Chương 1. NHỮNG YÊU CẦU KHI BỐ TRÍ XÂY DỰNG PHÒNG THÍ NGHIỆM 1. YÊU CẦU VỀ ĐỊA ĐIỂM Phòng thí nghiệm, nếu khả năng cho phép, phải rộng rãi, sáng và thoáng khí. Không nên đặt phòng thí nghiệm ở những nơi nhà cửa dễ bị rung động vì điều đó cản trở công việc và thường không thể sử dụng được cân phân tích, kính hiển vi và các dụng cụ quang học khác.
Không nên đặt phòng thí nghiệm ở gần ống khói, ống nồi hơi và nói chung ở những nơi mà không khí có thể bị ô nhiễm do bụi, mồ hóng hoặc do các khí có hoạt tính hóa học. Các khí này có thể phá hủy những dụng cụ chính xác, làm hỏng dung dịch chuẩn độ,… gây khó khăn cho việc phân tích. Việc chiếu sáng gian phòng là rất quan trọng. Phòng thí nghiệm phải có cửa sổ lớn, ban ngày phải đầy đủ ánh sáng và vào lúc chiều tối, ngoài các ngọn đèn trần, ở trên mỗi chỗ làm việc cần có thêm nguồn sáng.
Trong các phòng thí nghiệm phân tích nên sử dụng những đèn ống. Điều này đặc biệt cần thiết cho những phòng thí nghiệm làm việc vào buổi tối hoặc suốt ngày đêm. Bàn làm việc phải đặt như thế nào để ánh sáng chiếu vào từ phía bên, thường là từ phía trái hoặc từ phía trước người làm việc. Hoàn toàn không được để ánh sáng chiếu vào lưng người làm việc, hoặc chỗ làm việc bị tối do tủ, bàn, v.v… chắn ở phía trước.
Thích hợp hơn cả là chỗ làm việc được chiếu sáng từ phía trước bằng đèn ống. Điều đó giúp cho người làm việc không bị mỏi mắt và việc kê bàn ghế trong phòng dễ hợp lý hơn. Phòng thí nghiệm trung tâm của xí nghiệp, nơi tiến hành những công việc nghiên cứu và phân tích quan trọng, thường được bố trí ở một ngôi nhà riêng, cách biệt với những ngôi nhà khác. Không nên tập trung quá đông người làm việc trong phòng thí nghiệm.
Diện tích trung bình cho mỗi người khoảng 14m2 và chiều dài bàn làm việc cho mỗi người không ít hơn 1,5m. Ở những phòng thí nghiệm phân tích cần tiến hành phân tích hàng loạt thì chiều dài của bàn cho một chỗ làm việc có thể đến 3m. YÊU CẦU VỀ TRANG THIẾT BỊ PHÕNG THÍ NGHIỆM Trang thiết bị chủ yếu của phòng thí nghiệm là bàn làm việc, trên đó tiến hành mọi công việc thực nghiệm. -3- Mỗi phòng thí nghiệm phải được thông gió tốt.
Nhất thiết phải có tủ hút khí để tiến hành những thí nghiệm với chất độc hoặc chất có mùi khó chịu, và để đốt cháy các chất hữu cơ trong chén. Ở những tủ hút khí không làm những thí nghiệm có liên quan đến việc đun nóng, người ta thường cất trữ những chất dễ bay hơi, chất có hại hoặc có mùi khó chịu (như brom lỏng, acid clohydric, acid nitri đậm đặc, v.v…), và những chất dễ cháy (như carbon sulfur, ête, benzen, v. Phòng thí nghiệm phải có hệ thống ống dẫn nước, cống thoát nước, đường dây điện kỹ thuật, hệ thống ống dẫn khí và các dụng cụ đun nước. Cũng nên có hệ thống dẫn không khí nén, hệ thống chân không, hệ thống dẫn nước nóng và hơi.
Phòng thí nghiệm phải có thiết bị cất nước (hoặc thiết bị để khử muối khoáng trong nước), vì thiếu nước cất hoặc thiếu nước đã khử muối khoáng thì không thể làm việc được. Ở gần bàn làm việc và bồn nước nhất thiết phải có những bình sành dung tích 10 – 15 lít để đựng các dung dịch, các thuốc thử không cần thiết và sọt rác để đựng thủy tinh vỡ, giấy và rác khô. Ngoài bàn làm việc ra, phòng thí nghiệm còn phải có bàn viết, trên đó để vở ghi chép và khi cần thì dùng làm bàn chuẩn độ. Cạnh bàn làm việc phải có ghế đẩu cao hoặc ghế tựa.
Cân phân tích và các dụng cụ cần đặt cố định (dụng cụ đo điện, dụng cụ quang v.v…) phải để ở phòng riêng gần phòng thí nghiệm và đối với cân phân tích cần tách riêng thành một phòng cân. Các cửa sổ của phòng cân cần hướng về phía Bắc. Điều này rất quan trọng vì không được để ánh sáng mặt trời chiếu lên cân. Trong phòng thí nghiệm cũng cần phải có những sách tra cứu tối thiểu, hoặc những sách giáo khoa vì thường trong khi làm việc cần tra cứu vấn đề này hay vấn đề khác.
Bàn làm việc Trong phòng thí nghiệm mọi công việc đều tiến hành ở trên bàn làm việc. Bàn làm việc phải hoàn toàn sạch sẽ, không được để ngổn ngang những dụng cụ thừa, không cần thiết. Tùy theo công việc của mỗi phòng thí nghiệm mà xác định cần bao nhiêu đơn vị bàn. Khi công việc gần như không thay đổi thì dùng bàn cố định.
Nếu công việc của phòng hay thay đổi thì dùng bàn có thể di chuyển được. Có thể ghép các bàn thành tường ngăn buồng. Có nhiều loại vật liệu phủ mặt bàn, nhưng mặt gỗ cứng và gạch men kính là phổ biến nhất. Chỉ có điều gỗ thì dễ bị xước mặt và giá đắt, nên người ta chế tạo -4- những tấm gỗ ép phủ nhựa có độ bám dính cao.
Những mặt bàn đó dễ lau chùi và không bị hóa chất ăn mòn. Nếu bàn làm việc được phủ bằng vải sơn, thì không nên để acid và kiềm rơi vào vì các chất này sẽ phá hủy nó. Phía dưới những bình đựng các chất ăn da (các acid đặc và nhất là các kiềm) phải đặt những tấm kính hoặc những chiếc đĩa đặc biệt. Nếu bàn thí nghiệm không phủ bằng vải sơn thì phải phủ mặt gỗ của bàn bằng những chất đặc biệt, giữ cho gỗ khỏi hỏng.
Ở các nước nhiệt đới, người ta thường xây các bàn xi măng và phủ gạch men kính. Những bàn kiểu này có nhược điểm không di chuyển được và phải làm vệ sinh thường xuyên. Loại bàn này có nhược điểm là dụng cụ thủy tinh dễ bị vỡ khi rơi trên chúng và cũng rất nguy hiểm nếu đặt dụng cụ thủy tinh vừa đun nóng lên các bàn này. Những tấm lát trơ và tốt cho bàn thí nghiệm là những tấm bằng chất dẻo và bằng vinyl amian.
Những tấm bằng teflon rất bền đối với tác dụng của acid và kiềm, nhưng nó có thể bị trương khi tác dụng với một số dung môi hữu cơ. Chúng chỉ chịu được đến nhiệt độ khoảng 200oC. Một số kết cấu của bàn thí nghiệm thường được sử dụng: Hình 1. Bàn làm việc trong phòng thí nghiệm Đối với bàn thí nghiệm, cần tuân thủ các nguyên tắc sau đây: - Không nên bày ngổn ngang trên bàn.
- Cần giữ bàn sạch sẽ. - Trong tủ và ngăn kéo của bàn phải luôn luôn trật tự. - Khi xong việc, trước khi rời phòng thí nghiệm cần thu dọn gọn gàng bàn thí nghiệm. Hệ thống điện Các phòng thí nghiệm ngày càng sử dụng nhiều các thiết bị điện và điện tử, trong nhiều phòng không có đủ ổ cắm điện, đôi khi người ta phải dùng ổ cắm phụ -5- nhiều nhánh.
Tất cả ổ cắm nên lấy từ nguồn qua hệ thống cáp với phụ tải tối đa là 1Kw/1m dài, ví dụ chiều dài bàn thí nghiệm là 14m cần khoảng 14Kw. Riêng các thiết bị như nồi hấp thanh trùng, lò điện,… đều cần những đường điện cung cấp riêng với điện áp thích hợp. Các ổ cắm gắn tại bàn thí nghiệm thường là ổ cắm chìm, lắp vào phía hông bàn hay phân phối dọc theo phía sau bàn, nhưng không được để dây lòng thòng ra ngoài. Đường điện chính cung cấp cho các phòng thí nghiệm, mỗi phòng cần có một cầu dao hay thiết bị tự động để có thể cắt nguồn khi có sự cố nhưng không làm cắt nguồn cung cấp điện cho các phòng và khu vực khác.
Một số thiết bị như các động cơ lớn, các lò nung công suất cao, máy chùi rửa dụng cụ thủy tinh, máy trộn phải có nguồn điện 3 pha, mỗi tầng phải lắp một đường dây 3 pha với công suất phù hợp. Các ổ cắm có điện thế khác nhau cần ghi rõ điện thế để tránh cắm nhầm, làm hỏng thiết bị. Nguồn cung cấp điện dự phòng: Phải dừng các thiết bị thí nghiệm khi nguồn cung cấp chính bị sự cố. Riêng đối với một số thiết bị đòi hỏi phải làm việc liên tục như tủ cấy vi khuẩn, các thí nghiệm đang dở dang,… phải được chuyển ngay sang nguồn điện dự phòng bằng thiết bị tự động hay bằng tay.
Chi phí chạy máy phát điện riêng rất cao, tăng theo công suất, vì vậy không nên trang bị máy phát thay nguồn điện chính khi bị mất điện cho cả khu vực, mà chỉ nên trang bị máy phát vừa đủ cung cấp điện cho các thiết bị nào bắt buộc phải chạy liên tục. Tủ lạnh, máy làm đá vẫn giữ được lạnh sau khi mất điện hằng giờ nên không cần phải nối với nguồn dự phòng nếu mất điện không lâu lắm. Hệ thống nước a. Hệ thống cấp nước: Tất cả các phòng thí nghiệm đều phải được cung cấp đủ nước lạnh, nói chung cứ 3m dọc bàn thí nghiệm phải có một vòi nước.
Phòng thí nghiệm để cho sinh viên, học sinh thực tập thì phải có số vòi nước gấp đôi bình thường. Vì nước thường được cung cấp từ bể nước trên tầng mái nhà, áp suất nước thay đổi theo chiều cao đặt vòi, vì vậy ở những chỗ nước quá yếu, người ta dùng bơm đẩy để bảo đảm áp suất khoảng 0,3Mpa mới đủ cho các vòi phun hoạt động. Những vòi nước áp suất cao phải sơn màu riêng để dễ nhận biết khi sử dụng. Có nhiều loại vòi nước, tùy theo yêu cầu làm việc mà lựa chọn cho thích hợp.
Nhưng ít ra mỗi phòng thí nghiệm cũng phải có một đường ống to hơn đường ống của các vòi phân phối nhỏ để khi khẩn cấp phải dùng, ví dụ khi bị đổ acid. -6- Ngoài ra cũng có thể sử dụng các loại ống chất dẻo cung cấp nước vào các dàn ngưng hay các thiết bị tương tự. Đối với một số phòng thí nghiệm phải dùng nước nóng, nên dùng vòi kép để pha nước nóng và nước lạnh. Nếu vòi nước nóng của hệ thống cung cấp chung không đủ, có thể lắp thêm một thiết bị nhỏ đun nóng bằng điện.
Hệ thống thoát nước Hiện nay người ta thiết kế mỗi phòng thí nghiệm có những bể nhỏ hay chậu nước thải gắn ngay dưới vòi nước. Chúng có chức năng tiêu thoát nước thải nhanh chóng, không để ứ đọng nước tràn ra ngoài. Các bể nước có thể làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau, thông thường là sứ tráng men, vừa đẹp vừa dễ làm vệ sinh. Cũng có thể sử dụng thép không rỉ làm các chậu đặt ngay dưới vòi nước.