实验室建筑布局及平面设计——万融实验

实验室里可以开出人类智慧的花朵,而这个空间里的所有布局与设计,包括供水,供电,供气等各类硬件设施及投入使用后的利用方式和方法、使用过程中的操作平台和操作流程以及具体的人员配备、设施舒适度甚至由整个布局所带来的审美视觉等因素,都会影响整个实验的最终结果,都会促进或干扰这个空间最终结果,都会促进或干扰这个空间最终所能带来的最大成果和效益。而且不同行业不同领域,对具体实验室的建设和应用要求是不同的,

小化来,所以,每一个实验室的布局和设计,都是一项复杂的系统工程。

一、实验室建筑总体布局

在总体设计中,首先要研究的问题是采用集中配置形式还是采用分散配置形式。集中配置

形式是将实验室、研究室、行政管理用房图书资料用房以及科研辅助用房组合在一植建筑物

中:分散配置形式是按实验楼的不同特性分别进行布置。由于分析检测中心和分析研究室的规模不同以及用地的限制,总体布局就有多种形式。一般分为四种配置形式。

(1)独立式:整个建筑配置集中在一幢楼内独立设置,适用于较小的实验室。

(2)主楼式;以一幢实验楼为主,配以附属建筑,建筑规划比较方整规则。

(3)单元式:又称细胞式。用一个简单的单元或细胞组成多样的形式,形成各种不同的空

间,有利于推行模数和标准化,便于施工。此种形式为现代分析测试中心规划广为采用。

(4)分散式:由不同功能的多幢实验楼、研究楼及辅助建筑灵活组合而成,采用较多。

二、实验室建筑平面设计原则

实验室建筑的主要特点是实验内容手段众多,工艺要求繁杂,工程管网较多,工程造价比- .

般建筑高出一倍或数倍。根据这些特点,实验建筑平面设计除了遵循一般建筑物平面设计原则外,还需要遵循下列原则。

(1)同类实验室组合在一起。

(2)工程管网较多的实验室组合在一-起。

(3)有隔振要求的实验室组合在一起,一般宜设于底层。

(4)有洁净要求的实验室组合在-起。

(5)有防辐射要求的实验室组合在一起。

(6)有毒性物质产生的实验室组合在一起。

遵循上述设计原则,有利于环境卫生,防止不同性质的实验室相互干扰,有利于不同的分析

检测工程顺利进行,并节约投资。

三、实验室建筑平面类型

通常分为三种建筑面类型:单走廊平面、双走廊平面、单元组合平面。

1.单走廊平面

单走廊平面为实验建筑中最常见的平面形式,一般为中间走廊,两侧布置实验室、研究室,

也有为单侧走廊、偏心走廊等。该形式体型简洁,便于施工,造价较低,易于布置管道,特别适宜于利用自然通风、采光的普通实验室。但走道过长时,交通噪声会有一定的影响。因外墙较多,故不宜于作空调、洁净要求较高的实验室。

2.双走廊平面

双走廊平面是在单走廊平面基础上,加大进深,两侧布置实验室、研究室,中间布置特殊实验室。其特点有利于空调面积较多的实验建筑,可以节约能源,室内温度波动小。同时由于建筑物加大了进深,可以节约用地,建筑物内管网也易于集中,各实验室间交通相对缩短。它的特殊形式是环形走廊,适宜于洁净要求高的高纯实验室,同时也有利于事故发生时人员疏散。

3.单元组合平面

单元组合平面是为适应实验室扩展需要,有利于提高实验建筑灵活性所采取的另种布置形式,它有利于实验室及其管网的相对集中。实验楼扩建时,可以根据实际需要增加若干单元,既可以单向扩建,也可多向扩建,而不影响建筑的完整体形。

四、实验室与研究室平面布局

实验室是供研究人员进行科学实验、从事分析检测工作的主要场所。而研究室则是供研究人员书写研究报告、论文、处理数据,阅读有关资料以及计算机上网查询信息的房间,两者对研究人员使用关系十分密切,因此,实验室与研究室的平面布局合理是十分重要的。其他各类实验室的组合问题,将在第四章中讨论。

1.实验室与研究室的平面布局原则

(1)实验室与研究室之间联系要方便。

(2)尽量避免实验时产生的有害气体、实验仪器设备产生的噪声等对研究室的影响。

(3)布局时应综合考虑功能、经济等方面的因素。

实验室建筑布局及平面设计——万融实验

2.实验室与研究室的平面布局形式

实验室(简写L)与研究室(简写S)的平面布局一般有三种形式:内含型、毗连型和分离型。

(1)内含型。实验室与研究室在-个房间内,即在实验室里设置办公桌面积或研究室。这种形式实验室与研究室联系方便,实验室进深较大,节约用地,管道布置较为经济,但实验室对研究室有一定的影响。

(2)毗连型。毗连型平面布局有多种形式。研究室与实验室一廊之隔,或一一对应,或研究室沿大空间实验室的一侧布置,也可两侧布置。

(3)分离型。研究室与实验室分开布置,管道布置经济合理,实验室对研究室影响较小,但有些布局形式,实验室与研究室离得较远,联系不够方便。

有的实验室要求温度较严,则采用研究室环绕实验室布置的方案,例如高纯分析室,其优点为:①有利于实验室的空调系统的位置;②有利于防尘、防护和屏蔽的设计;③有利于研究室在外围得到自然采光等。

五.实验室的朝向

为了取得最佳.工作环境和避免阳光向科学仪器直射,实验室应选择正确的朝向。从世界各国实验室的实例分析以及我国使用实验室的实践经验来看,实验室的窗应朝南和朝北开启。尽可能避免在东西墙上开窗,尤其是西向。因此,在总平面布局时,应把主要实验室的朝向布置成南北向,尤其在大型的实验室设计中,从长期使用角度考虑,必须采用南北朝向布置。如果由于其地条件的限制而采取不良朝向时,应设计遮阳。

朝南开启窗子时,应根据实验室内部家具布置情况,选择是否采用水平遮阳。一般采用半岛式实验台的设计方案中,由于实验台的一边靠外墙,为了避免阳光直射仪器,常设置水平遮阳或窗帘。

我国位于北半球,朝正南开启窗子时,在一年中有某些时间直射阳光会进人房间,如实验室要求避免直射光线,可设置水平和垂直遮阳。

一般说来,在实验人员集中的实验室应布置在朝南,例如化学分析实验室。对于大型精密的科学仪器设备的实验室除了需要布置在底层,防止振动等要求外,也应布置在阴面,朝北方向比较适宜,避免阳光直射,也可节约空调消耗的冷量。例如原子发射光谱仪、X射线荧光光谱仪ICP-MS仪、原子吸收光谱仪以及分析天平等。

六、实验室功能布局

实验室平面布局按照实验室建筑设计规范及建筑设计防火规范要求,将办公区域和实验区域分开,两者之间设置门禁系统。主实验室与辅助功能间之间相互协调,按照实验室功能流程合理分布。考虑人流物流污物流分开,保障样品无交叉污染,保证实验数据的正确性。在实验区域设计有紧急冲淋装置,减少实验操作人员的危险。

七、实验室室内布局

按各实验室要求布置。

八、实验室的灵活分隔

I.实验室的空间灵活分隔

实验室的空间灵活分隔应与实验室的结构与楼面荷载相结合。框架结构,由于它们的承重系统是由梁柱承受,在平面上除了满足结构的整体刚度要求布置剪力墙外,很少有其他结构构件,从而给建筑的灵活布置留有充分的余地。

实验室的分隔形式有很多,除了普通隔墙外,试验架、药品柜通风柜、实验台:实验柜都可以用来分隔实验空间。常用的分隔采用木隔断和铝合金隔断根据隔声要求可采用单层或双层大玻璃。目前我国电子计算机房中的人机分隔空间和参观走廊已采用铝合金大玻璃窗。实验室研究室之间来用透明隔断,可改善研究室本身的工作环境、又可使研究人员观察到实验室内的工作情况。

大空间实验室采用灵活隔断可以自由灵活地分隔大空间可随意改变隔斯的位置。隔断由可装御的构件组成。隔断可 分别与吊顶或地面连接,也可与地面和吊顶同时连接。

2.实验室的地面灵活措施

(1)地沟槽。沿建筑横向或建筑纵向设置地沟槽,将管道经地沟槽引向实验台。地沟槽的盖板应作成活动盖板,安上少数铝制平面拉手,以便开启。地沟槽本身的设计应考虑到渗漏废液的排除,以防止管线被腐蚀。

(2)地面预留孔构件。管线穿越楼板可采用地面预留孔构件。将楼板的孔洞预先根据需要进行灵活设计,按建筑模数尺寸在楼板上安装预留孔构件,它由铝合金制成的圆形径孔、上盖和下盖组成,管线需要穿越时,打开上下盖即可。这种方法既保证实验室内部的地面完整,又能达到方便穿管的目的。这对需要经常改变实验布置的实验室,或需新增实验设备的实验室,是较理想的灵活性构件。

(3)防静电活动地板。防静电活动地板具有防静电及灵活性大的特点,被广泛应用于电子计算机机房。它是由支座、小梁及活动地板等配件组合而成。在地面按照活动地板的尺寸安装金属支座,金属支座上带有螺栓可调节高度,上部安置属小梁,其上安置活动地板,叫任意开启,电缆及管线可在活动地板下的空间内任意布置。

3.实验室的吊顶灵活措施

吊顶可分为石膏板吊顶、金属板吊顶玻璃吊顶、PVC板吊顶等,石膏板造价相便宜,PVc板次之,金属板最耐用但价格较高。由铝合金或钢板等薄板作原料加工成各种形式的吊顶统称金属板吊顶。实验室中主要使用的是金属板中的铝扣板吊顶。它具有自重轻、结构简单、组装灵活、施工方便、防火、美观,通过表面处理后耐锈蚀,易清扫等优点。金属板吊顶的形式可分为方板式条板式、格栅式和挂板式4种。在实验室中采用条板式金属板吊顶比较普遍,有封闭和开敞式两种。封闭式条板吊顶适合于走道及其他空间较小的房间,可控制有效空调体积,节约空调能量。开敞式条板吊顶也称离缝式条板吊顶,即在条板与条板间留有缝隙间隔。这种吊顶灵活性极大照明方面如与光带等条形灯结合尤其吻合,可保持线条的连续性,还可利用板缝通风,使建筑师不再为布置通风口而苦恼。吸音可用矿棉填入条板凹槽。也可在条板上穿孔而将矿棉铺在条板上,利用板缝吸音或两者兼用,达到更高的吸音要求。吊顶内的构件、通风管、照明及各种管线漆上黑色油漆后,可达到很好的隐蔽效果。

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