作為一名設計師,對于一個項目從項目立項、審批、設計、建設、驗收幾乎都會全程參與,化驗樓是否安全、環保與設計師掌握規范熟練程度以及設計經驗有很大關系。標準規范有標準、行業標準、地方標準,標準這么多,全部按標準來肯定不切實際,因為規范有其適用范圍,在滿足規范的前提下,才能考慮優化設計。
對于絕大部分化學實驗室,一般都會使用到各種氣體,就會涉及到氣瓶放哪?如何設置?這些都是設計師和業主需要考慮的。我們先看某項目圖審時專家對氣瓶間提出的問題:“氫氣儲存間應根據規范完善防爆設計,包含但不限于外墻構造,屋面泄爆設計與否及其對應構造,與相鄰綜合樓的防火間距,完善總圖并對周邊環境影響作出設計表述。”從這個建議中我們不難找出氣瓶間的關鍵詞:“規范、防爆、泄爆、影響”,從專家對氣瓶間的重視程度,可見氣瓶間是化驗樓的一個重點和難點,也是審查關注度很高的內容。
化學實驗室一般存在于石化、煤化工等企業實驗室;科研院所研發及實驗所在的科研建筑以及第三方檢測機構。可見化學實驗室涉及行業廣、領域多,氣瓶間如何設計?本文根據相關規范,結合筆者自身設計體會對其進行解析。
01
設 計 依 據
設計標準
JGJ 91-2019 《科研建筑設計標準》
GB/T 37140-2018《檢驗檢測實驗室技術要求驗收規范》
SH/T 3103 -2019《石油化工中心化驗室設計規范》
GB 51283-2020《精細化工企業工程設計防火規范》
GB 50160-2008(2018版)《石油化工企業設計防火標準》
GB 50016-2014(2018年版)《建筑設計防火規范》
GB 50058-2014《爆炸危險環境電力裝置設計規范》
適用范圍
1)GB/T 37140-2018《檢驗檢測實驗室技術要求驗收規范》
“本標準規定了檢驗檢測實驗室技術要求的驗收規范,包括設計與建設驗收的總則、選址及平面布局、建筑結構及裝飾裝修、給排水系統、供暖通風與空氣調節、建筑電氣、氣體管道、實驗室家具、智能與控制、安全與防護、節能與環保、設計審查及使用驗收等。
本標準適用于新建、改建、擴建的檢驗檢測實驗室的設計和建設,以及建設方對設計文件的審查和使用驗收。”
2)SH/T 3103 -2019《石油化工中心化驗室設計規范》
“本規范規定了石油化工中心化驗室的設計要求。
本規范適用于新建石油化工中心化驗室的設計。”
3)JGJ 91-2019 《科研建筑設計標準》
“1.0.2本標準適用于科學研究機構、工業企業、大專院校等新建、擴建、改建的科研建筑設計。”
從以上標準清單可以知道相應的行業對應相應的規范,石化、煤化工等企業實驗室執行《石油化工中心化驗室設計規范》;科研院所實驗室執行《科研建筑設計標準》;第三方檢測機構執行《檢驗檢測實驗室技術要求驗收規范》,除了執行相應規范,企業實驗室還應參照《精細化工企業工程設計防火規范》、《石油化工企業設計防火標準》等標準;此外《建筑設計防火規范》是規范之本,其中的要求各行業實驗室均有須滿足。
備注:本文提到的氣瓶間是指供實驗室色譜、原吸等儀器氣源的氣瓶放置的建筑,不是儲存氣瓶的庫房,這點很關鍵,每個標準都有自己的適用范圍,這個一定要辨識清楚,不能亂用標準。
02
氣 瓶 的 設 置
氣瓶放置原則
1)石化、煤化工等企業實驗室
鋼瓶宜集中布置在鋼瓶間【1】。
2)科研院所研發及實驗室
對日用氣量不超過一瓶的氣體,室內可放置一個該種氣體的氣瓶,但氣瓶應有安全防護措施【2】。
3)第三方檢測機構
采用瓶裝氣體供氣時,當實驗室需求的氣體種類大于3種,或需要儲存3瓶以上時,宜集中設置氣瓶室;對日用氣量不超過1瓶氣體的實驗室,室內可放置一個該種氣體的氣瓶【3】。
小結:從以上可以看出企業實驗室要求嚴,不允許將氣瓶設在實驗室內,而第三方檢測機構和科研院所,可以將不超過一瓶的氣瓶設在實驗室內,但氣瓶應有安全防護措施。
剖析:對于科研院所,存在實驗室多、雜、管理難度大等客觀原因,不好統一設氣瓶間,即使設了氣瓶間,可能會因為實驗室歸不同老師使用,存在費用如何算,安全上如何管理等諸多問題,同樣對于第三方檢測機構,實驗室可能設置在寫字樓內,在寫字樓設氣瓶間,往往難度很大,物業不允許,同在一個樓內的其他業主看到也會有想法,很難同意,正因為有這么多的困難,所以我們在設計中一定要幫業主想辦法、出主意,在保證滿足規范的前提下,讓用戶用的安心、放心。如果有條件,一定考慮設置獨立的氣瓶間,如果有難度,可以按規范在實驗室內放置規范允許的氣瓶種類和數量,如果還不滿足,可以考慮使用氣體發生器,發生器能提供純凈、安全、經濟、無憂的鋼瓶替代方案。發生器非高壓容器,內部壓力遠低于鋼瓶,無爆炸風險,無運輸風險;對于氫氣發生器其內部氣體體積小,即使泄漏也遠低于氫氣爆炸濃度;發生器內部壓力過低(內部泄漏)有檢測及報警,外部應用壓力過低(外部泄露)有檢測及報警;水箱液位檢測,低液位會報警。
參考文獻
【1】引自《石油化工中心化驗室設計規范》。
【2】引自《科研建筑設計標準》。
【3】引自《檢驗檢測實驗室技術要求驗收規范》。
【4】引自《精細化工企業工程設計防火規范》。
【5】引自《石油化工企業設計防火標準》。