煤炭檢測實驗室的規(guī)劃設(shè)計

煤炭檢測實驗室的規(guī)劃設(shè)計袁曉鷹;張永春;李興業(yè);林令海;肖忠玉;李健【摘要】根據(jù)各煤炭檢測實驗室規(guī)劃建設(shè)的總目標(biāo)及總?cè)蝿?wù)，對實驗室總體設(shè)計、實驗室平面設(shè)計及工程設(shè)計進行系列的規(guī)劃，并從結(jié)構(gòu)設(shè)計、實驗室家具與設(shè)施、儀器設(shè)備、供電系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、環(huán)境保護系統(tǒng)等方面重點剖析實驗室工程設(shè)計，指出煤炭檢測實驗室的系統(tǒng)建設(shè)需綜合考慮實驗室的總體規(guī)劃、平面設(shè)計及供電、供水、供氣、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)、安全措施、環(huán)境保護等基礎(chǔ)設(shè)施和條件.【期刊名稱】《煤質(zhì)技術(shù)》【年(卷)，期】2018(000)001【總頁數(shù)】4頁(P31-34)【關(guān)鍵詞】煤炭;實驗室;規(guī)劃設(shè)計;總體規(guī)劃;平面設(shè)計;工程設(shè)計;供電系統(tǒng);通風(fēng)系統(tǒng)【作者】袁曉鷹;張永春;李興業(yè);林令海;肖忠玉;李健【作者單位】日照出入境檢驗檢疫局綜合技術(shù)服務(wù)中心,山東日照276826;日照出入境檢驗檢疫局綜合技術(shù)服務(wù)中心,山東日照276826;日照出入境檢驗檢疫局綜合技術(shù)服務(wù)中心,山東日照276826;日照出入境檢驗檢疫局綜合技術(shù)服務(wù)中心,山東日照276826;日照出入境檢驗檢疫局綜合技術(shù)服務(wù)中心,山東日照276826;日照出入境檢驗檢疫局綜合技術(shù)服務(wù)中心,山東日照276826【正文語種】中文【中圖分類】C931.20前言煤炭實驗室的建設(shè)需從規(guī)劃設(shè)計開始，科學(xué)制定煤炭檢測實驗室規(guī)劃設(shè)計是實驗室建設(shè)工作的重要環(huán)節(jié)。對于不同要求的煤炭檢測實驗室，其規(guī)劃的目標(biāo)和任務(wù)有所不同，故煤炭檢測實驗室規(guī)劃即為根據(jù)各單位實驗室建設(shè)的總目標(biāo)、總?cè)蝿?wù)而對實驗室的總體、平面、工程等因素進行一系列的規(guī)劃和設(shè)計。1實驗室總體設(shè)計煤炭檢測實驗室總體布置需根據(jù)近、遠期建設(shè)規(guī)劃進行設(shè)計，按照規(guī)劃統(tǒng)籌考慮、集中布置、節(jié)約用地、預(yù)留發(fā)展空間，滿足可持續(xù)發(fā)展的要求，并確?？傮w布局合理、功能分區(qū)明確、交通組織順暢?？傮w設(shè)計應(yīng)符合煤炭實驗室的工作要求并充分考慮設(shè)備設(shè)施的使用批次，避免建筑面積和空間的浪費，降低防護費用；并為未來的發(fā)展進行預(yù)先計劃，留有可擴展的空間，能夠在各區(qū)域功能基礎(chǔ)上實現(xiàn)實驗室功能上的收縮或擴張［1，2］。實驗辦公區(qū)、生產(chǎn)檢測區(qū)、居住區(qū)、配套服務(wù)區(qū)、對外接待區(qū)等區(qū)域宜分開設(shè)置，并確保聯(lián)系方便、互不干擾。當(dāng)上述需建立在同一區(qū)域內(nèi)時，應(yīng)相互分隔。根據(jù)檢驗項目的不同，對檢驗設(shè)備進行分類，形成可以同時開展不同檢驗項目的區(qū)域，賦予每個區(qū)域一定的功能，最大限度地使每個區(qū)域可獨立完成其具有的特定功能［1，2］?？傮w設(shè)計應(yīng)符合有關(guān)防火疏散、安全防護、環(huán)境保護等規(guī)定。使用有放射性、爆炸性、毒害性和污染性物質(zhì)的空間宜與主體建筑分開設(shè)置，劃分各區(qū)域的危險程度并按由低到高順序進行排列。對強酸、強堿、有毒、易燃物質(zhì)及高壓裝置的存儲區(qū)域應(yīng)將其設(shè)置在高危險帶并遠離辦公區(qū)，對其他危險物質(zhì)及設(shè)備應(yīng)設(shè)置在中危險帶，而危險程度低的區(qū)域即為離辦公區(qū)域近的安全地帶［1，2］。有污染物排放的科研建筑及建筑物宜遠離宿舍、公寓、住宅等居住建筑布局，且布置在當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向的下方，同時應(yīng)滿足環(huán)境影響評估報告的要求。2實驗室平面設(shè)計2.1房間設(shè)置煤炭實驗室的平面布置應(yīng)根據(jù)化驗項目和實驗室規(guī)劃及現(xiàn)場情況而確定。煤炭實驗室的類型或規(guī)模有多種形式，其類型一般包括企業(yè)中心實驗室、煤廠實驗室、第三方實驗室、政府監(jiān)督實驗室、科研院所實驗室等。根據(jù)煤炭的類別和用途又可將其分為煉焦煤化驗室或氣化、動力煤用化驗室。煤炭實驗室的平面布置可根據(jù)化驗項目的特點和要求以及實驗室的規(guī)劃進行合理布局。通常實驗室分為辦公區(qū)域、輔助區(qū)域、檢測區(qū)域3個區(qū)域，其中辦公區(qū)域包括辦公室、更衣室、值班室、報檢室、接待室、檔案室、會議室、庫房、衛(wèi)生間等，化驗輔助區(qū)域包括樣品室、氣瓶室、藥品室、配電室、純水制備室等，檢測區(qū)域包括制樣間、熱量室、天平室、結(jié)焦性測定室、元素分析室、碳氫氮測定室、全硫室、化學(xué)分析室、儀器室（分光光度計、pH計等）、前處理室、大型精密儀器室（原子吸收、X熒光光譜儀、ICP、ICP-MS、氣相色譜、液相質(zhì)譜儀等）、灰熔融溫度測定室、自膨測定室、膠質(zhì)層檢測室、可磨性室、氣化特性指標(biāo)室、低溫干餾室、二氧化碳反應(yīng)性室、煤巖檢測室等。實驗室平面布局應(yīng)按照實驗室建筑設(shè)計規(guī)范及建筑設(shè)計防火規(guī)范要求，將辦公區(qū)域和實驗室區(qū)域分開，兩者之間設(shè)置門禁系統(tǒng)。各區(qū)域之間相互協(xié)調(diào)，按照實驗室功能流程合理分布。設(shè)計時需考慮將人流、物流、污物流分開，防止樣品交叉污染，保證實驗室數(shù)據(jù)的正確性。2.2實驗室工藝需求煤炭實驗室的平面布局需充分考慮其工藝要求，根據(jù)工藝特點進行設(shè)計時需考慮以下幾個方面[3]:（1）可產(chǎn)生噪聲、振動的設(shè)備宜安排在一層或平房內(nèi)，例如煤炭的可磨指數(shù)、煤的磨損指數(shù)測定項目需用振篩機，應(yīng)將其安排在一層或平房內(nèi)。對環(huán)境有特殊要求的儀器需安排在單獨的房間，例如發(fā)熱量測定項目，量熱儀要求室溫需穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，房間內(nèi)有供氧氣氣路且有上下水。大型精密儀器所置放的房間對于接地、室內(nèi)溫度、排風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)、配電等均有各自的要求。具有樣品的破碎、縮分、粒度和全水分測定、樣品包裝、樣品貯存等功能的制樣間，宜單獨劃出一個區(qū)域，因制樣間的儀器設(shè)備有較大的振動和噪音。⑷進行工業(yè)分析所用的高溫室需配備的高溫爐、烘箱較多，試樣燃燒后還產(chǎn)生大量的煙塵，因此需要配備相應(yīng)的排風(fēng)設(shè)備，并根據(jù)設(shè)備的配置情況需留出適當(dāng)?shù)墓╇姼挥嗳萘俊?5)坩堝膨脹序數(shù)、膠質(zhì)層指數(shù)等產(chǎn)生煙塵較大的測試項目，應(yīng)放置在通風(fēng)柜中進行因此，需在相應(yīng)的房間內(nèi)設(shè)置通風(fēng)柜等排風(fēng)設(shè)備。3實驗室工程設(shè)計3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計實驗室的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括實驗室的建筑結(jié)構(gòu)、樓面的荷載、實驗室的門及窗、實驗室的墻面和地面及走廊、實驗室內(nèi)裝飾等方面［4］。上述內(nèi)容的設(shè)計均應(yīng)根據(jù)相關(guān)的規(guī)范及標(biāo)準的要求，結(jié)合檢測任務(wù)及設(shè)備布置的特點進行設(shè)計。3.2實驗室家具與設(shè)施實驗室家具與設(shè)施是為了適應(yīng)不同實驗內(nèi)容的實驗室需求而服務(wù)，在追求實驗室環(huán)境舒適、安全的同時應(yīng)滿足實驗室的功能性、堅固性、耐腐蝕性以及安裝布置的靈活性。實驗室家具與設(shè)施不同于一般家具與設(shè)施，其使用常與水、電、氣、化學(xué)物質(zhì)以及儀器相接觸，因此對家具與設(shè)施的構(gòu)造和材質(zhì)提出了更高的要求［5］，在實驗室建設(shè)時必須重視實驗室家具及設(shè)施的設(shè)計和選型。3.3儀器設(shè)備煤炭實驗室儀器設(shè)備的配置應(yīng)滿足實驗室檢測需要的設(shè)置，并充分考慮專業(yè)領(lǐng)域、檢測項目和數(shù)量的要求。實驗室的儀器設(shè)備布局應(yīng)符合實驗室建設(shè)和儀器設(shè)備運行要求。例如，一般煤質(zhì)分析試驗儀器的功率較大，因此應(yīng)在充分考慮儀器設(shè)備用電安全的條件下，兼顧分析試驗項目的兼容性、環(huán)境條件的相似性、分析試驗流程的合理性，以綜合考慮每個分析儀器設(shè)備的搭配、電線路布置。實驗室應(yīng)遵守相關(guān)專業(yè)或產(chǎn)品檢測工作的特殊環(huán)境與設(shè)施要求。每個項目均應(yīng)根據(jù)實驗室的實際需求進行設(shè)計。3.4供電系統(tǒng)實驗室供電設(shè)計應(yīng)滿足JGJ91-1993的相關(guān)規(guī)定，其中實驗室家具配電設(shè)計應(yīng)滿足GB16895.29—2008的相關(guān)規(guī)定，實驗室布線應(yīng)符合GB16895.6—2014的相關(guān)規(guī)定。電源采用三相五線制220V/380V，空氣調(diào)節(jié)、通風(fēng)等系統(tǒng)采用集中配電，設(shè)置專門的配電間。大型精密儀器設(shè)備應(yīng)考慮防靜電、抗干擾、獨立接地和UPS電源等。電控柜應(yīng)設(shè)置總電源控制開關(guān)，能夠切斷房間內(nèi)的電源，同時還應(yīng)設(shè)置多個空氣開關(guān)，保證使用過程中如有漏電現(xiàn)象則立刻自動切斷電源［6］。3.5空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)實驗室建筑有別于普通建筑，不同的實驗室對溫度、濕度、壓強、潔凈度等參數(shù)有不同的要求，且不同的實驗室的氣流不能交叉污染，實驗區(qū)的氣流不能流向非實驗區(qū)［7,8］。因此，實驗室空調(diào)系統(tǒng)的要求比對普通建筑的空調(diào)系統(tǒng)要求復(fù)雜許多，普通實驗室的空調(diào)系統(tǒng)是指對潔凈度沒有特殊要求的實驗室空調(diào)系統(tǒng)，一般按舒適性空調(diào)設(shè)計即可，夏季溫度18°C~28°C,冬季溫度16°C~20°C,濕度最好在49%（冬季）~70%（夏季）之間；為了保證實驗室的氣流不對周圍的公共區(qū)產(chǎn)生污染，—般相對公共區(qū)保持微負壓［9］。3.6通風(fēng)系統(tǒng)實驗室通風(fēng)與舒適性空調(diào)系統(tǒng)的通風(fēng)設(shè)計要求不同，即前者主要解決工作環(huán)境對實驗室人員身體健康和勞動保護問題［7,8］，因而實驗室通風(fēng)應(yīng)符合GB50019及國家其他相關(guān)規(guī)定。在建筑平面合理布局的前提下，應(yīng)充分考慮送風(fēng)口、回風(fēng)口以及排風(fēng)口的位置，要考慮到人流、物流的路線，最大限度地減少室內(nèi)的回流和渦流，避免污染擴散到室內(nèi)［10］。通風(fēng)柜的排風(fēng)系統(tǒng)不得借用消防風(fēng)道，有機蒸發(fā)和無機消化的排風(fēng)設(shè)施要分開，避免在排風(fēng)過程中易燃、易爆的有機試劑與強氧化性的無機試劑混合發(fā)生爆炸［11］。實驗室要有一定的換氣次數(shù)，以保證室內(nèi)揮發(fā)性的有害物質(zhì)及時排出室外；通常實驗室換氣次數(shù)為6次/仆8次/h，無人時可減少至3次/h［8］o3.7給排水系統(tǒng)實驗室給排水系統(tǒng)是在建筑給排水的基礎(chǔ)上特殊設(shè)計的給排水系統(tǒng)，具有非標(biāo)準的給排水設(shè)計及多種變化布局。給排水系統(tǒng)的設(shè)置要求充分考慮實驗室的實際情況，實驗室供水排水管道的安裝走向應(yīng)盡量避免管道從不需要供排水的房間穿墻而過。實驗室應(yīng)根據(jù)各區(qū)域功能確定取水口位置，生活用水與檢驗用水的取水口須分開，保證各用水管道相對獨立，尤其保證生活用水不被化學(xué)試劑或其他實驗室有害物質(zhì)污染。實驗室對消防、噴淋有特殊要求，消防除了滿足普通建筑的消防要求之外，如大型貴重的儀器室等房間可采取阻燃材料、固體滅火器等其他消防手段。凡進行強酸、強堿、劇毒液體的實驗室并有飛濺爆炸可能的實驗室，應(yīng)就近設(shè)置應(yīng)急噴淋設(shè)施。要避免檢測用水直接排放，對含有有毒、強酸、強堿、易燃、易爆物質(zhì)的廢水要采用無害化處理的措施或裝置，以確保廢水達標(biāo)排放及符合環(huán)保要求。3.8供氣系統(tǒng)實驗室供氣分為管網(wǎng)和鋼瓶供氣。供氣管道應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃、集中布置，以便安裝、操作和檢修。供氣系統(tǒng)的各類高壓氣瓶應(yīng)分類保管、立直固定，放置在干燥、通風(fēng)良好、涼爽的地方，并遠離腐蝕性物質(zhì)、避免明火及其它熱源。氣瓶室的溫度不宜超過30°C,不能將高壓氣瓶存放在地下室或半地下室內(nèi)，以防氣瓶潮濕生銹。氣瓶室內(nèi)采用實體墻、防爆門、泄爆窗、氣體泄漏感應(yīng)報警裝置、防爆型的電器電路，還應(yīng)考慮防雷、防靜電及空調(diào)設(shè)備。供氣系統(tǒng)的管路和部件不能對氣體產(chǎn)生二次污染，瓶閥、接管螺絲和減壓閥等附件完好齊全，無漏氣、滑絲、表針?biāo)蓜拥任ｋU情況［11-13］。3.9智能化實驗室智能化包括以下幾個方面：實驗室信息管理、樓宇自控、安全防護等系統(tǒng)。實驗室環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)管和控制系統(tǒng)。實驗室運行過程的自組織、自安排、自優(yōu)化、自匹配系統(tǒng)等。設(shè)計要能實現(xiàn)對各智能化子系統(tǒng)的協(xié)同控制和對設(shè)施資源的綜合管理，根據(jù)建筑物的規(guī)模和功能需求等實際情況選擇配置相關(guān)的系統(tǒng)，同時還應(yīng)配備遠程通訊設(shè)施或預(yù)留接口［14］。3.10環(huán)境保護系統(tǒng)環(huán)境保護系統(tǒng)主要涵括檢測廢水與廢氣、固體廢棄物及噪音的處理和藥品試劑存放中的危害性監(jiān)控，保證三廢處理達標(biāo)排放，嚴禁將廢氣、廢液、及廢氣的化學(xué)品等污染物直接向外界排放。實驗室應(yīng)設(shè)置相適應(yīng)的設(shè)施，降低實驗室對環(huán)境的污染，將實驗室環(huán)境保護納入實驗室的設(shè)計與建設(shè)中，使之成為實驗室必不可少的一部分，從而有利于貫徹落實各項實驗室環(huán)境污染的防治措施［15-18］。4結(jié)語煤炭實驗室的建設(shè)，無論是新建、擴建或改建項目，均為一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需綜合考慮實驗室的總體規(guī)劃、平面設(shè)計以及供電、供水、供氣、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)、安全措施、環(huán)境保護等基礎(chǔ)設(shè)施和條件。建設(shè)一個現(xiàn)代化的煤炭實驗室，須本著科學(xué)、安全、健康、節(jié)能、環(huán)保、人性化、智能化、靈活可變的原則進行實驗室的規(guī)劃設(shè)計，從而保證建設(shè)后的煤炭檢測實驗室安全、有效地長期運行。參考文獻：［1］ 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