【文章內(nèi)容簡介】 對應(yīng)，或研究室沿大空間實驗室 之一側(cè)布置，也有兩側(cè)布置。 （3）分離型 研究室與實驗室分開布置，管道布置經(jīng)濟(jì)合理，實驗室對研究室影響較小，但有些布局形式，實 驗室與研究室分得較遠(yuǎn)，聯(lián)系不夠方便。有的實驗室要求溫度較嚴(yán)，則采用研究室環(huán)繞實驗室布置的方案，例如高純分析室，其優(yōu)點為： ①有利于實驗室的空調(diào)系統(tǒng)的位置；②有利于防塵、防護(hù)和屏蔽的設(shè)計；③有利于研究室在外圍得到自然 采光等。 五、實驗室的朝向 為了取得最佳工作環(huán)境和避免陽光向科學(xué)儀器直射，實驗室應(yīng)選擇正確的朝向。從世界各國實驗室的實例分析以及我國使用實驗室的實踐經(jīng)驗，實驗室的窗應(yīng)朝南和朝北開啟，盡可能避免在東西墻上開窗，尤其 是西向。因此在總平面布局時，應(yīng)把主要實驗室的朝向布置成南北向，尤其在大型的實驗室設(shè)計中，從長 期使用角度考慮，必須采用南北朝向布置。如果由于基地條件的限制而采取不良朝向時，應(yīng)設(shè)計遮陽。 朝南開啟窗子時，應(yīng)根據(jù)實驗室內(nèi)部家具布置情況，選擇是否采用水平遮陽。一般采用半島式實驗臺的設(shè)計方案中，由于實驗臺的一邊靠外墻，為了避免陽光直射儀器，常設(shè)置水平遮陽或窗簾。 我國位于北半球，朝正南開啟窗子時，在一年中有某些時間直射陽光會進(jìn)入房間，如實驗室要求避免直射 光線，可設(shè)置水平和垂直遮陽。 一般說來，在實驗人員集中的實驗室應(yīng)布置在朝南，例如化學(xué)分析實驗室。對于大型精密的科學(xué)儀器設(shè)備的實驗室除了需要布置在底層，防止振動等要求外，也應(yīng)布置在陰面，朝北方向比較適宜，避免陽光直射，也可節(jié)約空調(diào)消耗的冷量。例如原子發(fā)射光譜儀、X 射線熒光光譜儀、ICPMS 儀、原子吸收光譜儀以及分析天平等。 六、實驗室的平面系數(shù) 在設(shè)計過程中經(jīng)常碰到總建筑面積、建筑面積、輔助面積及平面系數(shù)等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)?？偨ㄖ娣e是指幾幢實 驗樓建筑面積之和。建筑面積為一幢實驗樓各層外墻外圍的水平面積之和（包括地下室、技術(shù)夾層、屋頂 通風(fēng)機(jī)房、電梯間、有柱子雨篷等）。使用面積是指實際有效面積，輔助面積是指進(jìn)廳、走廊、樓梯、電 梯、廁所、衛(wèi)生通過室、管道豎井、墻厚、柱子等面積之和。平面系數(shù)=使面面積（建筑面積輔助面積） /建筑面積。 為了說明實驗室的平面系數(shù)大致幅度是多少以及影響平面系數(shù)的主要因素是什么，就要研究平面系數(shù)的規(guī) 律，從而能更好地把實驗室的計劃任務(wù)書編制好。因為在擬定計劃任務(wù)書時，首先應(yīng)考慮使用面積過多或 過少，因此應(yīng)對各類實驗室的平面系數(shù)進(jìn)行分析。下面選擇四個工程的平面系數(shù)進(jìn)行分析。 （1）海洋地質(zhì)實驗樓 該樓為 5 層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積為 6240m2，開間模數(shù)采用 ，柱網(wǎng)為 ， 柱子截面為（ ）m2，進(jìn)深 ，走廊軸線為期不遠(yuǎn) （走廊凈寬為 ），層高為 ， 底層平面長為 ，寬為 。每層建筑面積為 1215m2，五層合計 6075m2，頂層通風(fēng)機(jī)房為 120m2， 有柱雨篷面積為 45m2。一字形實驗樓，設(shè)置兩個樓梯，有少量管道豎井。輔助面積之和為 1875m2。平面 系數(shù)為 70%。 （2）感光化學(xué)研究所實驗樓（不包括會議室和書庫） 該樓為五層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積為 7640m2，實 驗室開間模數(shù)采用 （原來考慮 ，用 的倍數(shù)，因預(yù)制樓板規(guī)格的限制，而改用 ），進(jìn) 深為 ， 走廊軸線為 走廊凈寬為 ） 底層層高為 ， （ ， 樓層層高為 ， 柱子截面為 （） m2。底層平面長為 ，寬度為 。每層建筑面積為 1430m2，五層合計為 7150m2，頂層通風(fēng)機(jī)房為 470m2，入口門為 20m2。一字形實驗樓，中間為門廳，設(shè)樓梯、電梯和男女廁所，左右兩端各設(shè)樓梯一座。 有少量管道豎井。輔助面積之和為 2673m2。平面系數(shù)為 65%。 （3）有機(jī)化學(xué)研究所實驗樓 該樓為 7 層框架結(jié)構(gòu)，其中頂層為技術(shù)夾層。建筑面積為 8200m2。實驗 室開間模數(shù)采用 ，進(jìn)深為 ，走廊柱子軸線為 ，走廊凈寬為 。在走廊兩側(cè)設(shè)置管道豎 井。底層平面長為 ，寬度為 。建筑平面呈一字形，入口偏于右側(cè)，設(shè)有進(jìn)廳，樓梯、電梯和 男女廁所。輔助面積之和為 3796m2。平面系數(shù)為 59%。 （4） 物理實驗樓 該樓為五層混合結(jié)構(gòu)， 采用縱向承重體系。 建筑面積為 1147m2， 開間模數(shù)采用 ， 進(jìn)深為 ，走廊凈寬為 ，底層平面長為 130m，寬為 。底層外墻厚度為 ，內(nèi)墻厚度為 ，隔墻厚度為 。建筑平面呈一字形，對稱布局，中間入口，設(shè)進(jìn)廳、樓梯和電梯，兩側(cè)各設(shè)樓 梯及廁所。輔助面積之和為 3769m2，平面系數(shù)為 67%。 上述四個例子的建筑面積、平面系數(shù)，輔助面積（包括走廊面積、樓梯電梯面積、廁所面積、進(jìn)廳面積以 及管道豎井面積）以及它們所占的百分比，見表 23。從表中可以看出前面三個列子均系框架結(jié)構(gòu)，建筑面積在 6000～8000 m2 之間，都屬于化學(xué)類型實驗室，由于化學(xué)實驗室需要設(shè)置通風(fēng)柜，通風(fēng)柜的排風(fēng)管 道須經(jīng)管道豎井至屋頂排風(fēng)機(jī)房，因此管道豎井所占的面積多少，直接影響平面系數(shù)。從前面三個例子的 數(shù)值中，走廊面積占總面積的 12%～14%，墻體面積占總面積 1%～3%左右，進(jìn)廳及有柱雨篷面積占總面積 的 1%～2%左右，管道豎井面積占總面積的 %～14%左右。其中以管道豎井面積的幅度為最大，影響平面 系數(shù)的差值為 10%左右。從而結(jié)論就很清楚，化學(xué)實驗室的平面系數(shù)取決于通風(fēng)柜的數(shù)量以及管道豎井的 布置形式。第四個例子為 5 層物理實驗樓，采用混合結(jié)構(gòu)形式，因無管道豎井，平面系數(shù)為 67%。 上述四個例子的建筑面積、平面系數(shù)，輔助面積（包括走廊面積、樓梯電梯面積、廁所面積、進(jìn)廳面積以 及管道豎井面積）以及它們所占的百分比，見下表。從表中可以看出前面三他例子均系框架結(jié)構(gòu)，建筑面 積在 6000～8000m2 之間，都屬于化學(xué)類型實驗室，由于化學(xué)實驗室需要設(shè)置通風(fēng)柜，通風(fēng)柜的排風(fēng)管道 須管道豎井至屋頂排風(fēng)機(jī)房，因此管道豎井所占的面積多少，直接影響平面系數(shù)。從前面三個例子的數(shù)值 中，走廊面積占總面積的 12%～14%，墻體面積占總面積的 6%～10%左右，樓梯電梯面積占總面積的 4%～6% 左右，廁所面積占總面積的 1%～3%左右，進(jìn)廳及有柱雨篷面積占總面積的 1%～2%左右，管道豎井面積占 總面積的 %～14%左右。其中以管道豎井面積的幅度為最大，影響平面系數(shù)的差值為 10%左右。從而結(jié) 論就很清楚，化學(xué)實驗室的平面系數(shù)取決于通風(fēng)柜的數(shù)量以及管道豎井的布置形式。第四個例子為 5 層物 理實驗樓，采用混合結(jié)構(gòu)形式，因無管道豎井，平面系數(shù)為 67%。 實驗樓的平面系數(shù)示例 工程名稱 層數(shù) 建筑面積 A/m2 平面系數(shù) K 輔助面積/m2 輔助面積/m2 走廊面積 墻體面積 樓梯電梯面積 廁所面積 進(jìn)廳及有柱雨篷面積 管道豎井面積 海洋地質(zhì)實驗樓 五層框架結(jié)構(gòu)，有少量管道豎井。南方地 區(qū) 6240 4365/6240 1875 850 470 270 150 105 30 100% 70% 30% % % % % % % 感光化學(xué)研究所 五層框架結(jié)構(gòu)，有少量管道豎井。北方地 區(qū) 7640 4967/7640 2673 1045 792 470 90 96 180 100% 65% 35% % % % % % % 有機(jī)化學(xué)研究所 七層框架結(jié)構(gòu)（其中頂層為技術(shù)夾層），走道兩側(cè)為管道豎 井 8200 4859/8200 3341 974 489 420 216 46 1146 100% 59% 41% 12% % % % % % 物理實驗樓 五層混全結(jié)構(gòu)，無管道豎井。南方地區(qū) 11474 7678/11474 3796 1334 1070 921 180 291 無 100% 67% 33% % % 8% % % 無 由此可見，分析實驗室平面系數(shù)的幅度大致在 50%～70%。體形比較簡潔的一般化學(xué)、生物、物理實 驗室，平面系數(shù)的幅度大致在 60%～65%之間。有管道豎井的化學(xué)實驗室，平面系數(shù)在 60%左右，一般物理 實驗室的平面系數(shù)在 65%左右。 七、實驗室的防振 實驗室總體設(shè)計中的防振問題 （1）在選擇實驗室的建設(shè)基地時，應(yīng)注意盡量遠(yuǎn)離振源較大的運輸干線，以便減少或避免振動對實驗 室的干擾。 （2）在總體布置中，應(yīng)將所在區(qū)域內(nèi)振源較大的車間（如空氣壓縮站、鍛工車間等）合理地布置在遠(yuǎn) 離實驗室的地方，此外還應(yīng)注意壓縮機(jī)活塞的運動方向，實驗室應(yīng)平行于活塞的沖程方向，如與其垂直， 則振動影響將大大增強。 （3）在總體布置中，應(yīng)盡可能利用自然地形，以減少振動的影響。如可利用河浜將產(chǎn)生振動的建筑物 和實驗室隔開。如地面有起伏，可將產(chǎn)生振動的建筑物放在低處利用土堆減小影響。如地面高度差在 2m 以上時，則可將產(chǎn)生振動的建筑物布置在高處，振動由上往下傳播，振動波經(jīng)過土層而衰減，此時可適當(dāng) 減少水平防振間距。 （4）在總體布置及進(jìn)行實驗室單體建筑的初步設(shè)計時，均應(yīng)首先摸清所在區(qū)域內(nèi)各振源特點，并同有 關(guān)工種聯(lián)系，經(jīng)全面考慮和研究決定采取何種防振措施。 振源及其對實驗室的影響 地面脈動 這是一種由大自然中的風(fēng)、海水和地殼內(nèi)部各種變化因素以及遠(yuǎn)處各種振動的疊加傳播所造成的，是永遠(yuǎn) 存在的，它一般在十分之幾到百分之幾微米的范圍內(nèi)變化，其頻率大都在 2～3Hz 左右。對個別極精密的 儀器設(shè)備，要考慮地面脈動的因素，但對實驗室的一般精密儀器設(shè)備則不必考慮此因素。 人工振源 （1）交通運輸工具 如火車、汽車等振動多屬高頻，有瞬時沖擊作用，對精密儀器有影響，實驗 室應(yīng)與它們保持一定的防護(hù)間距，同時應(yīng)注意公路路面質(zhì)量，路面的質(zhì)量越差，振動越大。 （2）土建施工中的打樁爆破等屬臨時性的振動 在實驗室的設(shè)計中可不予考慮，但礦山和采石場的 爆礦則不是臨時性的振動，在開始設(shè)計時就應(yīng)予以注意。 （3）鄰近建筑物內(nèi)產(chǎn)生振動的設(shè)備 一般地說，所發(fā)出周期性振對實驗室的影響較小，如為非周期 性振動，能使基礎(chǔ)產(chǎn)生振動，對實驗室的影響較大。 ①靠近實驗室建筑的車間內(nèi)所設(shè)的車床、銑床、磨床等有周期性的不平衡擾力，但僅在離設(shè)備幾米 范圍內(nèi)有影響。在作一般零件加工時其擾力為 10kg 左右，作非一般零件加工時其擾力在 10～30kg 左右， 所以在實驗室的總體設(shè)計中一般可不考慮它們對實驗室所產(chǎn)生的影響。 ②鄰近建筑物內(nèi)的鼓風(fēng)機(jī)，作周期性旋轉(zhuǎn)運動，屬低頻和中頻范圍（300～1500 次/min），它的振 動強度雖與其型號有關(guān)，但是如已采用彈簧或軟木等的隔振措施后，經(jīng)調(diào)查實測，其振動強度隨與離風(fēng)機(jī) 的距離的增大而迅速衰減，一般在離風(fēng)機(jī) 5m 處已減小一半，而在 10m 處幾乎已測不出，所以在實驗室的 總體設(shè)計中也可不考慮它們對實驗室所產(chǎn)生的影響。此外，小型通風(fēng)器，只要采取有效的隔振措施（包括 風(fēng)道穿墻處的隔振措施）亦可安設(shè)在實驗室的上面。 ③鄰近建筑物內(nèi)的壓縮機(jī)，一般屬低頻（100～200 次/min）振動，易使建筑物發(fā)生共振，并有時能 傳布到 1km 以外，V 形或 W 形氣缸的壓縮機(jī)，其擾力較小一些，L 型氣缸的擾力就較大一些?？傊瑢嶒?室應(yīng)與它們保持一定的防護(hù)間距。 ④附近車間里的鍛錘與沖床是一種重要的振源，它們產(chǎn)生不固定的、非周期性的沖擊力，實驗室必須與它 們保持較大的防護(hù)間距。 （4）其他振源 如人的行走、關(guān)門、搬運東西等，在總體設(shè)計中就無需考慮，但在實驗室的單體 設(shè)計中應(yīng)予以注意。 實驗室總體設(shè)計中的防振間距 確定防振間距的因素很多，如果防振間距達(dá)不到一定的數(shù)值時，必須對振源或要求防振的設(shè)備基礎(chǔ)采 取有效的隔振措施，或是對整個實驗室建筑物采取防振措施。 實驗室建筑物和實驗室內(nèi)的防振措施 在總體設(shè)計中遇到防振間距達(dá)不到要求時，可采取這樣的做法：房屋四周用玻璃棉下腳料作隔振材料 使實驗室與室外地表面隔絕，以陰止地面波的影響。這種做法比開挖人工防振溝或防振河道簡單、衛(wèi)生， 同時在用地上也較經(jīng)濟(jì)。 實驗室內(nèi)的防振措施主要有以下四種情況。 （1）風(fēng)振動較大，或防振要求較高的精密儀器設(shè)備應(yīng)盡可能設(shè)置在底層 以利于采取有效的隔振措 施。 （2）可將精密儀器設(shè)備放置在防振基礎(chǔ)或防振工作臺上 這種消極隔振設(shè)計，是根據(jù)精密儀器、設(shè) 備的允許振動極限值以及動力設(shè)備的干擾力通過計算，選擇隔振措施，包括決定隔振器類型的數(shù)量、位置 和尺寸，以滿足精密儀器設(shè)備的正常使用。消極隔振必須考慮有足夠的阻尼，否則體系晃動過大，長時間 不易穩(wěn)定會影響使用。消極隔振一般可采用下列兩種形式。 ①支承式隔振措施。構(gòu)造較簡單，自振頻率最低可設(shè)計成 3～4Hz，一般適用于外界干擾頻率較高 時，這是使用較多的一種措施。 ②懸吊式隔振措施。構(gòu)造較復(fù)雜，自振頻率最低可達(dá) 1～2Hz，適用于對水平振動要求較高，儀器設(shè) 備本身沒有干擾振動。 （3）對實驗樓內(nèi)產(chǎn)生較大振動的設(shè)備采取積極隔振措施 這是必要的有效措施，可以從兩個方面進(jìn) 行處理。①降低機(jī)器基礎(chǔ)的振動，使其影響范圍縮小，一般采用放寬基礎(chǔ)底面積，或加深基礎(chǔ)（但這對水平 振動的機(jī)器反而不利），或采用人工基礎(chǔ)的方法來加強地基則度。 ②在機(jī)器基礎(chǔ)里設(shè)有隔振裝置。 （4）利用增加地坪剛度的防振措施 可應(yīng)用于低層精密計量室以及其他要求高度防振的房間，地坪 與四周墻身脫開，（可用萬利板或泡沫塑料板隔開），使墻身的振動不傳到室內(nèi)地坪，同時采用砂墊層以 減少土壤傳來的振動，較厚的混凝土墊層可減少人員走動時所產(chǎn)生的振動影響，同時精密儀器可以設(shè)在室 內(nèi)的任何位置，這就提供了一定的靈活性。 八、實驗室的接地 分析實驗室所使用的電器裝置和儀器設(shè)備均應(yīng)接地。實驗室的接地種類較多，有工作接地、保護(hù)接地、過電壓保護(hù)接地、設(shè)備儀器接地、屏蔽接地以及防雷接地等，前三種接地按一般接地規(guī)定設(shè)計。 設(shè)備接地是為了保證設(shè)備和人身安全，也為了設(shè)備工作時一個統(tǒng)一的電位參考點和防止外界電磁場的干 擾。設(shè)備接地又分信號地、功率地、安全地。由于各種分析儀器內(nèi)的電子設(shè)備已在設(shè)備內(nèi)部，可將各種接地匯接在機(jī)殼上。因此把幾個電子設(shè)備的匯接點接在環(huán)狀接地體上。如果電子設(shè)備安裝在樓上，可接在總 接地體端子上， 然后引至地下的環(huán)狀接地體上。 接地體也可與防雷接地系統(tǒng)共用。 特殊要求分析測試儀器， 可采用單獨接地引下線，再接在環(huán)狀接地體上。許多舊的實驗室沒有接地系統(tǒng)，應(yīng)充分考慮設(shè)備的接地系 統(tǒng)。 設(shè)備接地最普通的方法是連接到一個金屬系統(tǒng)（如自來水管）去接觸地面。利用水管接地時，由于導(dǎo)線與 水泛的接觸不良，或是由于水管系統(tǒng)缺少電的連續(xù)性，因此，這種接地方式常常是不合要求的。使用這種 接地系統(tǒng)時，須經(jīng)嚴(yán)格的檢查，以保證達(dá)到合適的接地要求。