浅论石油化工中心化验室建筑设计

高侨伟 朱海

摘 要：近年来，随着国家石化工业的迅猛发展，石化建筑也得到了很大发展，中心化验室便是其中之一。石油化工中心化验室是石油化工领域非常重要的建筑物，因此中心化验室的建筑设计也应该引起建筑设计人员足够重视，本文阐述了中心化验室的组成、布置及建筑设计的流程及细节问题。中心化验室是全厂性化验室，承担着石油化工厂各生产装置的原料及辅助原材料规格分析、生产装置中间产品质量控制分析和产品质量分析、公用工程的介质指标分析、对出厂产品的质量进行监督检查以及其他辅助任务。

关键词：中心化验室;石化工业

在石油化工企业，为了便于一体化集中管理，宜设一个中心化验室，性质相同或相似的化验分析项目宜统筹考虑，避免重复设计，必要时，可设置装置化验室。中心化验室的布置应符合GB50160有关化验室的布置要求，且应远离振源、噪声源、粉尘、电磁干扰及其他有害介质源，布置在较高的地平面上。中心化验室应位于非爆炸危险区域且应位于有害物散发的全年最小频率风向下风侧，最好南北布置。中心化验室不应与甲、乙A类建筑物布置在同一栋建筑物内。中心化验室的建筑设计方案由分析化验专业根据石油化工厂的分析工作内容、仪器设备配置、人员生活必需和辅助需要等因素而确定。中心化验室的特殊排放物，如废液及废弃的油样，应集中收集进行处理。

1 中心化验室的组成及布置

1.1 房间布置原则

随着分析仪器自动化程度的提高和网络技术在分析化验中的广泛应用，化验室定员大幅减少，一人将分管多台设备，设大开间的分析房间，将同类型或类似分析项目放在一个大房间，便于操作和管理，提高分析效率。特殊分析项目是指有毒样品分析、分析过程中使用或产生有毒或剧毒化学物质的分析项目、热值测定、菌类分析、对温度湿度有严格要求、产生振动和噪音影响分析工作人员身心健康、使用贵重设备的分析项目。

大型塑料制样设备包括挤出机、注射成型机、压机、混炼机、平板硫化机等，这部分设备较重，有的需要基础，有的操作时会产生震动，有的需要较高的操作空间。为避免对其它仪器设备的影响，同时便于统一提供所需公用工程条件，这些设备宜单独布置在一层的制样间内。

1.2 房间的组成

中心化验室由化验分析房间及辅助房间组成，化验分析房间的设置应根据分析测试内容、分析频率及配置的仪器设备确定，通常宜设化学分析室、仪器分析室、色谱室、物性检验室、生物分析室、天平室、高温室等，辅助房间宜设洗涤室、试剂库、器材库、样品贮存间、配电室、钢瓶间、交接班室、办公室、更衣室、资料室、数据处理室等。

化验室分析房间宜设大开间，根据房间内设备布局的综合考虑，中心化验室的柱网一般按照7.2mx6.6m排列，特殊分析项目宜设专用分析房间。气相色谱分析室、仪器分析室、热值测定室、试剂配制室、试剂库、样品贮存间及天平室应避免阳光直射。化验分析房间内应根据需要设置化验台、设备台、洗涤盆及通风柜。各房间内的布置应考虑统一性和灵活性。化验分析房间的化验台、设备台宜布置在房间的中央或两侧，通风柜宜布置在房间的两侧。使用钢瓶气管道的设备台应离墙布置，留出的维修空间应根据暖通专业风管设置的要求确定。台、柜的选型和布置应满足各种管道安装、使用和检修的要求。化验室内各种台、柜之间的间距应符合人体工程学的要求，并满足操作要求。对分析精度要求较高的分析仪器，宜布置在不受磁场、振动、噪音等干扰的房间内。大型精密仪器或有振动的仪器宜布置在建筑物的底层。大型塑料橡胶制样设备宜单独布置在底层的制样间内。辛烷值和十六烷值测定机宜布置在独立的单层分析室内，当条件所限位于化验楼内时，应独立设置辛烷值和十六烷值测定机的基础。

2 建筑设计

中心化验室的建筑设计应符合《建筑设计防火规范》（2018年版）GB50016-2014、《石油化工中心化验室设计规范》SH/T3103-2009及《石油化工生产建筑设计规范》  SH/T3017-2013的规定，中心化验室的火灾危险性分类一般为丙类，建筑物的耐火等级一般为二级，安全出口不宜少于两个，一般大型的中心化验室根据防火规范的要求及对称美观等综合考虑可设置三个安全出口，正中间一个主要出口，两侧各有一个出口，安全出口应有明显标志。中心化验室建筑物不宜超过三层，层高由吊顶以上管线的预留高度和梁高及房间净高等综合确定，一般不低于4.2m，房间单面设置时，走廊宽度最小1.8m，房间双面布置时，走廊宽度最小2.4m。如果室内设有吊顶，房间净高最小2.8m。塑料及橡胶制样间的层高由设备所需的操作空间来确定。

根据《建筑设计防火规范》（2018年版）GB50016-2014第3.3.5条办公室、休息室设置在丙类厂房内时，应与其他部位分隔，采用耐火极限不低于2.50h的防火隔墙和1.00h的楼板，且应至少设置1个独立的安全出口。如隔墙上需开设相互连通的门时，应采用乙级防火门。根据此条要求，中心化验室内附设的供操作人员日常办公、休息的综合办公室等辅助房间应与分析化验的房间分隔开，并在隔墙上设置乙级防火门，这是之前做中心化验室常常被忽略的地方，需要引起重视。

根据《建筑设计防火规范》（2018年版）GB50016-2014第3.7.6条高层厂房和甲、乙、丙类多层厂房的疏散楼梯应采用封闭楼梯间。因为中心化验室火灾危险性分类为丙类，所以应采用封闭楼梯间，通往封闭楼梯间的门应采用乙级防火门，又根据《建筑设计防火规范》第6.4.11.3条开向疏散楼梯间的门，当其完全开启时，不应减少楼梯平台的有效宽度，之前说过建筑物的层高因为考虑预留风管等比较高，所以最后导致中心化验室的封闭楼梯间会非常长，但其余房间的进深一般不需要那么長，所以楼梯间处外墙面一般会突出，建筑物平面外轮廓线会形成凹字型。

在可能散发比空气重的可燃气体装置内的装置化验室，室内地面至少应比室外地坪高出600mm，保证建筑物室内地面在防爆区域附加二区之上。化验室门应向外开启并设观察窗，天平室、热值分析室和无菌室宜设前室，前室的两个门一般错位设置，这样设计使室外对室内的影响降到最低。布置大型分析设备的房间门的宽度应方便最大设备的进出。对温度、湿度要求严格的塑料及橡胶物性测试室宜设前室，当房间有窗时应设为双层窗;对温度、湿度要求严格的化纤物性检验室不应设窗户，长丝物性检验室宜采用双向开启的门，墙面均应做保温处理。分析房间内地面应采用平整、光洁、不起尘、易于清洁的饰面材料，必要时采用防腐蚀、防水、防滑楼地面，但分析化验时都在操作台上进行，加之试剂量都非常少，所以室内发生大规模腐蚀的情况非常少，化验室地面可采用耐酸环氧砂浆自流平面层，洗涤室应采用防滑地面及瓷砖墙裙，走廊和楼梯间的地面可采用防滑地砖或磨光花岗岩面层。

钢瓶间应布置在主體建筑物外或贴临建造，宜设在中心化验室非主入口侧，并应采取遮阳、防雨、防火、防爆等构造措施。当钢瓶间与建筑物贴临建造时，隔墙应采用防爆墙（包括钢筋混凝土墙、砖配筋墙、无洞口的实体墙），宜选用钢筋混凝土防爆墙。钢瓶间应通风良好，并具有足够的泄爆面积，室内地面应有防火花、防静电措施。可燃气体钢瓶与助燃气体钢瓶应隔开布置。

中心化验室内根据需要一般都设置配电室，配电室一般都设置在建筑物的一层，采用电缆沟进线布置方式，配电柜都是干式配电柜，无含油设备，火灾危险性分类为丁类，配电室的窗户需带纱窗，门口处设置挡鼠板，这样设置主要是为了防虫及小动物进入配电室。配电室的门根据《建筑设计防火规范》第6.2.7条的相关要求应采用甲级防火门。配电室内的变配电设施产生的电磁场可能会对分析仪器尤其对精密分析仪器产生干扰，影响分析结果的准确度，其上一层应尽量避免布置仪器分析室。配电室上层房间若设置给排水点，泄露时可能会沿楼板裂缝滴到变配电设施上面，造成短路、损坏或其它事故。

中心化验室一般都设置机械排风及机械补充新风系统，机械排风系统一般是在屋面设置排风机，在室内设置排风管道，在吊顶以上设置排风管与室内设备相连。机械补充新风系统一般是在室内设置新风机房及新风机组，在新风机房的外墙上设置进风百叶窗，通过吊顶以上的通风管道把新风引入各分析化验室内。新风机房的门根据《建筑设计防火规范》第6.2.7条的相关要求应采用甲级防火门。

近些年来，整个社会对建筑节能（包括工业建筑节能在内）越来越重视，根据工业建筑节能设计统一标准GB51245-2017的相关要求，中心化验室需要采取必要的保温节能措施，一般来说，建筑物的围护结构部件（如屋面、墙体、保温隔热材料、门窗、遮阳设施等）的设计对建筑的节能设计有根本的影响。通过改善建筑物围护结构的热工性能，可以减少夏季室外热量传入室内，减少冬季室内热量的流失，使建筑室内的热环境得以改善，进而减少建筑冷、热能耗消耗。中心化验室的节能设计也主要是使建筑物的围护结构（屋面、外墙、门窗、地面等部位）的传热系数满足建筑物所在气候分区的限值要求，屋面、地面的保温材料一般选用挤塑聚苯板（密度大于30kg/m³），墙面保温材料一般选用岩棉保温板（燃烧性能等级为A级），外门和外窗根据保温节能及美观要求，一般选用断桥铝合金型材及中空玻璃。

3 结语

中心化验室作为石油化工生产建筑的重要组成部分，起着举足轻重的作用。平时在设计中心化验室时，要根据现代工艺流程的特点，做到方方面面都考虑周全，满足业主的要求，追求工业建筑与厂区周围环境的整体协调，进行不懈的努力和探索，创造属于我们这个时代的工业建筑新形象。

参考文献：

[1] 石油化工中心化验室设计规范 SH/T3103-2009

[2] 石油化工生产建筑设计规范 SH/T3017-2013

[3] 建筑设计防火规范（2018年版） GB50016-2014

[4] 工业建筑节能设计统一标准 GB51245-2017