科學研究的基石——實驗室設計規范

實驗室設計規范是科學研究的基石，對于實驗室的安全、高效運作和實驗結果的準確性至關重要。本文將詳細介紹實驗室設計規范的各個方面。
 

一. 實驗室布局設計

實驗室的布局設計應根據實驗室的功能和需求進行合理規劃。首先，實驗室應根據工作流程和實驗操作的順序，將實驗區、樣品處理區、儀器設備區和辦公區合理劃分。其次，要考慮實驗室通風系統、安全設施和緊急出口的位置，確保實驗過程中的安全性。

為高效實驗提供良好環境

實驗室布局設計是建立一個高效實驗室的重要步驟。良好的布局設計可以提供一個安全、高效且舒適的工作環境，從而為實驗人員提供一個更有利的條件進行實驗和研究。

1. 設計原則

在進行實驗室布局設計時，需要考慮以下幾個原則：

• 安全原則：確保實驗室的設計滿足相關的安全標準和要求，包括防火、防爆、通風等。
• 功能原則：根據實驗室的具體需求，合理規劃實驗室的功能區域，包括實驗臺、儲存區、設備區、辦公區等。
• 流線原則：合理安排實驗室內各個功能區域之間的流線，以便實驗人員能夠方便地進行工作和移動。
• 靈活性原則：考慮到實驗室的需求可能會隨著時間而變化，設計時應盡量保持靈活性，方便后續的調整和改進。

2. 實驗臺設計

實驗臺是實驗室中最重要的工作區域之一，其設計應注重以下幾個方面：

• 尺寸與布局：根據實驗需求和實驗人員的工作習慣，確定實驗臺的尺寸和布局，以便提供足夠的工作空間。
• 材料選擇：實驗臺的材料應具有較好的耐腐蝕性和耐高溫性，并且易于清潔和維護。
• 設備配置：根據實驗需求，合理配置實驗臺上的設備和工具，方便實驗人員進行實驗操作。

3. 實驗室儲存區設計

實驗室的儲存區設計應考慮以下幾個要點：

• 儲存設備選擇：根據實驗室所需的儲存物品的特點和數量，選擇合適的儲存設備，如實驗柜、實驗架等。
• 儲存布局：合理規劃儲存區的布局，將不同種類的物品進行分類存放，方便查找和取用。
• 安全措施：儲存區應考慮安全措施，如使用防火材料、配置安全柜等，確保實驗室內的物品安全。

4. 實驗室設備區設計

實驗室設備區設計應考慮以下幾個方面：

• 設備布局：根據實驗室內的設備種類和數量，合理規劃設備區的布局，確保設備之間有足夠的空間，方便使用和維護。
• 通風與排氣系統：考慮到實驗室內可能產生的有害氣體和氣味，設計時應考慮通風和排氣系統，保證實驗室內空氣的質量。
• 電源與配電：根據設備的電力需求，合理規劃電源和配電系統，以保證設備正常使用。

5. 辦公區設計

實驗室中的辦公區設計應注重以下幾個方面：

• 辦公桌與椅子選擇：選擇符合人體工程學要求的辦公桌和椅子，確保辦公人員的工作舒適性。
• 信息交流設施：配置必要的信息交流設施，如電腦、電話等，方便實驗人員進行辦公工作。
• 會議室設置：根據實驗室的需求，設計合適的會議室，方便進行團隊討論和交流。

實驗室布局設計對于提高實驗效率、保證實驗安全和提供良好的工作環境至關重要。合理規劃實驗臺、儲存區、設備區和辦公區的布局，可以提高實驗室的工作效率和實驗的質量。


 

二. 實驗室設備選擇

實驗室設備的選擇應根據實驗的具體需求和研究方向進行。首先，要選擇符合國家標準和行業要求的設備，確保其性能和質量可靠。其次，要根據實驗室的預算和空間限制，選擇適合的設備。此外，還要考慮設備的易用性、維護保養和后期升級的可能性。

選擇合適的實驗室設備是科研工作中的關鍵

在進行科學研究和實驗室工作時，選擇合適的實驗室設備是至關重要的。合適的設備不僅可以提高實驗效率，還能保證實驗結果的準確性和可靠性。本文將為您介紹實驗室設備選擇的一些關鍵因素，幫助您在設備選購過程中做出明智的決策。

1. 實驗需求分析

在選擇實驗室設備之前，首先需要進行實驗需求分析。明確實驗的目的、特點和要求，確定所需設備的功能、性能和規格。比如，如果需要進行生物實驗，就需要考慮溫控設備、離心機、顯微鏡等；如果是化學實驗，就需要考慮反應釜、分析儀器等。通過分析實驗需求，可以明確設備種類和性能指標。

2. 設備質量和可靠性

在設備選購過程中，設備的質量和可靠性是非常重要的考慮因素。選擇具有良好品牌聲譽的設備供應商，并查看用戶評價和認證證書，可以幫助您評估設備的質量和可靠性。此外，了解設備的維護保養和售后服務情況也是必要的。

3. 性能指標和技術參數

設備的性能指標和技術參數是選擇過程中的關鍵指標。在選購設備時，需要對設備的參數進行仔細比對，如分辨率、功率、測量范圍等。同時，還需要根據實驗需求，考慮設備的功能擴展性和兼容性，以滿足未來可能的實驗需求。

4. 設備價格和預算

設備價格和預算是選擇實驗室設備時必須要考慮的因素。根據實驗室的經濟實力和預算限制，合理評估設備的價格和性能之間的關系。除了設備本身的價格，還需要考慮后期維修、耗材和配件的費用，以及設備的使用壽命和性價比。

5. 參考他人經驗和專家建議

在選擇實驗室設備時，可以參考他人的經驗和專家的建議。與同行交流、查閱相關文獻和報告，參加行業展覽和會議等，可以了解行業發展趨勢和新技術應用，從而更好地選擇適合自己實驗室的設備。

選擇合適的實驗室設備是科研工作中的關鍵。通過實驗需求分析，了解設備質量和可靠性，考慮性能指標和技術參數，評估設備價格和預算，并參考他人經驗和專家建議，可以幫您做出明智的設備選擇。希望本文對您在實驗室設備選擇方面有所幫助。



 

三. 實驗室安全標準

1、預防中毒

化學藥品可通過呼吸道、皮膚和消化道進入人體而發生中毒現象。因此，我們切忌口 嘗、鼻嗅及用手觸摸化學藥品。預防措施如下。

①一切化學藥品瓶要標有標簽。

劇毒藥品的使用和保管都必須嚴格執行“五雙”的制度管理(保管時雙人收發，雙人 保管，雙本賬，雙門雙鎖;使用時雙人申請、雙人審批、雙人使用、雙人稱量、雙人復核) 毒性物質撒落時，應立即全部收拾起來，并盡可能地用沖洗、中和、稀釋、消毒等方法把 毒物消除掉。

②盡量避免排出任何藥品和溶劑蒸氣。

若使用某些有毒的氣體和蒸氣，如 co、no2、h2s、so2、so3、cl2、br2、hcl、hf、 濃硝酸、發煙硫酸、濃鹽酸、乙酰氯等，必須在通風櫥中進行;通風櫥開啟后，不要把頭 伸入櫥內，并保持實驗室通風良好;嚴禁在酸性介質中使用氰化物。

③嚴禁用手輕易丟棄任何化學藥品。

使用毒品時除用藥匙、量器外必須戴橡皮手套，實驗后馬上清洗儀器用具，立即用肥 皂洗手;禁止口吸吸管移取濃酸、濃堿、有毒液體，應該用洗耳球吸取;禁止冒險品嘗藥品 試劑，不得用鼻子直接嗅氣體，而是用手向鼻孔扇入少量氣體。

④不要用乙醇等有機溶劑擦拭飛濺在皮膚上的藥品。

這種做法反而會增加皮膚對藥品的吸收速度;實驗室里禁止吸煙進食，禁止赤膊穿拖 鞋。

⑤中毒時必須救護中毒者，應當根據化學藥品的毒性特點、中毒途徑及中毒程度采取 相應措施。

救治由于經呼吸道吸入而中毒者，應立刻把中毒者移到新鮮空氣中;救治由于皮膚吸 收而中毒者，應迅速脫去污染的衣服、鞋襪等，用大量流動清水沖洗;救治因誤服吞咽而 中毒者，常采用催吐、洗胃、清瀉、藥物解毒等方法，一切患者應請醫生治療。

⑥出席急救者，必須搞好個人防水，步入中毒現場必須穿防毒面具或供氧式防毒面具。

2、預防火災和爆炸

恰當的實驗操作方式對防治火災和核爆的出現有著極為重要的促進作用。

①揮發性有機藥品應存放在通風良好的場地。

②氫氣、乙炔、環氧乙烷等氣體與空氣混合達至一定比例時，可以分解成爆炸性混合 物，突遇氨氣即為可以核爆。

因此，當大量使用可燃性氣體時，應嚴禁使用明火和可能產生電火花的電器;

采用易燃液體時不得用氨氣、電爐輕易冷卻，在釀造可燃性物質時，必須必須存有蒸 氣冷凝裝置或最合適的尾氣排放量裝置。

③廢溶劑嚴禁倒入污物缸，應倒入回收瓶內再集中處理

插滿的或陰燃的火柴水麻嚴禁亂丟，應當放到表面皿中，實驗完結后一并資金投入廢 物缸;

對于易發生自燃的物質(如加氫反應用的催化劑雷尼鎳)及沾有它們的濾紙，不能隨意 丟棄，以免形成新的火源，引起火災。

④金屬鈉不得與水碰觸，廢鈉通常用乙醇封存。

⑤不得在烘箱內存放、干燥、烘焙有機物。

⑥不得把氧化劑與可燃物一起研磨

不能在紙上稱量過氧化物和強氧化劑。

⑦采用爆炸性藥物，例如苦味酸、高氯酸及其鹽、過氧化氫等必須防止噴發、猛烈震 蕩和摩擦;

當實驗中有高氯酸蒸氣產生時，應避免同時有可燃氣體或易燃液體蒸氣存在。

⑧乙醚、異丙醚、丁醚、甲乙醚、四氫呋喃、二氧六環等物質難稀釋空氣中的氧，構 成危險性過氧化物，熔化、震撞時可以產生極猛烈的核爆。因此，在展開流入或冷卻之前， 應當檢查與否存有過氧化物存有，例如存有，應先除去過氧化物，方可采用。

⑨在做高壓或減壓實驗時，應使用防護屏或戴防護面罩

實驗時避免煤氣管、煤氣燈漏氣，實驗完應立即停用煤氣(液化氣)和電器控制器

不得讓氣體鋼瓶在地上滾動，不得撞擊鋼瓶表頭，更不得隨意調換表頭。搬運鋼瓶時 應使用鋼瓶車。有條件的地方應實行集中供氣，即所有鋼瓶集中放置，用管線連接到需用 氣地點。實行集中供氣的實驗室必須做到管線不漏氣，各用氣地點有明確標牌明示，供氣 前必須認真檢查，確認無誤方能供氣。

3、避免化學灼傷、劃傷、灼傷

化學燒傷是實驗室常見的事故，是化學物質及化學反應熱引起的對皮膚、黏膜刺激、 腐蝕的急性損害，可由各種刺激性和有毒的化學物質引起。

①在化學實驗室里必須一直配戴護目鏡(平光玻璃或有機玻璃眼鏡)，避免眼睛受到刺 激性氣體熏染，避免任何化學藥品特別就是強酸強堿、玻璃屑等異物步入眼內。

取用腐蝕性刺激藥品，如強酸、強堿、濃氨水、氯化氧磷、濃過氧化氫、氫氟酸、冰 乙酸和溴水時盡可能戴上橡皮手套和防護眼鏡;

嚴禁用鼻子輕易嗅氣體，而是用手向鼻孔扇入少量氣體;實驗后馬上沖洗儀器用具， 立即用肥皂刷牙。

②開啟大瓶液體藥品時，必須用鋸子將封口石膏鋸開，禁止用其他物體敲打，以免瓶 被打破。

必須用手推車運送裝酸或其他腐蝕性液體的壇子、大瓶，不得將壇子腰、扛運送，并 配戴防水鏡、橡皮手套和圍裙操作方式。

③稀釋硫酸時，必須在耐熱容器內進行，并且在不斷攪拌下，慢慢地將濃硫酸加入水 中。絕對不能將水加注到濃硫酸中;

在熔化氫氧化鈉、氫氧化鉀等咳嗽物質時，也必須在耐磨容器中展開。

取下正在沸騰的水或溶液時需用燒杯夾夾住，以防突然劇烈沸騰濺出溶液傷人。

④加裝或拆除玻璃儀器裝置時，必須小心展開，牽制玻璃儀器損壞、割手。例如研磨 玻璃管(棒)及給瓶塞紙帶時，極易導致劃傷;

往玻璃管上套橡皮管或將玻璃管插進橡皮塞孔內時，易使玻璃管破碎而割傷手部，因 此必須將玻璃管端面燒圓滑，用水或甘油濕潤管壁及塞內孔;

把玻璃管填入塞孔內時，必須緊握塞子的側面，無法把它牽在手掌上，并枕頭纏住手。

⑤在使用制冷劑時要注意避免因低溫而引起皮膚凍傷，因此，必須戴上手套或用鉗子、 鏟子、鐵勺等工具進行操作。

(1)化學通風櫥

化學通風櫥是保護人員防止有毒化學煙氣危害的一級屏障，可減少實驗者和有害氣體 的接觸。使用通風櫥時要注意:禁止在未開啟通風櫥時在通風櫥內做實驗，禁止在通風櫥 內做國家禁止排放的有機物質與高氯化合物質混合的實驗，通風櫥臺面避免存放過多試驗 器材或化學物質，禁止長期堆放。

(2)手套式操作方式箱

操作過程中涉及劇毒物質或必須在惰性氣體中或干燥的空氣中處理的活性物質時，必 須使用密封性好的手套式操作箱。

3)應急沖淋裝置和洗眼器

沖淋設備和緊急洗眼器是在有毒有害危險作業環境下使用的應急救援設施。當發生有 毒有害物質(如酸、堿、有機物等液體)噴濺到工作人員身體、臉、眼或發生火災引起工作 人員衣物著火時，緊急沖淋裝置和洗眼器可以對受傷害者的眼睛和身體進行緊急沖洗或者 沖淋。這些設備只是進行初步的處理，不能代替醫學治療，必須盡快進行進一步的醫學治 療。

(4)消防和救護設備

每個實驗室的天花板上要裝有火災檢測器(煙火報警器)，實驗室內配備滅火器、滅火 砂和滅火毯等消防用品;實驗室應備有急救箱，箱內備有消毒劑，如碘酒、75%的衛生酒精 棉球等;外傷藥如紫藥水、消炎粉和止血粉;燙傷藥如燙傷油膏、凡士林、玉樹油、甘油等 化學灼傷藥如 5%碳酸氫鈉溶液、2%乙酸、1%酸、5%硫酸銅溶液、醫用雙氧水等;治療用品 如藥棉、紗布、創可貼、繃帶等。

4、其他方面

①在實驗操作前，需了解實驗中所有物理、化學、生物方面的潛在危險，及相應的安 全措施。

②步入實驗室工作的人員，必須熟識實驗室及其周圍的環境，例如煤氣、水閥、電閘、 滅火器、沖淋裝置、洗眼器及實驗室外消防水源等設施的邊線，津津樂道滅火器和砂箱， 以及救護藥箱的.置放地點和采用方法。

③要根據實驗情況采取必要的安全措施，如戴防護眼鏡、面罩或橡膠手套等。

④步入實驗室的人員所穿全棉工作服，嚴禁穿涼鞋、高跟鞋或拖鞋;領長發者應束扎 頭發;返回實驗室時須拿掉工作服。

⑤實驗人員或最后離開實驗室的工作人員都應檢查水閥、電閘、煤氣閥等，關閉門窗、 水、電、氣后才能離開實驗室。

1.實驗室內必須放置一定數量的消防器材，消防器材必須置放在易于丟棄的顯著邊線， 選定專人管理，全體人員必須愛惜消防器材，并且按建議定期檢查更改。

2.實驗室內存放的一切易燃、易爆物品（如，氫氣、氮氣、氧氣等）必須與火源、電 源保持一定距離，不得隨意堆放。使用和儲存易燃、易爆物品的實驗室，嚴禁煙火。

3.嚴禁亂接亂扎電線，嚴禁超負荷用電，實驗室內嚴禁存有外露的電線頭，不得用金 屬絲替代保險絲；電源開關箱內嚴禁堆滿物品。

4.電器設備和線路、插頭插座應經常檢查，保持完好狀態，發現可能引起火花、短路、 發熱和絕緣破損、老化等情況必須通知電工進行修理。電加熱器、電烤箱等設備應做到人 走電斷。

5.采用電烙鐵，必須放到非燃保溫的支架上，周圍不應當堆滿可燃物，用后立即張禎 電源插頭。

6.可燃性氣體鋼瓶與助燃氣體鋼瓶不得混合放置，各種鋼瓶不得靠近熱源、明火，要 有防曬措施，禁止碰撞與敲擊，保持油漆標志完好，專瓶專用。使用的可燃性氣瓶，一般 應放置室外陰涼和空氣流通的地方，用管道通入室內，氫、氧和乙炔不能混放一處，要與 使用的火源保持 10m 以上的距離。所有鋼瓶都必須有固定裝置固定，以防傾倒

7.實驗室內未經核準、備案，嚴禁采用大功率用電設備，以免遠遠超過用電負荷。

8.嚴禁在樓內走廊上堆放物品，保證消防通暢通。

四、實驗室通風排風系統

實驗室通風系統的基本組成

1、通風末端設備：主要包括通風柜、萬向排煙罩、原子吸收罩、吹吸式排風罩等。

2、通風管路系統：主要有風機、風管、風閥、消聲器、廢氣處理塔等。

實驗室通風設備簡介

1、通風柜：

①柜體：通風柜的柜體可根據使用要求做成鋼制、木制、塑料、不銹鋼等材料；

②臺面及襯板：耐腐蝕、耐酸堿、耐高溫的各種材質，如Compact、Epoxy等，進行高溫或強酸堿操作的內層板要用不銹鋼除渣除油靜電噴涂環氧樹脂粉末；

③活動拉門：裝在柜體表面上的透明玻璃，使用戶遠離有害的化學物質和氣體，同時使有害氣體通向通風柜的內部管道；

④導流板：控制氣流流經通風柜時的形狀，減少空氣流入通風柜時產生的由于方式不定造成的回流或渦流，提高使用效率（會對噪聲及靜壓產生影響）；

⑤集流環：位于通風柜的頂部，將通風柜的氣體導向風排放（對通風柜的效率和噪聲有著重要的影響）；

⑥調風閥：通風柜的附屬部件，來調節通風柜的排氣量以及最佳表面風速；

⑦水龍、考克水杯等配件。

2、萬向排煙罩：主要為PP材質，規格Φ500mm，來源主要為丹麥（ASL）和臺灣進口。

3、原子吸收罩：主要為不銹鋼材質，規格一般為500×500mm。

通風管路的材質要求

1、圓形風管通風效率高但直徑不宜太大，（ASL主要選用福建臺塑集團生產的華亞牌白色管）。由于北方冬季室內外溫差較大，室外管道可選用玻璃鋼產品，對于一般的實驗室，若室內排放的氣體沒有腐蝕性，風管可以采用鍍鋅鐵皮。

2、若實驗室排放的廢氣有一定的腐蝕性，風管應采用耐腐蝕材料的PVC、玻璃鋼風管；如果通風系統廢氣含強酸（如鹽酸、硝酸等），通風管道應該選用PP材質。對于沒有或只有輕微腐蝕或客戶要求的話，也可選用不銹鋼風管。

3、如果客戶要求對系統進行補風，可選用鍍鋅管進行補風，補風風機也可選用低噪音

軸流風機，在特殊情況下，也可考慮軟管連接（如鋁箔管、塑料軟管等）。

實驗室通風系統設計參數

1、對于客戶要求對實驗室進行通風設計的，通風換氣量可根據房間的換氣次數來確定，實驗室的換氣次數取每小時10-12次，特殊情況可以相應增大。[房間通風一般選擇500×500的鐵皮罩作為通風末端設備，每個通風罩通風量可達到600m3／h，房間的長×寬×高×10（換氣次數）=房間每小時的通風量，然后房間每小時的通風量除以600來確定通風罩的數量，支、干管風速按照6m／s計算]

2、通風柜支管風速為6-10m／s（計算時一般選擇10m／s），特殊情況可超過10m／s，但不宜超過12m／s；干管風速為10-14m／s（計算時一般選擇10m／s，如果管道比較長選擇12m／s，如果風量大選擇14m／s）。

3、通風柜面風速一般控制在0.375-0.75m／s之間，驗收標準一般取0.5m／s，最佳面風速為0.508m／s。（測量面風速時，一般將拉門拉至5cm高度測量，風速達到0.3-0.5 m／s即算合格，如果拉門高度過大時，測量拉門下方5cm高度處風速，也可合格）。

通風柜的危險等級 平均面風速（m／s） 最低面風速（m／s） 備注

高 0.622-0.75m／s 0.5m／s 

中 0.5m／s 0.4 m／s 

低 0.375-0.4m／s 0.25m／s 

4、 室外噪聲應控制在70dB（A），實驗室內噪聲應控制在55dB（A），（室內噪聲GB60分貝超標，阿桂實測噪音為75分貝，室外噪音大約為75分貝）。風機的噪聲可以分為本身的機械噪聲（此噪聲主要由風扇質量不同引起）和風聲（為主要噪聲）。在風機功率不大的情況下，可通過在風機上方加防雨罩來消除風聲，在使用大功率風機時一般在風機進出口加消聲器來消除風聲，機械噪聲主要靠建隔音墻、小黑屋或在風機進出口加軟接頭來解決。

減振的主要方法為風機底座做成減振底座并安裝減振器或加裝減振墊。

5、 通風量（Q）=表面風速（vs）×排毒柜開口面積。電子調風閥的作用是通過調節每臺通風柜的風管半徑來調節每臺通風柜的通風量，來達到當通風柜開口面積變化時保持表面風速不變。

6、 排風量（Q）=表面風速（vs）×排毒柜開口面積。變頻系統的作用是改變風機的轉速來改變風機的通風量，當一套通風系統中只有少量幾臺通風柜工作時，變頻系統自動調節風機的轉速，從而改變風機的通風量，從而保證通風柜的面風速恒定。變頻系統和調風閥的作用類似，但如果只使用調風閥，則當一套通風系統中只有少量幾臺通風柜工作時，風機仍然以最高轉速工作，而使用變頻系統后，調整風機轉速可節省能源。