科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)與消防

厲林舉 萬(wàn)延濤 鄭周科

摘 要：科學(xué)實(shí)驗(yàn)室因可能使用和存儲(chǔ)甲乙類(lèi)火災(zāi)危險(xiǎn)物質(zhì)，其火災(zāi)危險(xiǎn)性高于其他普通建筑，而且科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的探索創(chuàng)新，其危險(xiǎn)源和危害因素很難在事先被全部認(rèn)知，風(fēng)險(xiǎn)很難被完全排除。因此，實(shí)驗(yàn)室在建筑設(shè)計(jì)階段有必要進(jìn)行消防設(shè)計(jì)，采取主動(dòng)防范措施消除火災(zāi)起因或減小火災(zāi)危害性，從選址、布局、通風(fēng)、裝飾、疏散等方面進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，以期實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全或最大可能降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：科學(xué)實(shí)驗(yàn)室;設(shè)計(jì);消防;安全防范

一、主要名詞釋義

根據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范 JGJ91-93規(guī)定

科學(xué)實(shí)驗(yàn)建筑：指用于從事科學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)工作的建筑。科學(xué)實(shí)驗(yàn)室包括實(shí)驗(yàn)用房、輔助用房、公用設(shè)施等用房。

通用實(shí)驗(yàn)室：適用于多學(xué)科的以實(shí)驗(yàn)臺(tái)規(guī)模進(jìn)行經(jīng)常性科學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)工作的實(shí)驗(yàn)室。

專用實(shí)驗(yàn)室：有特定環(huán)境要求（如恒溫、恒濕、潔凈、無(wú)菌、防振、防輻射、防電磁干擾等）或以精密、大型、特殊實(shí)驗(yàn)裝置為主（如電子顯微鏡、高精度天平、譜儀等）的實(shí)驗(yàn)室。

二、科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建筑設(shè)計(jì)與安全

除選址和平面布置要求必須符合設(shè)計(jì)規(guī)范外，科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)中有關(guān)安全要素：

1、通用實(shí)驗(yàn)室的面積和布局要求

通用實(shí)驗(yàn)室可用于多學(xué)科的實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究，其設(shè)計(jì)符合通用性。按照《科學(xué)實(shí)驗(yàn)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，實(shí)驗(yàn)臺(tái)平行布置的標(biāo)準(zhǔn)單元，其開(kāi)間不宜小于6.6m。不宜貼靠有窗外墻布置邊實(shí)驗(yàn)臺(tái)，不應(yīng)貼靠有窗外墻布置需要公用設(shè)施供應(yīng)的邊實(shí)驗(yàn)臺(tái)。通用實(shí)驗(yàn)室宜集中靠建筑物外墻布置。設(shè)置空氣調(diào)節(jié)的通用實(shí)驗(yàn)室宜布置在北向。

2、專用實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)

專用實(shí)驗(yàn)室有特定環(huán)境要求（如恒溫、恒濕、潔凈、無(wú)菌、防振、防輻射、防電磁干擾等）或以精密、大型、特殊實(shí)驗(yàn)裝置為主（如電子顯微鏡、高精度天平、譜儀等）。其開(kāi)間和進(jìn)深應(yīng)按實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備尺寸、安裝及維護(hù)檢修的要求確定。有特別風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)室還需遵從各自的規(guī)定，例如：

2.1生物培養(yǎng)室由前室、準(zhǔn)備間、生物培養(yǎng)間、器械消毒及清洗間組成。前室使用面積不應(yīng)小于8m2，前室內(nèi)應(yīng)設(shè)家庭服和工作服分開(kāi)的更衣柜和換鞋柜。生物培養(yǎng)室應(yīng)防止人流交叉感染。宜布置在建筑物的盡端，不宜開(kāi)設(shè)外窗。有外窗時(shí)，應(yīng)做雙層密閉窗及遮光百葉。生物培養(yǎng)室與各功能房間玻璃隔斷墻上的門(mén)，宜采用推拉門(mén)。生物培養(yǎng)室宜留有設(shè)置滅菌器的位置。

2.2 天平室應(yīng)設(shè)置面積不小于6m2的前室，并可兼作更衣?lián)Q鞋間。天平室宜布置在北向，外窗宜做雙層密閉窗并設(shè)窗簾。天平室與前室之間應(yīng)采用密封的玻璃隔斷墻分隔，并宜采用推拉門(mén)。

3、走道及樓梯。為便于日常通行和緊急時(shí)疏散需要，走道的設(shè)計(jì)應(yīng)簡(jiǎn)捷，在1.8米高度內(nèi)不宜設(shè)置管道、門(mén)垛等凸出物，盡量避免設(shè)置袋型走道，走道的寬度按照規(guī)范要求如下：

3.1采用單走道時(shí)，如果單面布房，走道寬度最小1.3米，雙面布房走道寬度最小1.6米;

3.2采用多走道時(shí)，如果單面布房，走道寬度最小1.3米，雙面布房走道寬度最小1.5米。

3.3走道地面有高差時(shí)，當(dāng)高差不足二級(jí)踏步時(shí)，不得設(shè)置臺(tái)階，應(yīng)設(shè)坡道，其坡度不宜大于1：8。

4、室內(nèi)裝修

科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)應(yīng)采用不燃性材料和難燃性材料，避免采用燃燒時(shí)產(chǎn)生大量濃煙或有毒氣體的材料，做到安全適用，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理。

4. 1 實(shí)驗(yàn)用房、走道的地面及樓梯面層，應(yīng)堅(jiān)實(shí)耐磨、防水防滑、不起塵、不積塵;墻面應(yīng)光潔、無(wú)眩光、防潮、不起塵、不積塵;頂棚應(yīng)光潔、無(wú)眩光、不起塵、不積塵。

4. 2 使用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的實(shí)驗(yàn)室地面應(yīng)具有耐酸、堿腐蝕的性能;用水量較多的實(shí)驗(yàn)室地面應(yīng)設(shè)地漏。

4. 3 需要定期清洗、消毒或防塵要求高的實(shí)驗(yàn)室，其地面、墻面和頂棚應(yīng)做整體式防水飾面。

5、實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)與空調(diào)

科學(xué)實(shí)驗(yàn)室根據(jù)實(shí)驗(yàn)環(huán)境不同，要求設(shè)置不同的通風(fēng)設(shè)備并保證足夠的通風(fēng)換氣次數(shù)，但如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)，不僅設(shè)備本身有安全隱患，而且通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的管道還將成為火災(zāi)傳播的重要途徑。因此做好通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很重要的防火防爆措施。

5.1凡進(jìn)行對(duì)人體有害氣體、蒸汽、氣味、煙霧、揮發(fā)物質(zhì)等實(shí)驗(yàn)工作的實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)設(shè)置通風(fēng)柜。

5.2含汞的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)設(shè)置特制的通風(fēng)柜。該類(lèi)實(shí)驗(yàn)室的地面、樓面、墻面、頂棚、實(shí)驗(yàn)臺(tái)、門(mén)、窗等均應(yīng)采用不開(kāi)裂、不吸附、不滲漏的材料，并應(yīng)設(shè)有集汞槽、溝、瓶等設(shè)施。地面、樓面應(yīng)有不小于1%的坡度，地溝、地漏應(yīng)具有收集散失汞的功能，室內(nèi)下部應(yīng)設(shè)排風(fēng)口。

6、科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的給排水

給排水設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)中不可或缺的組成部分，只有將建筑給排水設(shè)計(jì)技術(shù)安全、經(jīng)濟(jì)﹑環(huán)保地運(yùn)用于建筑設(shè)計(jì)中，才能滿足實(shí)驗(yàn)室的需求。

6.1實(shí)驗(yàn)室給水管道和排水管道，應(yīng)沿墻、柱、管道井、實(shí)驗(yàn)臺(tái)夾腔、通風(fēng)柜內(nèi)襯板等部位布置。不得布置在遇水會(huì)迅速分解、引起燃燒、爆炸或損壞的物品旁，以及貴重儀器設(shè)備的上方。

6.2凡進(jìn)行強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、劇毒液體的實(shí)驗(yàn)并有飛濺爆炸可能的實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)就近設(shè)置應(yīng)急噴淋設(shè)施。當(dāng)應(yīng)急眼睛沖洗器水頭大于1m時(shí)，應(yīng)采取減壓措施。

7、科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的供配電

科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的用電需求差異很大，在工作或?qū)嶒?yàn)進(jìn)行時(shí)，可能會(huì)使用大量電氣設(shè)備和電氣操作的儀器，情況是非常難以具體說(shuō)明的。一般設(shè)計(jì)新建建筑中的配線，應(yīng)考慮到為今后的發(fā)展留有余地，以避免重大的改裝。實(shí)驗(yàn)室的配電設(shè)計(jì)中除負(fù)荷計(jì)算外還需考慮以下安全要素：

7.1低壓配電系統(tǒng)無(wú)特殊要求時(shí)，應(yīng)采用頻率50HZ，電壓220/380V系統(tǒng)。系統(tǒng)接地型式宜為T(mén)N—S或TN—C—S。有特殊要求時(shí)，應(yīng)按實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的具體要求確定。

7.2在同一科學(xué)實(shí)驗(yàn)建筑（室）內(nèi)設(shè)有兩種及以上不同電壓或頻率的電源供電時(shí)，宜分別設(shè)置配電保護(hù)裝置并有明顯區(qū)分或標(biāo)志。當(dāng)由同一配電保護(hù)裝置供電時(shí)，應(yīng)有良好的隔離。

7.3實(shí)驗(yàn)室負(fù)荷可由專用變壓器供電，也可由共用變壓器敷設(shè)專用的低壓配電線路供電。

7.4 沖擊性負(fù)荷、波動(dòng)大的負(fù)荷、非線性負(fù)荷、較大容量的單相負(fù)荷和頻繁起動(dòng)的設(shè)備等，應(yīng)由變壓器低壓母線處用單獨(dú)饋線回路供電或由單獨(dú)變壓器供電。

7.5實(shí)驗(yàn)室的接地設(shè)計(jì)

科學(xué)實(shí)驗(yàn)建筑按具體要求，可設(shè)置實(shí)驗(yàn)室工作接地、供電電源工作接地、保護(hù)接地、實(shí)驗(yàn)室特殊防護(hù)接地及防雷接地。各種接地宜共用一組接地裝置，無(wú)特殊要求時(shí)，接地電阻值不宜大于1Ω。如防雷接地需單獨(dú)設(shè)置，應(yīng)按現(xiàn)行的《建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定采取防止反擊措施。實(shí)驗(yàn)室保護(hù)接地宜采用等電位連接措施。

8、實(shí)驗(yàn)室的照明

光環(huán)境設(shè)計(jì)是現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)有機(jī)組成部分，光環(huán)境對(duì)人的精神狀態(tài)和心理感受也產(chǎn)生積極的影響。所以實(shí)驗(yàn)室的照明設(shè)計(jì)不僅要考慮用電安全還要?jiǎng)?chuàng)造舒適環(huán)境。

8.1使視覺(jué)作業(yè)不處在室內(nèi)光源與眼睛形成的鏡面反射角上;

8.2采用光擴(kuò)散性能好、亮度低、發(fā)光表面積大的燈具;

8.3實(shí)驗(yàn)室（除暗室外）不宜用裸燈。通用實(shí)驗(yàn)室宜采用開(kāi)啟或帶格柵直配光型燈具。開(kāi)啟型燈具效率不宜低于0.7，帶格柵型燈具效率不宜低于0.6，實(shí)驗(yàn)室燈具格柵、反射器不宜采用全鏡面反射材料。

隨著人類(lèi)進(jìn)行科學(xué)探索的廣度和深度不斷增加，科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建造規(guī)模不斷創(chuàng)新，科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的消防安全防范工作也需要不斷探索，不斷更新。從建筑設(shè)計(jì)做起，分析實(shí)驗(yàn)室的風(fēng)險(xiǎn)及主要危害因素，采用適當(dāng)?shù)慕ㄖ阑痖g距、建筑耐火等級(jí)、建筑防火構(gòu)造、建筑防火分區(qū)分隔、建筑安全疏散設(shè)施等，配置相應(yīng)的消防設(shè)施，確?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)室的整體安全，為科研開(kāi)發(fā)保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)：

[1] JGJ91-93《科學(xué)實(shí)驗(yàn)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》

[2] GBJ16-87《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》

[3] GBJ50073-2001《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》