化學(xué)實驗室環(huán)境要求及基本布局
化學(xué)實驗室是化學(xué)教學(xué)科研的前沿陣地,實驗室設(shè)施的合理布局、規(guī)章制度的科學(xué)制定與落實、管理的具體到位是創(chuàng)造一個安全、高效的實驗環(huán)境的重要保障,是實驗室現(xiàn)代化、功能化、人性化的具體要求。實驗室除了必備儀器設(shè)備、實驗材料和高素質(zhì)的實驗人員、科研人員外,還必須具備良好的實驗環(huán)境。實驗室的環(huán)境通常包括空氣質(zhì)量、噪聲、振動、照明、溫度、濕度等。
一、化學(xué)實驗室的環(huán)境要求
化學(xué)實驗室的環(huán)境要求很高,為了使實驗室有序、安全、持續(xù)地發(fā)揮作用,就必須做到以下環(huán)境要求:實驗室的房屋及水、電、氣等管線設(shè)施規(guī)范、完善,實驗設(shè)備及各種附件完好;實驗室現(xiàn)場布局合理,通道通暢、清潔衛(wèi)生;實驗室安全標(biāo)志齊全、醒目、直觀;實驗室安全防護設(shè)施與報警裝置安全可靠;安全事故搶救設(shè)施齊全、性能良好。
(1)地面平整
實驗室、準(zhǔn)備室、藥品室的地面要安全,也就是同一樓層的各個房間的地面處在同一水平高度,各房間之間的通道、房間與走廊的地面不設(shè)臺階,不設(shè)門檻。地面要平整、防滑,各個通道地面都應(yīng)無突出物、障礙物。設(shè)有地漏裝置的房間,地面出水應(yīng)自然、流暢,無淤積現(xiàn)象。
(2)適宜的演示臺、實驗桌
化學(xué)實驗室的演示臺和學(xué)生實驗桌采用防酸堿阻燃面板,為了防止實驗室儀器等物品從桌面上滑落,在桌面前方及兩側(cè)應(yīng)加設(shè)圍板,具體尺寸為:圍板高0.05m、厚0.012m、兩側(cè)長度0.1~0.2m。化學(xué)實驗室演示臺和學(xué)生實驗桌旁設(shè)置水槽,并配置鵝頸管水龍頭(銅質(zhì)鍍鉻)。桌面以下水管不外漏。若有多間實驗室,應(yīng)至少有一間化學(xué)實驗室電源安裝到桌,配置有網(wǎng)絡(luò)信息口若干,并配備有多媒體投影設(shè)備。
(3)供、排水設(shè)置合理
化學(xué)實驗室及其配套附屬用房的供排水裝置包括進水、出水、洗滌水槽、急救沖洗嘴、地漏等一些設(shè)施。原則上,實驗室的演示臺及學(xué)生實驗桌都應(yīng)有供水和排水,同時,至少應(yīng)有一間實驗室的實驗桌應(yīng)安裝高位鵝頸管水龍頭,用于洗滌滴定管、移液管等一類的玻璃器件和充當(dāng)急救沖洗嘴。藥品室、準(zhǔn)備室也應(yīng)有供水龍頭、洗滌水槽、帶清污彎頭的出水下水道,從而方便擦拭儀器等清潔工作。準(zhǔn)備室、危險品室、藥品室等還應(yīng)設(shè)有急救沖洗嘴和地漏,并配備適當(dāng)長度的水管,方便及時沖洗地面和一些需要沖洗的地方。
(4)通風(fēng)、排氣良好
根據(jù)國家規(guī)定,化學(xué)實驗室要求換氣次數(shù)不低于3次/時,并應(yīng)采取各種自然通風(fēng)措施,使室內(nèi)CO?濃度低于0.15%。其中,化學(xué)實驗室中有一間實驗室抽排風(fēng)到桌(6個平行班為標(biāo)準(zhǔn))。
因此,實驗室中都應(yīng)安裝換氣扇,其中應(yīng)有1/3抽排扇到桌,從而確保室內(nèi)二氧化碳濃度低于0.15%。化學(xué)實驗室應(yīng)采用開窗通風(fēng)(炎熱地區(qū))或開窗通風(fēng)與開啟小氣窗通風(fēng)相結(jié)合(溫暖地區(qū))的方式。同時,化學(xué)實驗室常常會產(chǎn)生一些有毒、有害的密度比較大的氣體,會沉滯在室內(nèi)下方,但有害氣體又不能排往過道、走廊,因此,應(yīng)在靠地面的外墻上安裝排風(fēng)扇,但位置不能太低,以免沖洗時造成電路短路。為防止倒灌及有利于冬季向北排氣,風(fēng)扇洞口靠室外的一面還應(yīng)設(shè)擋風(fēng)措施,室內(nèi)的一面應(yīng)設(shè)防護罩。此外,化學(xué)實驗室、準(zhǔn)備室、藥品室還應(yīng)配置強制通風(fēng)、排風(fēng)系統(tǒng),吸風(fēng)口安裝到教師演示臺和學(xué)生桌上。
(5)采光、照明強度合理
①采光
《中小學(xué)建筑設(shè)計規(guī)范》要求:實驗室的實驗桌面采光系數(shù)最低值為1.5%,玻地比為1.6;走道、樓梯間應(yīng)直接采光;房間內(nèi)各表面應(yīng)采用淺色裝修,室內(nèi)各表面的反射系數(shù)值應(yīng)符合表1-1的規(guī)定。
②照明
實驗室的實驗桌面的平均照度不應(yīng)低于150Lx。照明光源宜采用熒光燈,燈具距桌面的最低懸掛高度不應(yīng)低于1.7m,且燈管排列應(yīng)采用長軸垂直于黑板的方向布置。黑板還應(yīng)另設(shè)黑板燈,黑板燈對學(xué)生和教師均不得產(chǎn)生直接眩光,其垂直照度的平均值不應(yīng)低于200Lx,同時,黑板面上的均勻照度不應(yīng)低于0.7。
(6)儀器室與藥品室獨立配置。
危險品室應(yīng)單獨建立,配備一定數(shù)量的危險品柜,并符合公安、消防部門的有關(guān)要求。藥品柜中擱板宜設(shè)計成階梯式,應(yīng)設(shè)計通風(fēng)裝置;擱板面板材料應(yīng)耐熱、耐酸、耐堿、阻燃。危險品柜應(yīng)防腐,并有必要的安全措施。
(7)化學(xué)準(zhǔn)備室應(yīng)專設(shè)毒氣柜1個,與總排風(fēng)管道相通,用于做有毒氣體實驗。
(8)事故急救設(shè)施齊全。
每個實驗室應(yīng)設(shè)置一個事故急救沖洗水嘴和急救箱,急救箱中的藥品應(yīng)注意其有效性。
二、化學(xué)實驗室的布局
為了適應(yīng)新課程改革,各個學(xué)校都在極力加強實驗室建設(shè)。實驗室的結(jié)構(gòu)布局和設(shè)備配套等應(yīng)綜合考慮、統(tǒng)籌兼顧,把寬敞的環(huán)境、有效的使用面積、人性化的設(shè)計作為建設(shè)實驗室的基本要求,做到既符合實驗室的環(huán)境要求,又符合國家規(guī)定。從而真正做到高質(zhì)量建設(shè)、高標(biāo)準(zhǔn)配置。
(1)實驗室的整體結(jié)構(gòu)布局
化學(xué)實驗室存放有大量的易燃易爆物質(zhì),而且存在許多的引火源,比如實驗過程中加熱用火、電器設(shè)備運行時產(chǎn)生的電火花,因此,化學(xué)實驗室是安全事故易發(fā)之地。從消防的安全角度考慮,化學(xué)實驗室應(yīng)獨立設(shè)置在實驗樓內(nèi),實驗樓還應(yīng)采用單層或底層建筑,并與周邊建筑保持足夠的間距。同時,實驗樓應(yīng)至少設(shè)兩個對外出入通道,每一層也至少應(yīng)有兩個出入口,按照國家規(guī)定的6個平行班、每班50人的標(biāo)準(zhǔn),化學(xué)實驗室應(yīng)為3個,一類實驗室的面積為90m?(重點中學(xué)為96~108m?),25組50座。每個實驗室還應(yīng)設(shè)兩個不小于90cm寬的門,且面向走廊,間距盡量遠(yuǎn)些。對于面積不大的實驗室,可以設(shè)置一個出口,并與相鄰的實驗室相通,但另一出口必須面向走廊。對于面積較大的實驗室,設(shè)立的兩個或兩個以上的出口均應(yīng)面向走廊或靠近樓梯口。
(2)實驗室的室內(nèi)布局
實驗室應(yīng)考慮通風(fēng)、采光、用水的方便和下水道的走向,可設(shè)在1、2樓或每層的南側(cè)。教育部基教司對21世紀(jì)功能教室的規(guī)定:“第一排實驗桌的前沿與黑板水平距離不小于2.5m,邊座學(xué)生與黑板遠(yuǎn)端形成的水平角不小于30°,最后一排實驗桌后沿距后墻不小于1.2m,與黑板水平距離不大于11m。”“兩桌前后凈距離:雙人單側(cè)操作不小于0.6m,四人雙側(cè)操作不小于1.3m;中間縱向走道距離:雙人單側(cè)操作不小于0.6m,四人雙側(cè)操作不小于0.9m。”因此,在設(shè)計實驗室內(nèi)部布局時應(yīng)按規(guī)定進行,否則將影響使用。
化學(xué)實驗室的室內(nèi)布局主要包括管線路、實驗室環(huán)境、通風(fēng)設(shè)施等的布局。管線路的布局包括水、電、排污、排風(fēng)的定位和走向,要遵循標(biāo)準(zhǔn)、方便、實用、美觀、安全的原則,充分利用實驗室的空間、結(jié)構(gòu)進行規(guī)劃和設(shè)計,各種管線、管道要盡可能隱蔽,確保實驗室的整潔。供電線路根據(jù)每個實驗室的儀器特性和用電負(fù)荷進行配電,包括三相和單相輸配,排風(fēng)系統(tǒng)的管道比較復(fù)雜,所用的管道大而長,數(shù)量多,既要考慮室內(nèi)的布局合理,又要不影響外墻的美觀,還要注意風(fēng)管穿過樓頂后的防水處理,設(shè)計時一定要全方位考慮,以免給以后的使用帶來不便。
實驗室的環(huán)境布局包括實驗室區(qū)域、空間的劃分,實驗室的照明、導(dǎo)光、窗飾,實驗臺柜、凳子的造型、配色,各種實驗儀器的定點放置以及地板、內(nèi)墻的裝飾等等。設(shè)計布局時要遵循以人為本的思想,要從教師、學(xué)生是實驗室的主體,實驗室是創(chuàng)設(shè)實驗情景,激發(fā)“科學(xué)探究”欲,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的主陣地這一觀點出發(fā),規(guī)劃設(shè)計和營造實驗室的環(huán)境,既要考慮實驗者的生理需要,又要考慮心理需要;既要照顧實驗者的輕松方便,又要考慮集體活動的要求;整潔、優(yōu)美、舒適的實驗室環(huán)境有助于師生健康人格的形成,培養(yǎng)學(xué)生文明、良好的實驗作風(fēng)和習(xí)慣。實驗室的環(huán)境布局的規(guī)劃設(shè)計可適當(dāng)引進現(xiàn)代家居的某些元素,充分展示實驗室人文氣息與實驗室的環(huán)境特色。
通風(fēng)設(shè)施包括通風(fēng)柜、排風(fēng)罩、風(fēng)管、風(fēng)機等。實驗室的通風(fēng)系統(tǒng)涉及到實驗者的安全和健康問題,因此,在設(shè)計通風(fēng)設(shè)施時應(yīng)精心設(shè)計,綜合考慮實驗室整體布局效果、排風(fēng)效果、是否有利于教師觀察和指導(dǎo)學(xué)生實驗等多種因素。每個實驗位置都應(yīng)有一個桌面排風(fēng)罩,幾個排風(fēng)罩通過風(fēng)道與隱藏在每組試驗臺底下的風(fēng)管相連接,每組試驗臺的風(fēng)管再與整個實驗室的總風(fēng)管連接,總風(fēng)管穿過樓頂與樓頂?shù)娘L(fēng)機相連接。