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摘要：实验室是进行研究、检测的场所，是科学的摇篮，其安全是保障试验成果、人员安全的基本要求。本文从人员安全、仪器设备的安全、检材样品的安全、危化品的安全、实验室外界环境的安全等几个方面粗略论述了实验室设计过程中需注意的问题。
关键词：实验室；设计安全；问题；对策
前言
实验室的一个重要功能就是探索未知，这一特性就决定了实验室存在有不可确定的危险。“以人为本”是实验室设计阶段首先要遵循的准则，实验室的安全是实验室建设的第一重点。实验室安全首先要保证科研人员的安全，其次是仪器设备的安全、检材样品的安全、危化品的安全、实验室外界环境的安全。
1 科研人员的安全
实验室是实验人员工作的场所，一旦发生火灾首先会给实验操作人员造成人身伤害，严重时可能会危及生命。实验室的火灾事故类型主要有电气火灾、危化品火灾及其他火灾。
1.1 建筑防火基本要求
火灾是最常见的安全事故，建筑防火设计应遵循《建筑设计防火规范》（下文简称规范）要求，根据试验研究的内容、建筑空间及平面特征还有试验研究所用的危化品的性质和数量，确定建筑类别。科学实验室多将实验室与办公室集中在一幢建筑物内，归于民用建筑，而按规范规定民用建筑不能存放和使用易燃易爆危险物品。但进行化学性能分析、研究以及样品提取、组分的合成、提纯等有关化学反应的实验过程中需使用且大量使用易燃液体、易燃固体、自燃物品、遇湿易燃物品、氧化剂、有机过氧化物等多种化学危险品，且该类实验室在整体建筑物中占到一定比例时，建议这类实验建筑按工业建筑进行设计。
1.2 电气火灾防护
电气火灾是由于电气设备使用不当引起的火灾。为避免电气火灾，在工程设计中需根据仪器设备的布局、企业未来的发展，仪器设备的安装场地准备要求，合理配备供电电源，避免实验室在投入运行后乱拉电线。对于有爆炸危害的场所，考虑采用防爆电气，同时注意选用的仪器设备也需电气防爆。
1.3 危化品火灾防护
危化品火灾是由于药品使用或存放不当引起的火灾。实验用房应尽量减少易燃易爆品的使用及存在量。在工程设计中危化品储藏房间应布置在北侧，且最好不与实验室布置在同一幢建筑物内。
使用和存放可燃气体的实验用房管路应设泄漏报警装置及紧急关断设施，室内应设有可燃气体浓度声光报警装置并与事故排风连锁。
1.4 其他火灾防护
静电也可引发爆炸和火灾，对于实验室消除静电，可采用提高室内相对湿度，采用不发火地面或导电地面，在实验室门口设置消除静电装置，来减少静电的发生。
1.5 火灾的扑救
实验室工程设计除了考虑防火，还需考虑灭火，一旦火灾发生能迅速扑救，并最大限度地减少损失。
水是最常用的灭火剂，用水灭火具有简单、易得、价廉、有效等特点，但对于存放有与水反应生成气体、容易引起爆物品的实验室，存放有浓硫酸、浓硝酸等场所，还有存放有贵重仪器等实验室，一般不宜采用水消防，多采用气体灭火。
1.6 毒害气体的预防
对于实验过程中会产生酸、有机挥发物等有害气体的实验室，应设有全室换气、局部排风等送排风系统，局部排风包括通风柜和万向排风罩等。为保证实验人员的安全，通风柜操作口面风速应根据实验过程中有害物质的性质确定，一般无毒的有害物通风柜操作口设计面风速采用0.25～0.38m/s，对有毒及有危险的有害物采用0.4～0.5m/s，对极毒物及有少量的放射性有害物采用0.5～0.6 m/s。
1.7 实验室内安全设施的配备
在进行有毒性危害、化学性灼伤等实验环境中，如化学类实验室，生物类实验室设计必要的事故淋浴器及洗眼器等安全防护设施，其服务半径小于15米。还需根据实验特点和防护要求，配置事故柜、急救箱和个人防护用品。其设置的目的就是在第一时间减少事故受害者人身伤害。
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2 仪器设备的安全
2.1 仪器类实验用房环境条件设定
为保证实验仪器的正常运行，一般仪器类实验用房，要求室内环境无烟、无腐蚀性气体，无潜在震动的可能性，不受阳光直射，远离辐射，室内温度15～30℃且温度变化每小时不超过2.8℃，推荐的最佳室温20±2℃；相对湿度20～80%，推荐的最佳相对湿度35～50%。液相色谱质谱仪工作时散热较大要求仪器室温度为 15～25℃，相对湿度<80％。对于一些高灵敏度痕量分析仪器，要求室内有一定的洁净等级。
2.2 仪器电源的选择
仪器设备采用UPS供电，供电电压波动范围为±5％，仪器设备设置保护接地和工作接地。
为了仪器设备的正常使用，延长其使用寿命，需为其提供稳定的供电电源。若仪器使用场所电压不稳或经常停电，需要配置不间断电源（UPS）。UPS供电时间依需要而定，可依据一个实验周期，也可根据仪器设备关机时间确定，一般不短于45分钟。对于不常停电现场，建议配置交流净化稳压器，保证仪器设备的供电质量。
为保证设备的安全，大型仪器设备需要考虑有可靠的接地保护措施；电子实验室设备为了抑制电磁噪声和防止电磁干扰以及为了保护人员和设备安全也需要有可靠的接地保护。接地保护分为保护接地和屏蔽接地。保护接地是对设备机座、金属外壳可靠接地，这是为了保护人员和设备的安全。屏蔽接地，是指为抑制干扰而采用的屏蔽层（体）的接地，主要是起到良好的抗干扰作用。一般的仪器设备多为保护接地，但对于电子设备需要考虑设置屏蔽接地，其目的是为了保证电子设备的正常运行。
3 检材样品的安全
在新产品研发以及不易得到的检材样品，保证样品的安全是非常重要的，特别是在刑事勘察检材样品，保证其安全性尤为重要。刑事科学技术中心的物证库设干燥室，布置干燥机或干燥箱用于物证干燥。常温物证库温度小于28℃，相对湿度小于65%。避免物证发霉变质。
4 危化品的暂存和使用安全
药品储藏室房间应朝北、干燥、通风良好，门应朝外开。易燃液体储藏室室温一般不超过28℃，应选用防爆型照明灯具，备有消防器材及视频监控。化学药品按类别集中存放，并设监控和有权限的门禁系统，剧毒化学药品存放间应提高安全防护级别，不直接对外开门，设防盗门，增设监控和有权限的门禁系统。
实验室用气宜采用集中供气方式，气瓶间设在少人走动的阴凉角落，可燃气体气瓶和助燃气体气瓶要分开放置，易燃或助燃气体钢瓶最好安放在室外的钢瓶室内，采用不发火地面，通风良好，设防爆照明灯、可燃气体浓度报警、气体泄漏报警装置、紧急关断系统和事故排风连锁，并要按规范相关规定设计。
5 实验室外界环境的安全
5.1 实验废水处理
实验室污水要按污水性质、成分及污染程度设置不同的排水系统。生活污水须和实验室污水分开排放。被化学杂质污染、对人体有害有毒物质的污水要设置独立的排水管道，经局部处理或回收利用后才能排入室外管网；生物安全实验室防护区单独排水，三级和四级生物安全实验室的主实验室要设独立的排水支管，并安装阀门，污水处理设置高温灭菌装置，排入地面水体或城市排水系统的污水应符合国家相关规定。实验过程中产生的高浓度污水应在实验过程中直接收集起来交当地有资质的专业公司处理。
5.2 实验室废气排放
从实验室集中排出的废气，主要是指从通风柜中排出的废气。有机废气采用碳吸附系统处理，无机废气的设置水喷淋系统处理。处理后的废气达到国家相关标准后排入大气。
5.3 实验室生物安全
有生物危险性的生物安全实验用房，实验室内气压应为负压，避免有生物危险性的物质扩散至实验室外。
6 结论与展望
本文从实验人员、仪器设备、检材样品、危化品、实验室外界环境的安全等方面进行论述，以期阐明进行实验室设计时，为保证使用安全需注意的事项。然危化品在实验室内的安全合理使用及存放量、仪器分析室消防方式等方面还不完善，希望后续研究者进行更深入的研究。
参考文献
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[2]分析实验室装备手册 骆巨新 主编 化学工业出版社 2003年7月
[3]生物安全实验室建筑技术规范 GB50346-2011
[4]实验室安全基础 姜忠良 齐龙浩 马丽云 王殿宝 殷宏斌 编著 清华大学出版社 2009年12月
[5]化工企业安全卫生设计规范HG20571-2014
[6]闫刚.电子实验室接地安全及抗干扰技术[J].甘肃科技，2006，22（10）：40-41.
论文作者:汪丽卿,周伟超
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/15
标签：实验室论文; 仪器设备论文; 火灾论文; 气体论文; 样品论文; 废气论文; 污水论文; 《建筑学研究前沿》2017年第19期论文;