摘要：化学是一门应用性很强的学科，化学实验室是化学教学重要的组成内容。通过化学实验能够提高学生的动手能力，加深学生对化学公式和化学定律的认识和理解，从而提高学生分析问题和解决问题的能力。化学实验室建筑设计和结构布置，直接关系到化学实验室的安全性和便捷性。本文主要分析了化学实验室建筑设计规划布局，以及具体的结构布置。
关键词：化学实验室；建筑设计；结构布置
引言
化学实验室的整体设计是否科学、合理，直接关系到化学实验室的使用效率、降低样品交叉感染的概率以及提高实验效率。因此，实验室在设计的时候，要结合化学实验的基本要求，做好化学实验室通风、排水、供电、药品处理等配置，让化学实验室处于一个相对比较安全、便利的环境，从而提高化学实验的效率。
1化学实验室规划设计
化学实验室规划设计的时候，首先要对各个建筑的用途和功能进行划分，化学分析实验室布置在下风方向，并与其他的功能室保持一定的距离，并设置绿化带进行隔离，做好排污和排毒措施以及环境综合治理和评估。仪器分析实验室对环境的要求比较高，所以要做好防振源和噪声源。对屏蔽有要求的实验室要原理电磁波的干扰源；高纯度的实验室则要规划在粉尘少、绿化好的地段。
1.1化学实验室建筑的构成与规划
化学实验室建筑按照用途可以分成实验研究类、辅助建筑类、公共设施类、行政以及生活服务类。实验研究类指分析检测实验室建筑的核心，包括通用实验室、专用实验室、计算机房、研究室和计量室等；辅助类建筑指的是图书资料室、学术活动室以及电教室等；公共设施类包括水、电、气、制冷、空调、低温和热力系统、消防、各类器材仓储以及三废处理等用房。行政及生活服务类主要上述三类建筑服务。四类建筑划分面积的比例为研究类30%—69%，科研辅助类5%—31%，公用设施房5%—18%，行政以及服务类用房10%—29%。
1.2实验室建筑总体布局
实验室建筑在规划设计的时候，首先要决定采用集中配置形式还是分散布置形式。集中配置形式指的是将研究室、实验室、行政管理用房、图书资料用房和科研辅助用房都设计在一栋建筑里。分散配置形式则是根据实验室的特性进行布置。因此实验室建筑总体布局一般有独立式、主楼式、单元式、分散式四种形式。独立式指的是将整个建筑配置集中在一栋楼内独立设置，一般适合比较小的分析实验室。主楼式主要以一栋实验室为主并配置附属建筑，一般建筑规划比较整齐。单元式又称细胞式。用一个简单的单元或者细胞组成多样的形式或者形成不同空间，有利于标准化教学，这种形式在现代分析测试中心比较常见。分散式则由不同功能的多栋功能实验室、研究室灵活组合而成，在实验室建筑设计中比较普遍。实验的结构与实验室建筑模数有关，在选择模数的时候要考虑到当地施工条件、地震等级一级预制件供应情况。实验室结构分成三大类：钢筋混凝土梁板结构、承重砖墙、钢结构以及钢筋混凝土框架。承重砖墙与钢筋混凝土梁板结构称为混合结构，一般适合1—5层实验室，每一层的窗间墙宽度逐渐增大，影响建筑采光效果，这种结构形式施工成本低、建设周期快，一般实验室采用这种形式。而在安装空调的实验室，承重砖墙与钢筋混凝土梁板结构的层高要比钢筋混凝土框架结构的层高降低100-300mm。这主要由于空调调节风管布置在走道平顶下面，风管进入到实验室，承重砖墙与钢筋混凝土梁板结构只需要在砖墙上开孔就可以了。但是钢筋混凝土框架结构柱与柱有联系梁，联系梁具有一定的高度，所以层高比承重砖墙与钢筋混凝土梁板结构要高。钢筋混凝土框架适用5层以上的实验室。
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2 化学实验室结构布置
2.1化学实验室的朝向和采光
一些化学药品储藏和使用需要在常温、通风和避光的环境，化学实验室的朝向一般为南北朝向，可以避免太阳光的直射和室内高温。此外，不少学校的化学实验室还兼顾教学功能，所以学生在实验的时候，可能还需要阅读，因此化学实验室的光照也有重要。实验室的采光系数必须大于2.0，窗地面积比大于1：5.0，在保证采光的同时，还需要介绍窗间墙遮挡光纤，以免形成暗角，导致暗角光线过低，影响实验和阅读。所以在设计的时候，要增加窗户面积同时减少窗间墙宽度。
2.2通风系统
化学实验室布置不仅要考虑到采光照明系统，而且还要考虑到通风系统。由于化学实验室、准备室、化学分析室、药品储藏室会释放毒气，所以必须设置排风系统将这些毒气排出室内。为了确保实验安全，化学实验室在设计的时候，将排风口设置在建筑主体屋面处的高空。由于大部分化学实验室产生的气体密度大于空气密度，所以最好设置在下排风。实验室和准备室操作位置和药品储藏室药品柜设置在排气口，排风口与地下风管连接到排气道。设置排风口的同时，还要考虑到药品储藏室和实验室外墙侧设置机械排风口。实验室设置两个排气扇，药品储藏室设置一个排气扇，并距离楼地面0.1处设置保护罩，防止排气扇运行时对行人造成干扰，并在室外一侧设置防虫网和挡风罩，避免虫鼠进入到排气扇，影响排气效果。在排气扇设置的时候，还要设置自然补风系统，这样在满足实验室风量的同时，降低实验室运行成本。
2.3实验室室内布置
化学实验室首先布置黑板区域，黑板区域包括黑板、投影幕布、讲台、教师实验桌以及广播系统。黑板位设置在最前端位于实体墙一侧，居中布置，黑板上面设置投影幕布。黑板采用耐磨光泽度比较低的材料，外边用铝合金镶边，黑板下面设置尺寸为4.8×1.5米的讲台，讲台上面放置教师实验桌，并与黑板保持0.8米的间隔，便于教师书写和行走。广播音响设置在黑板侧门后，距离楼地面2.7米。
2.4实验室设备布置
化学实验室除了布置常规的照明系统、动力设备之外，还要考虑到其他相应的配置设施。比如每一张实验桌上端头设置化验盆，实验过程中，可以将废弃物倒入到化验盆中。但是由于化学物质具有一定的腐蚀性，所以化验盆要选择具有一定耐腐蚀性材质的化验盆。与化验盆连接在一起的下水管材也需要使用耐酸碱和耐腐蚀的管材。为了节省化学实验室的空间，每两个实验桌上共用一个化验盆，化验盆上设置两个水龙头，方便器材的冲洗。
2.5化学实验室的安全防护措施
化学实验具有一定的危险性，所以实验室设计的时候，还要做好相应的防护措施。比如化学样品处理室需要大量的酸碱和有机溶剂，如果洒到眼睛或者皮肤上，必须马上冲洗，因此必须安装紧急护眼器、紧急淋浴器和紧急护药箱。化学实验室的电线、照明系统必须做好防爆设计，做好化学实验的防火设计。并设置存放危险、剧毒化学品储藏室，并设置出入控制装置。
结束语
化学实验室建筑设计和平面布置在遵守一般建筑设计的相关规范，同时还要考虑到化学实验室的特殊性，并结合学校的具体情况进行规划设计，以确保化学实验室建筑设计和平面结构布置的科学性和合理性，提高化学实验的效率。
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论文作者:乔永锋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/11
标签：实验室论文; 化学论文; 建筑论文; 排气扇论文; 钢筋混凝土论文; 结构论文; 黑板论文; 《基层建设》2017年第25期论文;