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浅谈化学化工类实验大楼建设中的注意事项(下)
2020-08-27 11:00:00 信息来源:本站

专家故事

EXPERT STORY


王崇晓  主要研究方向为工业污水处理、实验室废水废液处理。建立了中山大学药学院精细化工中试实验室,规划建立了中山大学化工学院专业教学实验室,规划设计了化工学院(红楼三期)科研楼。并有实验室建设和管理方面的论文发表。在工程技术研究方面,获得授权专利两项、公开专利两项,有多篇论文发表,负责过多个科研课题。


QUESTION 9


苑小花一栋化学化工大楼的功能区包括哪些,怎划 分比较科学合理?

王老师:一栋实验大楼或者综合性大楼包含的功能有很多。包括实验区(含教学实验室和课题组实验室)、学院公共检测中心、行政办公、教师办公、电教室、学术交流室等,根据功能区需求不同安排不同的楼层位置。

以我校珠海校区四号楼化工学院部分为例。因某些仪器需要电磁屏蔽、防震动、承重载荷等特殊要求,在负一楼或者一楼放置大型公共检测仪器,其中在一楼设置了一个1200㎡的大型学院公共仪器平台,供全院师生使用。某些特殊仪器设备,如精馏塔、吸收塔等大型仪器设备做成特殊挑高设计的实验室。

在二三楼等低楼层设计成学术交流中心、行政办公、电教室等功能区。其中二楼(挑高至三楼)设置了两个200㎡的中等学术交流中心和一个400㎡的大型学术交流中心,便于召开不同规模的学术会议。

从五楼开始设置实验室,按照通风需求的多少依次安排,需要通风多的专业放在顶楼,有利于换气排风。为了便于指导,教师的办公室设置在实验室对面或者附近。

另外,为了便于管理,实验室的面积设置了50㎡、100㎡、150㎡三种规格,便于不同规模的课题组或者建立大平台使用。办公室按照25㎡和50㎡两种规格建立。并且每个楼层设置至少两个研究生讨论室各50㎡,全楼设置了十个50㎡的小型会议室用于开组会或者学术交流。

QUESTION 10


苑小花您刚才提到一所化工大楼应该具备安全、环保、高效、美观的理念,那么怎样实现这些理念呢?

王老师:通过一系列的子系统揉和在设计方案中形成一个整体,每个子系统是系统的一部分承担一种或几种功能,共同构成一栋现代化大楼的设计元素。

一栋现代化的化学化工大楼主要应包括以下八个子系统:

01

暖通系统

化学化工大楼的通风系统主要包括风机、管道、控制系统和通风设备(通风柜、万向罩等设备),每种通风设备都会有额定的通风量,在设计之初需要计算好每个实验室所需的通风量,计算好风井的数量和规格。这一点非常重要,我们调研过程中曾见过不止一栋大楼因风井预留不到位、在楼外加建弯管,不仅效率低下,而且存在较大环保和安全隐患。而良好的实验室通风系统可以保证实验室内有毒有害及危险气体及时被抽走,从而保证师生的健康和安全。

温控系统与通风系统是一个联动的整体,每个实验室内抽走的空气需要补进来经过变温处理的新风(根据季节不同是暖风或者凉风),建筑设计院的暖通工程师对实验室通风系统未必有足够的专业认知,这就需要深化设计单位的通风工程师与设计院暖通工程师有良好的沟通和对接,精确计算和设计新风补充的方式和补充量尤为重要。我们走访过程中遇到在设计之初暖通系统考虑不周的情况不止一家,冬天会出现通风柜一开,整个实验室温度低到难以忍受的程度,后来不得不做二次整改。

另外,对于南方地区,实验大楼的能耗相当一部分用在暖通系统上。我们调研显示:在长三角地区配备中央空调的实验大楼,平均每台通风柜折合用电费用每年在五千元左右;而在珠三角地区,因为夏季时间更长,所以费用会更高。一栋大楼的通风柜往往在八九百台甚至上千台,除了后期实验室的能耗管理之外,前期暖通系统的设计尤为重要。包括采用何种送风方式,每个实验室内气体流动情况,通风柜、风机的选型等,都会直接影响到暖通效果和能耗,需要作出特别设计。 

02

特气系统

化学化工类涉及的特殊气体较多,常用的如氮气、空气、氧气、氢气、氩气、氦气、乙炔、甲烷、二氧化碳等,不同的仪器和实验过程中往往会用到其中的一种或者几种。传统的送气方式往往是每台仪器或者每个课题组购买不同的气体,不仅效率低下还存在较大的安全隐患。因此,现代化学化工类实验大楼必须设计安装特气系统。一是提高了安全性。现代专业公司的特气供气系统会有报警及自动切断装置,最大程度的避免因气体泄露等意外导致的安全事故发生,并且不用每个实验室都设置特气瓶储存区域,特气瓶根据不同存放要求分类集中存放在专业设计的特气瓶间,便于管理。二是提高了使用效率,不用每次使用都需要在网络平台下单采购经历漫长繁琐的审批及送货流程,每个实验室根据使用量多少来计价,省去了多余气体存放的问题。一般来说,学院公共仪器区域会设置较多的特气管路,普通的科研实验室一般会设置真空管和氮气管,某些科研实验室根据其特殊要求加装更多的气路。

03

化学品试剂库管理系统

传统的化学化工大楼每个实验室都会有大量化学试剂存放,不仅造成很多浪费,而且有很高的的安全隐患。现代化化学化工大楼可预先设计智能化试剂库管控系统,全楼分类设计几个试剂库,每个实验室根据实验内容不同去试剂库领取,试剂的领取通过网络和移动端全程实行有痕控制。提高使用效率和安全管理水平。

04

纯水系统

化学化工大楼会根据要求设置一套纯水系统,直通每个实验室。

05

废气处理系统

目前通风柜等通风设备的尾气处理必须加装废气处理系统,目前主要包括喷淋、活性炭吸附等单元:活性炭吸附本身具备一定的局限性,某些光触媒分解装置的局限性更多;另外活性炭吸附饱和后属于危废,目前很多单位不能做到及时更换。这一领域还有待于突破。

06

废水系统

化学化工类实验室的排水包括两套系统,一是生活污水排放,二是实验废水排放,生活污水可交由市政污水厂处理。实验废水则需要经过预处理方可排放,化学类试验废水包含较多种类,因此需要经过中和、絮凝、沉淀、氧化、过滤等物理和化学方法做预处理,达标后方可进入城市下水道管网。

07

废液系统

对于浓度较高的实验废液或者按照规定不能排入下水道的剧毒、强腐蚀、非极性物质等,按照规定必须分类倒入废液桶,如是固体则放入另外的容器,需要有一套严格的管理及存放标准,避免安全事故发生。

08

大楼智能化控制系统

一栋现代化的大楼没有智能化管理则谈不上现代。一栋现代化化学化工大楼的智能化管理系统包括设施监控系统、专项管理系统、运营管理等全方位的管理。比如对暖通、给排水、纯水、气路、消防、照明、门禁、视频、广播等系统实现监控。在此基础上可实现能耗管理、安全系统管理、设备设施系统维护等工作。


了以上几条之外,根据每个学校每个学院重点发展方向不同也会有所调整和要求。

END


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