是不规 则形状,则需要根据地形考虑特殊的设计。另外, 除去总图因素的影响,多层建筑和低层建筑各有 优势,低层建筑楼层少,对将来风管和电线的布 置通常是有利的,也可以减少因增设电梯所带来 的投资费用。楼层多有利于实验室功能区域的划 分,但是根据相应规范要求,实验室的楼层最高 不宜多于五层建筑。 3.2走廊形式选择 1单走廊单侧房间布局。在回型建筑中较 王欣月高级工程师。2006年毕业于首都师范大学分析化学专业。主要从事石油化工工厂化验室设计工作。联系电话 010 58676097,Emailwangxinyuehqcec.corn。 30 CHEMICAI ENGINEERING DESIGN 多被采用,在一字型建筑中,如采用此种走廊设 置形式,走廊的利用率较低。此种形式采光很好, 视野也很理想,在研究性的个人实验室可考虑此 种设置方式,研究人员办公室与实验室设置在一 起,十分便利。但是工厂实验室设计中,此种形 式较少采用。具体布局见图l。 一 ; 圈 一 图1 单走廊单侧房间布局 2单走廊双侧房间布局。此形式走廊利用 率较高,房间布局紧凑,可以高效的利用实验室 使用面积。另外,此种走廊设计形式采光也较为 理想.尤其在南北朝向的建筑中,北侧可以设置 机房、天平室、试剂库,以及一些避光的分析仪 器室。南向则设置一些需要采光理想的实验室及 办公室。此种走廊形式在工厂实验室中较多使用。 具体布局见图2。 图2单走廊双侧房间布局 3双走廊布局。此种形式使得实验室内部 交通很便捷,房间布置紧凑,房间之间的进出较 为方便,适用于占地面积和宽度较大的实验室设 计,但有部分没有采光的房间,如果实验室需设 置暗房等避光实验室时,此种形式较为理想。具 体布局见图3。 图3双走廊布局 除上述几种走廊形式外,还有三走廊等其他 形式,这些形式可以使内部布局更灵活,但被走 廊占用的公共面积较大,适用于总图面积较宽裕 的实验室,而工厂实验室设计中,则很少采用。 3.3建筑形式选择 1一字型建筑。一字型建筑适合南北朝向, 此种建筑形式房间布置紧凑,使用方便,在工厂 实验室设计中较多被采用。但是这样的形式较为 单调,建筑形式不够灵活新颖。而且考虑到单层 建筑长度不能过长,往往一字型实验室楼层较高。 具体形式见图4。 , 生 ; ’; 一一 f 。 }l ■.~ ■ ■一■ 一“ , 一t 2 ≥ I 二 强魁 趱 能}举釜蟹翳≥{; 臣 吲 j 。 , -- . 一璧. 瑗E囝酒越群 I ~“ J - . t 上 ll ll . ’ 图4 “一”宇型建筑形式实验室 2回字形建筑。此形式较为活泼,同样长 度的情况下,回字形建筑形式单层面积较一字形 要大,可以降低层高,而高层建筑是实验室设计 中尽量避免的。此外,回字形建筑形式多采用单 面房间布置,房间可以双向采光,采光较一字形 建筑更优越。尤其在南方,一年四季植被较为丰 富,回字形建筑中间形成的天井,在南方植被长 青的自然环境下,可以提供舒适的视野。具体形 式见图5。 { l 燎 L_. ● 一 I j 1 j r 皿 一 轻 翠 嫩 l ~ ~ 一 一 且 簿 L 一 一 撙 -_,一 一 『 一 i二; 嗡 一 _ I三 鬲 商 _南 L』 { 一 强 强 l 璺 皇 zL {一~一 图5 “回”宇型建筑形式实验室 3折型建筑及其他。在设计中通常因为一 个项目的特殊性,如总图面积限制、实验室规模 巨大、业主的特殊要求等,实验室设计需要在一 字形建筑的形式上进行调整和变形,在满足功能 需求的条件下,根据实际地形尽可能实现建筑形 式的合理性和优越性。 王欣月 实验室平面布置方案设计 3l 3.4开间设计 1开放式大开间设计在大型的中心实验 室的设计中,经常把同类型的设备摆放在一起, 例如色谱类分析仪,光谱类分析仪,油品类分析 仪,电化学分析仪等,因为设备统一没置在中心 实验室,设备的数量较多,这时开放式实验室将 是比较好的选择。设计一个大型的开放式实验室 图6 】 ,摆放同类型的设备,这样可以便于公用 工程配套设施的没计与实施,也实现了实验室空 间的最大化使用,除此之外,还便于设备交互使 用,当一台设备正在维护或检修时,其他设备很 方便的用米完成相应的分析任务。随着分析仪器 自动化的不断提高,现今实验室的定员大幅减少, 一个实验人员通常需要管理多台设备,没置大型 开放式实验室,将同类型或类似的项目放在一个 房间内来完成,便于操作和管理,可以提高检测效 率。目前新建的各类实验室不仅限于工厂实验 室,开放式的大型实验室越来越多的被采用,这类 实验室对团队工作也有很好的促进作用,在开放式 实验室工作的人员之间的交流更加便利,这对现今 以团队工作为主要形式的工作模式十分有利。 图6百分之百开放式实验室布置 2封闭型小开间设计适合于小型实验室, 装置实验室,这些实验室分析仪器种类和数量不 多,小开间在分析仪器很少的情况下,可按照仪 器的类型或装置来划分实验功能区,划分明确, 便于管理。具体布置见图7。 图7封闭式实验室布置 3大开问小开问混合多在实验项目较多 的大型中心实验室中混合设置,开放式大开问设 计得到了J 泛的认同,但是对于个别特殊分析仪 器,例如大型的核磁共振仪NMR、X一射线荧 光光谱仪、高精密度的电子天平室等,也优先考 虑小开问没计,既满足了特殊分析仪器单独设置 的需求,又避免实验室面积的浪费。所以大型中 心实验室最常见的就是开放式大开间与封闭式小 开间混合使用的设计。具体布置见图8 。 图8 封闭式实验室与开放式实验室的组合布置 3.5区域划分 实验室各功能区域需集中设置,这可有效地 避免人流物流之间的交叉污染,有利于分析数据 的准确,以及人员健康的保障。 1实验区域。包括仪器分析室、化学分析 室、天平室、加热间及各类辅助型实验室,还有 蒸馏水制备间,标液制备间等。其中大型分析仪 器在实验中振动大、噪音大的分析仪器建议布置 在一层。味道大、粉尘大的实验房间建议单独布 置,设置单独出入口,以免污染整个实验室环境。 2辅助及公用工程区域。主要包括配电间、 空调机房、电信间、试剂库等。此部分房间应符 合标准规范要求,合理设置。 3办公区域。鉴于实验室环境的特殊性, 办公区域尽量独立于实验区域单独设置,最理想 的是办公区域单独设置一层,在没有大型实验设 备的实验室,办公区域设置在一层较为理想,因 为一层空气环境最好。如果面积有限,办公区域 很难单独设置一个楼层,建议办公区域进出主路 口设置双层门,这样可以有效避免有害气体进入 办公区域。 4 结语 上述是实验室平面布置设计中需重点考虑的 一些因素,除此之外还要结合各个项目的地理位 置、装置类型、装置规模等不同的特点进行专题 的论证。只有在设计前期,将方案做到优化、合 理、完善,才能为后面实验室设计的具体细节奠 定良好的基础,最终设计出功能完善、操作方便 的现代化工厂实验室,为生产运行保驾护航。 参考 l丹尼尔.D.沃奇[美] 实验室建筑[M].北京 文献 徐雄,冯铁宏,祝东海译.研究 ,tlfq建筑 业出版幸J.2001. 收稿[】期201404一O1

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