淺論石油化工中心化驗室建筑設(shè)計

高僑偉 朱海

摘 要：近年來，隨著國家石化工業(yè)的迅猛發(fā)展，石化建筑也得到了很大發(fā)展，中心化驗室便是其中之一。石油化工中心化驗室是石油化工領(lǐng)域非常重要的建筑物，因此中心化驗室的建筑設(shè)計也應(yīng)該引起建筑設(shè)計人員足夠重視，本文闡述了中心化驗室的組成、布置及建筑設(shè)計的流程及細(xì)節(jié)問題。中心化驗室是全廠性化驗室，承擔(dān)著石油化工廠各生產(chǎn)裝置的原料及輔助原材料規(guī)格分析、生產(chǎn)裝置中間產(chǎn)品質(zhì)量控制分析和產(chǎn)品質(zhì)量分析、公用工程的介質(zhì)指標(biāo)分析、對出廠產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督檢查以及其他輔助任務(wù)。

關(guān)鍵詞：中心化驗室;石化工業(yè)

在石油化工企業(yè)，為了便于一體化集中管理，宜設(shè)一個中心化驗室，性質(zhì)相同或相似的化驗分析項目宜統(tǒng)籌考慮，避免重復(fù)設(shè)計，必要時，可設(shè)置裝置化驗室。中心化驗室的布置應(yīng)符合GB50160有關(guān)化驗室的布置要求，且應(yīng)遠(yuǎn)離振源、噪聲源、粉塵、電磁干擾及其他有害介質(zhì)源，布置在較高的地平面上。中心化驗室應(yīng)位于非爆炸危險區(qū)域且應(yīng)位于有害物散發(fā)的全年最小頻率風(fēng)向下風(fēng)側(cè)，最好南北布置。中心化驗室不應(yīng)與甲、乙A類建筑物布置在同一棟建筑物內(nèi)。中心化驗室的建筑設(shè)計方案由分析化驗專業(yè)根據(jù)石油化工廠的分析工作內(nèi)容、儀器設(shè)備配置、人員生活必需和輔助需要等因素而確定。中心化驗室的特殊排放物，如廢液及廢棄的油樣，應(yīng)集中收集進(jìn)行處理。

1 中心化驗室的組成及布置

1.1 房間布置原則

隨著分析儀器自動化程度的提高和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在分析化驗中的廣泛應(yīng)用，化驗室定員大幅減少，一人將分管多臺設(shè)備，設(shè)大開間的分析房間，將同類型或類似分析項目放在一個大房間，便于操作和管理，提高分析效率。特殊分析項目是指有毒樣品分析、分析過程中使用或產(chǎn)生有毒或劇毒化學(xué)物質(zhì)的分析項目、熱值測定、菌類分析、對溫度濕度有嚴(yán)格要求、產(chǎn)生振動和噪音影響分析工作人員身心健康、使用貴重設(shè)備的分析項目。

大型塑料制樣設(shè)備包括擠出機(jī)、注射成型機(jī)、壓機(jī)、混煉機(jī)、平板硫化機(jī)等，這部分設(shè)備較重，有的需要基礎(chǔ)，有的操作時會產(chǎn)生震動，有的需要較高的操作空間。為避免對其它儀器設(shè)備的影響，同時便于統(tǒng)一提供所需公用工程條件，這些設(shè)備宜單獨(dú)布置在一層的制樣間內(nèi)。

1.2 房間的組成

中心化驗室由化驗分析房間及輔助房間組成，化驗分析房間的設(shè)置應(yīng)根據(jù)分析測試內(nèi)容、分析頻率及配置的儀器設(shè)備確定，通常宜設(shè)化學(xué)分析室、儀器分析室、色譜室、物性檢驗室、生物分析室、天平室、高溫室等，輔助房間宜設(shè)洗滌室、試劑庫、器材庫、樣品貯存間、配電室、鋼瓶間、交接班室、辦公室、更衣室、資料室、數(shù)據(jù)處理室等。

化驗室分析房間宜設(shè)大開間，根據(jù)房間內(nèi)設(shè)備布局的綜合考慮，中心化驗室的柱網(wǎng)一般按照7.2mx6.6m排列，特殊分析項目宜設(shè)專用分析房間。氣相色譜分析室、儀器分析室、熱值測定室、試劑配制室、試劑庫、樣品貯存間及天平室應(yīng)避免陽光直射?；灧治龇块g內(nèi)應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置化驗臺、設(shè)備臺、洗滌盆及通風(fēng)柜。各房間內(nèi)的布置應(yīng)考慮統(tǒng)一性和靈活性。化驗分析房間的化驗臺、設(shè)備臺宜布置在房間的中央或兩側(cè)，通風(fēng)柜宜布置在房間的兩側(cè)。使用鋼瓶氣管道的設(shè)備臺應(yīng)離墻布置，留出的維修空間應(yīng)根據(jù)暖通專業(yè)風(fēng)管設(shè)置的要求確定。臺、柜的選型和布置應(yīng)滿足各種管道安裝、使用和檢修的要求?；炇覂?nèi)各種臺、柜之間的間距應(yīng)符合人體工程學(xué)的要求，并滿足操作要求。對分析精度要求較高的分析儀器，宜布置在不受磁場、振動、噪音等干擾的房間內(nèi)。大型精密儀器或有振動的儀器宜布置在建筑物的底層。大型塑料橡膠制樣設(shè)備宜單獨(dú)布置在底層的制樣間內(nèi)。辛烷值和十六烷值測定機(jī)宜布置在獨(dú)立的單層分析室內(nèi)，當(dāng)條件所限位于化驗樓內(nèi)時，應(yīng)獨(dú)立設(shè)置辛烷值和十六烷值測定機(jī)的基礎(chǔ)。

2 建筑設(shè)計

中心化驗室的建筑設(shè)計應(yīng)符合《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2018年版）GB50016-2014、《石油化工中心化驗室設(shè)計規(guī)范》SH/T3103-2009及《石油化工生產(chǎn)建筑設(shè)計規(guī)范》? SH/T3017-2013的規(guī)定，中心化驗室的火災(zāi)危險性分類一般為丙類，建筑物的耐火等級一般為二級，安全出口不宜少于兩個，一般大型的中心化驗室根據(jù)防火規(guī)范的要求及對稱美觀等綜合考慮可設(shè)置三個安全出口，正中間一個主要出口，兩側(cè)各有一個出口，安全出口應(yīng)有明顯標(biāo)志。中心化驗室建筑物不宜超過三層，層高由吊頂以上管線的預(yù)留高度和梁高及房間凈高等綜合確定，一般不低于4.2m，房間單面設(shè)置時，走廊寬度最小1.8m，房間雙面布置時，走廊寬度最小2.4m。如果室內(nèi)設(shè)有吊頂，房間凈高最小2.8m。塑料及橡膠制樣間的層高由設(shè)備所需的操作空間來確定。

根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2018年版）GB50016-2014第3.3.5條辦公室、休息室設(shè)置在丙類廠房內(nèi)時，應(yīng)與其他部位分隔，采用耐火極限不低于2.50h的防火隔墻和1.00h的樓板，且應(yīng)至少設(shè)置1個獨(dú)立的安全出口。如隔墻上需開設(shè)相互連通的門時，應(yīng)采用乙級防火門。根據(jù)此條要求，中心化驗室內(nèi)附設(shè)的供操作人員日常辦公、休息的綜合辦公室等輔助房間應(yīng)與分析化驗的房間分隔開，并在隔墻上設(shè)置乙級防火門，這是之前做中心化驗室常常被忽略的地方，需要引起重視。

根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2018年版）GB50016-2014第3.7.6條高層廠房和甲、乙、丙類多層廠房的疏散樓梯應(yīng)采用封閉樓梯間。因為中心化驗室火災(zāi)危險性分類為丙類，所以應(yīng)采用封閉樓梯間，通往封閉樓梯間的門應(yīng)采用乙級防火門，又根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第6.4.11.3條開向疏散樓梯間的門，當(dāng)其完全開啟時，不應(yīng)減少樓梯平臺的有效寬度，之前說過建筑物的層高因為考慮預(yù)留風(fēng)管等比較高，所以最后導(dǎo)致中心化驗室的封閉樓梯間會非常長，但其余房間的進(jìn)深一般不需要那么長，所以樓梯間處外墻面一般會突出，建筑物平面外輪廓線會形成凹字型。

在可能散發(fā)比空氣重的可燃?xì)怏w裝置內(nèi)的裝置化驗室，室內(nèi)地面至少應(yīng)比室外地坪高出600mm，保證建筑物室內(nèi)地面在防爆區(qū)域附加二區(qū)之上?；炇议T應(yīng)向外開啟并設(shè)觀察窗，天平室、熱值分析室和無菌室宜設(shè)前室，前室的兩個門一般錯位設(shè)置，這樣設(shè)計使室外對室內(nèi)的影響降到最低。布置大型分析設(shè)備的房間門的寬度應(yīng)方便最大設(shè)備的進(jìn)出。對溫度、濕度要求嚴(yán)格的塑料及橡膠物性測試室宜設(shè)前室，當(dāng)房間有窗時應(yīng)設(shè)為雙層窗;對溫度、濕度要求嚴(yán)格的化纖物性檢驗室不應(yīng)設(shè)窗戶，長絲物性檢驗室宜采用雙向開啟的門，墻面均應(yīng)做保溫處理。分析房間內(nèi)地面應(yīng)采用平整、光潔、不起塵、易于清潔的飾面材料，必要時采用防腐蝕、防水、防滑樓地面，但分析化驗時都在操作臺上進(jìn)行，加之試劑量都非常少，所以室內(nèi)發(fā)生大規(guī)模腐蝕的情況非常少，化驗室地面可采用耐酸環(huán)氧砂漿自流平面層，洗滌室應(yīng)采用防滑地面及瓷磚墻裙，走廊和樓梯間的地面可采用防滑地磚或磨光花崗巖面層。

鋼瓶間應(yīng)布置在主體建筑物外或貼臨建造，宜設(shè)在中心化驗室非主入口側(cè)，并應(yīng)采取遮陽、防雨、防火、防爆等構(gòu)造措施。當(dāng)鋼瓶間與建筑物貼臨建造時，隔墻應(yīng)采用防爆墻（包括鋼筋混凝土墻、磚配筋墻、無洞口的實體墻），宜選用鋼筋混凝土防爆墻。鋼瓶間應(yīng)通風(fēng)良好，并具有足夠的泄爆面積，室內(nèi)地面應(yīng)有防火花、防靜電措施?？扇?xì)怏w鋼瓶與助燃?xì)怏w鋼瓶應(yīng)隔開布置。

中心化驗室內(nèi)根據(jù)需要一般都設(shè)置配電室，配電室一般都設(shè)置在建筑物的一層，采用電纜溝進(jìn)線布置方式，配電柜都是干式配電柜，無含油設(shè)備，火災(zāi)危險性分類為丁類，配電室的窗戶需帶紗窗，門口處設(shè)置擋鼠板，這樣設(shè)置主要是為了防蟲及小動物進(jìn)入配電室。配電室的門根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第6.2.7條的相關(guān)要求應(yīng)采用甲級防火門。配電室內(nèi)的變配電設(shè)施產(chǎn)生的電磁場可能會對分析儀器尤其對精密分析儀器產(chǎn)生干擾，影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確度，其上一層應(yīng)盡量避免布置儀器分析室。配電室上層房間若設(shè)置給排水點(diǎn)，泄露時可能會沿樓板裂縫滴到變配電設(shè)施上面，造成短路、損壞或其它事故。

中心化驗室一般都設(shè)置機(jī)械排風(fēng)及機(jī)械補(bǔ)充新風(fēng)系統(tǒng)，機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)一般是在屋面設(shè)置排風(fēng)機(jī)，在室內(nèi)設(shè)置排風(fēng)管道，在吊頂以上設(shè)置排風(fēng)管與室內(nèi)設(shè)備相連。機(jī)械補(bǔ)充新風(fēng)系統(tǒng)一般是在室內(nèi)設(shè)置新風(fēng)機(jī)房及新風(fēng)機(jī)組，在新風(fēng)機(jī)房的外墻上設(shè)置進(jìn)風(fēng)百葉窗，通過吊頂以上的通風(fēng)管道把新風(fēng)引入各分析化驗室內(nèi)。新風(fēng)機(jī)房的門根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第6.2.7條的相關(guān)要求應(yīng)采用甲級防火門。

近些年來，整個社會對建筑節(jié)能（包括工業(yè)建筑節(jié)能在內(nèi)）越來越重視，根據(jù)工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB51245-2017的相關(guān)要求，中心化驗室需要采取必要的保溫節(jié)能措施，一般來說，建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)部件（如屋面、墻體、保溫隔熱材料、門窗、遮陽設(shè)施等）的設(shè)計對建筑的節(jié)能設(shè)計有根本的影響。通過改善建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，可以減少夏季室外熱量傳入室內(nèi)，減少冬季室內(nèi)熱量的流失，使建筑室內(nèi)的熱環(huán)境得以改善，進(jìn)而減少建筑冷、熱能耗消耗。中心化驗室的節(jié)能設(shè)計也主要是使建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)（屋面、外墻、門窗、地面等部位）的傳熱系數(shù)滿足建筑物所在氣候分區(qū)的限值要求，屋面、地面的保溫材料一般選用擠塑聚苯板（密度大于30kg/m³），墻面保溫材料一般選用巖棉保溫板（燃燒性能等級為A級），外門和外窗根據(jù)保溫節(jié)能及美觀要求，一般選用斷橋鋁合金型材及中空玻璃。

3 結(jié)語

中心化驗室作為石油化工生產(chǎn)建筑的重要組成部分，起著舉足輕重的作用。平時在設(shè)計中心化驗室時，要根據(jù)現(xiàn)代工藝流程的特點(diǎn)，做到方方面面都考慮周全，滿足業(yè)主的要求，追求工業(yè)建筑與廠區(qū)周圍環(huán)境的整體協(xié)調(diào)，進(jìn)行不懈的努力和探索，創(chuàng)造屬于我們這個時代的工業(yè)建筑新形象。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) GB51245-2017