【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 對(duì)應(yīng)，或研究室沿大空間實(shí)驗(yàn)室 之一側(cè)布置，也有兩側(cè)布置。 （3）分離型 研究室與實(shí)驗(yàn)室分開(kāi)布置，管道布置經(jīng)濟(jì)合理，實(shí)驗(yàn)室對(duì)研究室影響較小，但有些布局形式，實(shí) 驗(yàn)室與研究室分得較遠(yuǎn)，聯(lián)系不夠方便。有的實(shí)驗(yàn)室要求溫度較嚴(yán)，則采用研究室環(huán)繞實(shí)驗(yàn)室布置的方案，例如高純分析室，其優(yōu)點(diǎn)為： ①有利于實(shí)驗(yàn)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(jì)；③有利于研究室在外圍得到自然 采光等。 五、實(shí)驗(yàn)室的朝向 為了取得最佳工作環(huán)境和避免陽(yáng)光向科學(xué)儀器直射，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)選擇正確的朝向。從世界各國(guó)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)例分析以及我國(guó)使用實(shí)驗(yàn)室的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室的窗應(yīng)朝南和朝北開(kāi)啟，盡可能避免在東西墻上開(kāi)窗，尤其 是西向。因此在總平面布局時(shí)，應(yīng)把主要實(shí)驗(yàn)室的朝向布置成南北向，尤其在大型的實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)中，從長(zhǎng) 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(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)遮陽(yáng)。 朝南開(kāi)啟窗子時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部家具布置情況，選擇是否采用水平遮陽(yáng)。一般采用半島式實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)方案中，由于實(shí)驗(yàn)臺(tái)的一邊靠外墻，為了避免陽(yáng)光直射儀器，常設(shè)置水平遮陽(yáng)或窗簾。 我國(guó)位于北半球，朝正南開(kāi)啟窗子時(shí)，在一年中有某些時(shí)間直射陽(yáng)光會(huì)進(jìn)入房間，如實(shí)驗(yàn)室要求避免直射 光線，可設(shè)置水平和垂直遮陽(yáng)。 一般說(shuō)來(lái)，在實(shí)驗(yàn)人員集中的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)布置在朝南，例如化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室。對(duì)于大型精密的科學(xué)儀器設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室除了需要布置在底層，防止振動(dòng)等要求外，也應(yīng)布置在陰面，朝北方向比較適宜，避免陽(yáng)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(shí)驗(yàn)室的平面系數(shù) 在設(shè)計(jì)過(guò)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(shí) 驗(yàn)樓建筑面積之和。建筑面積為一幢實(shí)驗(yàn)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(shí)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(guò)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(shuō)明實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室的計(jì)劃任務(wù)書(shū)編制好。因?yàn)樵跀M定計(jì)劃任務(wù)書(shū)時(shí)，首先應(yīng)考慮使用面積過(guò)多或 過(guò)少，因此應(yīng)對(duì)各類(lèi)實(shí)驗(yàn)室的平面系數(shù)進(jìn)行分析。下面選擇四個(gè)工程的平面系數(shù)進(jìn)行分析。 （1）海洋地質(zhì)實(shí)驗(yàn)樓 該樓為 5 層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積為 6240m2，開(kāi)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(zhǎng)為 ，寬為 。每層建筑面積為 1215m2，五層合計(jì) 6075m2，頂層通風(fēng)機(jī)房為 120m2， 有柱雨篷面積為 45m2。一字形實(shí)驗(yàn)樓，設(shè)置兩個(gè)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(shí)驗(yàn)樓（不包括會(huì)議室和書(shū)庫(kù)） 該樓為五層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積為 7640m2，實(shí) 驗(yàn)室開(kāi)間模數(shù)采用 （原來(lái)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(zhǎng)為 ，寬度為 。每層建筑面積為 1430m2，五層合計(jì)為 7150m2，頂層通風(fēng)機(jī)房為 470m2，入口門(mén)為 20m2。一字形實(shí)驗(yàn)樓，中間為門(mén)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn) 室開(kāi)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(zhǎng)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(shí)驗(yàn)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(kāi)間模數(shù)采用 ， 進(jìn)深為 ，走廊凈寬為 ，底層平面長(zhǎng)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(duì)稱(chēng)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(gè)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(jiàn)表 23。從表中可以看出前面三個(gè)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(lèi)型實(shí)驗(yàn)室，由于化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(gè)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(shí)驗(yàn)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(gè)例子為 5 層物理實(shí)驗(yàn)樓，采用混合結(jié)構(gòu)形式，因無(wú)管道豎井，平面系數(shù)為 67%。 上述四個(gè)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(jiàn)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(lèi)型實(shí)驗(yàn)室，由于化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(gè)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(shí)驗(yàn)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(gè)例子為 5 層物 理實(shí)驗(yàn)樓，采用混合結(jié)構(gòu)形式，因無(wú)管道豎井，平面系數(shù)為 67%。 實(shí)驗(yàn)樓的平面系數(shù)示例 工程名稱(chēng) 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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)樓 五層混全結(jié)構(gòu)，無(wú)管道豎井。南方地區(qū) 11474 7678/11474 3796 1334 1070 921 180 291 無(wú) 100% 67% 33% % % 8% % % 無(wú) 由此可見(jiàn)，分析實(shí)驗(yàn)室平面系數(shù)的幅度大致在 50%～70%。體形比較簡(jiǎn)潔的一般化學(xué)、生物、物理實(shí) 驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室，平面系數(shù)在 60%左右，一般物理 實(shí)驗(yàn)室的平面系數(shù)在 65%左右。 七、實(shí)驗(yàn)室的防振 實(shí)驗(yàn)室總體設(shè)計(jì)中的防振問(wèn)題 （1）在選擇實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)基地時(shí)，應(yīng)注意盡量遠(yuǎn)離振源較大的運(yùn)輸干線，以便減少或避免振動(dòng)對(duì)實(shí)驗(yàn) 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(chē)間（如空氣壓縮站、鍛工車(chē)間等）合理地布置在遠(yuǎn) 離實(shí)驗(yàn)室的地方，此外還應(yīng)注意壓縮機(jī)活塞的運(yùn)動(dòng)方向，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)平行于活塞的沖程方向，如與其垂直， 則振動(dòng)影響將大大增強(qiáng)。 （3）在總體布置中，應(yīng)盡可能利用自然地形，以減少振動(dòng)的影響。如可利用河浜將產(chǎn)生振動(dòng)的建筑物 和實(shí)驗(yàn)室隔開(kāi)。如地面有起伏，可將產(chǎn)生振動(dòng)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(shí)，則可將產(chǎn)生振動(dòng)的建筑物布置在高處，振動(dòng)由上往下傳播，振動(dòng)波經(jīng)過(guò)土層而衰減，此時(shí)可適當(dāng) 減少水平防振間距。 （4）在總體布置及進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室單體建筑的初步設(shè)計(jì)時(shí)，均應(yīng)首先摸清所在區(qū)域內(nèi)各振源特點(diǎn)，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(duì)實(shí)驗(yàn)室的影響 地面脈動(dòng) 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(dòng)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(duì)個(gè)別極精密的 儀器設(shè)備，要考慮地面脈動(dòng)的因素，但對(duì)實(shí)驗(yàn)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(yùn)輸工具 如火車(chē)、汽車(chē)等振動(dòng)多屬高頻，有瞬時(shí)沖擊作用，對(duì)精密儀器有影響，實(shí)驗(yàn) 室應(yīng)與它們保持一定的防護(hù)間距，同時(shí)應(yīng)注意公路路面質(zhì)量，路面的質(zhì)量越差，振動(dòng)越大。 （2）土建施工中的打樁爆破等屬臨時(shí)性的振動(dòng) 在實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)中可不予考慮，但礦山和采石場(chǎng)的 爆礦則不是臨時(shí)性的振動(dòng)，在開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)予以注意。 （3）鄰近建筑物內(nèi)產(chǎn)生振動(dòng)的設(shè)備 一般地說(shuō)，所發(fā)出周期性振對(duì)實(shí)驗(yàn)室的影響較小，如為非周期 性振動(dòng)，能使基礎(chǔ)產(chǎn)生振動(dòng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的影響較大。 ①靠近實(shí)驗(yàn)室建筑的車(chē)間內(nèi)所設(shè)的車(chē)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(shí)其擾力為 10kg 左右，作非一般零件加工時(shí)其擾力在 10～30kg 左右， 所以在實(shí)驗(yàn)室的總體設(shè)計(jì)中一般可不考慮它們對(duì)實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)，屬低頻和中頻范圍（300～1500 次/min），它的振 動(dòng)強(qiáng)度雖與其型號(hào)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(shí)測(cè)，其振動(dòng)強(qiáng)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(cè)不出，所以在實(shí)驗(yàn)室的 總體設(shè)計(jì)中也可不考慮它們對(duì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(dòng)，易使建筑物發(fā)生共振，并有時(shí)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。總之，實(shí)驗(yàn) 室應(yīng)與它們保持一定的防護(hù)間距。 ④附近車(chē)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(shí)驗(yàn)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(mén)、搬運(yùn)東西等，在總體設(shè)計(jì)中就無(wú)需考慮，但在實(shí)驗(yàn)室的單體 設(shè)計(jì)中應(yīng)予以注意。 實(shí)驗(yàn)室總體設(shè)計(jì)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(shí)，必須對(duì)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(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)室建筑物采取防振措施。 實(shí)驗(yàn)室建筑物和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的防振措施 在總體設(shè)計(jì)中遇到防振間距達(dá)不到要求時(shí)，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(shí)驗(yàn)室與室外地表面隔絕，以陰止地面波的影響。這種做法比開(kāi)挖人工防振溝或防振河道簡(jiǎn)單、衛(wèi)生， 同時(shí)在用地上也較經(jīng)濟(jì)。 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的防振措施主要有以下四種情況。 （1）風(fēng)振動(dòng)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(tái)上 這種消極隔振設(shè)計(jì)，是根據(jù)精密儀器、設(shè) 備的允許振動(dòng)極限值以及動(dòng)力設(shè)備的干擾力通過(guò)計(jì)算，選擇隔振措施，包括決定隔振器類(lèi)型的數(shù)量、位置 和尺寸，以滿(mǎn)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(dòng)過(guò)大，長(zhǎng)時(shí)間 不易穩(wěn)定會(huì)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(jiǎn)單，自振頻率最低可設(shè)計(jì)成 3～4Hz，一般適用于外界干擾頻率較高 時(shí)，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(duì)水平振動(dòng)要求較高，儀器設(shè) 備本身沒(méi)有干擾振動(dòng)。 （3）對(duì)實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)產(chǎn)生較大振動(dòng)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(gè)方面進(jìn) 行處理。①降低機(jī)器基礎(chǔ)的振動(dòng)，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(duì)水平 振動(dòng)的機(jī)器反而不利），或采用人工基礎(chǔ)的方法來(lái)加強(qiáng)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(jì)量室以及其他要求高度防振的房間，地坪 與四周墻身脫開(kāi)，（可用萬(wàn)利板或泡沫塑料板隔開(kāi)），使墻身的振動(dòng)不傳到室內(nèi)地坪，同時(shí)采用砂墊層以 減少土壤傳來(lái)的振動(dòng)，較厚的混凝土墊層可減少人員走動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)影響，同時(shí)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(shí)驗(yàn)室的接地 分析實(shí)驗(yàn)室所使用的電器裝置和儀器設(shè)備均應(yīng)接地。實(shí)驗(yàn)室的接地種類(lèi)較多，有工作接地、保護(hù)接地、過(guò)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(jì)。 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(shí)一個(gè)統(tǒng)一的電位參考點(diǎn)和防止外界電磁場(chǎng)的干 擾。設(shè)備接地又分信號(hào)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(gè)電子設(shè)備的匯接點(diǎn)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(cè)試儀器， 可采用單獨(dú)接地引下線，再接在環(huán)狀接地體上。許多舊的實(shí)驗(yàn)室沒(méi)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(gè)金屬系統(tǒng)（如自來(lái)水管）去接觸地面。利用水管接地時(shí)，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(shí)，須經(jīng)嚴(yán)格的檢查，以保證達(dá)到合適的接地要求。