水產學院國家級實驗教學示范中心化學試劑庫改造

謝 妙，李俊輝，龐歡瑛

（廣東海洋大學 水產學院 實驗教學中心，廣東 湛江 524088）

高校老舊試劑庫安全隱患較多，近年來發生數起化學試劑庫爆炸的案例，造成財產和生命損失。根據《危險化學品安全管理條例》中對危險化學品管理的規定以及廣東省教育廳《廣東省教育廳關于高等學校實驗室安全建設與管理規定（修訂）》中對實驗室安全建設管理的相關規定等文件的要求，我校水產學院實驗教學中心（以下簡稱“中心”）結合中心試劑庫的實際情況對試劑庫的建筑結構、電氣安全、消防安全進行改造，使實驗教學中心對化學試劑庫的管理符合相關法律法規和國家標準的要求，做到?；钒踩?、科學、規范管理。

1 中心化學試劑庫

中心化學試劑庫建造于20 世紀90 年代，坐西朝東，由2 間庫房組成，占地面積約41 m2，屬于小型化學試劑庫中轉站。試劑庫中存放大量試劑、種類繁多，還存有不少危險化學品，其中有冰醋酸、甲醛等一類揮發性、刺激性試劑和乙醇、甲醇等易燃試劑，并以甲醛、乙醇兩種試劑存量最大。此外，試劑庫年久失修，由于建筑結構不合理、電氣設計不完善，以及排氣防曬、防潮防靜電、監測報警系統等的缺失而存在安全隱患。

1.1 建筑結構不合理

化學試劑庫位于水產學院實驗教學樓的3 樓中心位置，與其他實驗室分隔開來，屬于普通的實驗室改造為小型的化學試劑庫中轉站。由于試劑庫屬于普通實驗室改造而成，墻體和窗戶沒有做防爆防潮處理，地面沒有進行防腐處理，試劑庫庫門也為普通的庫門，西面窗戶受夕照影響很大，不符合化學試劑存儲環境的規范要求。

1.2 化學試劑分類存儲不規范

化學試劑庫中化學試劑種類繁多，其中不乏易燃、有毒、腐蝕性的?；?。由于長期以來缺乏存放?；返膶I設備，除了易燃品配有專用化學試劑防爆柜外，許多化學藥品仍舊存放在簡易的鐵架臺上或者擱置在地面上，且分類不是很明確，不符合化學試劑存儲安全管理的標準。

1.3 電氣安全設備配置不完善

高?；瘜W試劑庫對電氣安全要求很高，尤其是在電氣設備的防爆、防靜電、防腐、安全技術防范上有著專業的要求。中心化學試劑庫在電氣安全上僅使用了防爆燈這類防爆照明器材和普通的監控攝像頭，但在防靜電、線纜防腐，溫濕度、VOC 和火災監控報警系統配置上還存在不足，需要進一步加強改造。

1.4 消防安全設備不全

中心試劑庫在消防安全設備上也存在不足，目前僅配備了普通的干粉滅火器，缺乏火災報警裝置和自動滅火裝置以及其他的專業消防器材，個人防護設備種類也不夠全，不符合高校試劑庫對消防安全的規定要求。因此實驗教學中心對化學試劑庫的建筑結構、電氣安全、消防安全三方面進行改造，以期符合相關法律、法規和國家標準的要求。

1.5 氣候影響較大

中心試劑庫地處亞熱帶地區，全年酷暑無冬，雷雨臺風天氣較多。受氣候影響，試劑庫內常年氣溫較高，濕度大，墻壁和窗臺發霉嚴重。雷雨臺風天氣來臨時，雨水可能經室內的排水管道倒灌和窗臺縫隙漏水進入室內，不利于化學試劑的存儲。

2 建筑結構的改造

高校試劑庫建筑和結構的設計應針對?；返奶攸c和科研教學的特殊性進行設計[1]，具備功能全面、安全可靠、經濟環保等優點。老舊試劑庫的建筑結構改造應從以下幾方面入手：

（1）區域劃分。將試劑庫按照功能區域進行重新劃分，根據試劑的性質、消防安全性合理分區存放，科學、合理、規范地管理貯存各種試劑。

（2）防火防爆改造。很多化學品屬于易燃易爆品，老舊試劑庫除了配備大量消防器材外，還應對門、窗、墻體進行防火防爆防水改造。

（3）地面防腐蝕改造。試劑庫中很多試劑如乙酸、甲酸屬于腐蝕性藥品，應對地面進行防腐處理。試劑庫建筑結構的改造參考的標準和規范有《建筑設計防火規范》[2]、《易燃易爆性商品儲藏養護技術條件》[3]。

圖1 試劑庫功能區域平面圖（單位：mm）

2.1 功能區域的重新規劃

中心試劑庫原有316 和317 兩間庫房，占地面積分別為17.9 m2和23 m2，主要用作普通實驗器材收發室和小型化學試劑中轉室?，F將316 庫房改為試劑中轉室，并將內部劃分為公共輔助區和試劑收領區，317庫房改為化學試劑中轉存儲室。由于317 庫房北墻處設有排水排污管道且無法移除，因此改造中將317 庫門封閉且在離北墻1 m 處重新封墻，消除排水排污系統帶來的漏水隱患，杜絕因漏水而引發的潮濕。316和317 庫房之間的墻體打通并在墻體中間安裝防盜防爆庫門，改造的試劑庫功能區域如圖1 所示。

2.1.1 試劑中轉室

庫房316 室改造為試劑中轉室，分為試劑收領區和公共輔助區。試劑收領區配置了PP（聚丙烯）工作臺、凈氣型稱量柜和器皿柜。PP 工作臺材質為耐腐蝕性強的聚丙烯材料，耐腐蝕性強，且具備漏液收集功能。PP 工作臺還配置了臺式單口洗眼器。通常來說，腐蝕性液體相對有毒粉塵、氣體對人體的危害程度更大，而洗眼器是有害液體濺到人眼后最快速、最有效的急救裝置[4-5]。凈氣型稱量柜配備了防爆VOC、溫濕度監測系統、換氣過濾系統，可避免操作者在實驗中吸入一些有毒有害的、可致病或毒性不明的化學物質，高效凈化通風柜及實驗室內的空氣，為實驗室人員提供安全防護。

在公共輔助區配置了PP 推車、應急器材柜、滅火器和沙桶。PP 推車也使用了耐腐蝕性強的聚丙烯材質，可高效、安全地將試劑轉運。應急器材柜可用于存放呼吸器、小體積PP 等應急器材。滅火器和沙桶可用于撲滅不同類型的火。

2.1.2 化學試劑存儲室

嚴格來說，所有的化學試劑都具有一定的危險性。根據各種危險化學試劑的性質可以分為5 類，即易燃易爆品、有毒有害品、強腐蝕品、強氧化劑和其他試劑[6]。對易發生接觸反應的試劑，如強酸類和強堿類、強氧化劑和還原劑、有機試劑和無機試劑，應采取物理空間隔離。中心試劑庫的化學試劑主要分為4 類：乙醇和甲醇類的易燃品、甲醛類的有毒有害品，乙酸和甲酸類的腐蝕品、氯化鈉和硫酸鎂等其他類無機試劑。因此在改造317 庫房時，將試劑存儲室分為4 個區域，配置了有易燃品存放柜的易燃品存儲區、有智能凈氣型易燃品毒害品存放柜的有毒有害品存儲區以及有PP 四開門藥品柜和其他無機試劑存儲區。PP 四開門藥品柜主體材料為耐腐蝕的聚丙烯，適用于普通腐蝕品以及其他無機試劑的存儲。易燃品存放柜和智能凈氣型易燃品毒害品存放柜的柜體均通過15 min耐火燃燒測試，后者還配備了通風過濾系統和電子鎖機械鎖雙鎖系統，適用于有毒有害品以及揮發性易燃品的存儲。

2.2 防火防爆的改造

此前中心試劑庫的門、窗均按照普通實驗室的要求設計，不符合試劑庫的安全要求。此外，中心試劑庫坐西朝東，西面窗戶易受夕照的影響，導致室內氣溫升高，不利于易燃品的存儲。因此對中心試劑庫的門、窗、墻體進行改造，使之符合安全要求。

2.2.1 防爆門的改造

根據《危險化學品倉庫建設及存儲安全規范》的規定[7]，甲、乙、丙類庫區的庫門應具有防火、防雷、防靜電、防腐、防盜等功能，由單一或復合材料制成[8]。中心試劑庫在庫門改造中使用了防火防盜門，該防火防盜門具有以下特點：屬于甲級防火門，具有一定耐火性和阻止火勢蔓延和煙氣擴散的作用，可在一定時間內阻止火勢的蔓延，確保人員疏散；配備符合GA/T73標準的B 級機械防盜鎖，且防破壞時間超過30 min。

2.2.2 窗戶防爆遮陽改造

中心試劑庫泄爆方式采用了側向泄爆，以側窗作為泄爆口，門不宜作為泄爆口。側窗應采用鋼化玻璃一類的安全玻璃，以防在爆炸時產生尖銳碎片傷人，普通玻璃不宜作為泄爆窗玻璃的材料[9]。此外為了消除夕照的影響，還應進行遮陽改造。在中心試劑庫改造中使用了鋁合金材質的遮陽材料，并在原來的玻璃上貼上防爆玻璃膜以達到遮陽防爆改造的要求。

2.2.3 墻體防爆防水改造

中心試劑庫墻體防爆改造使用了墻體防爆排氣扇，并鏟除發霉的墻面，涂上防水涂層做防水處理。防爆排氣扇使用304 不銹鋼材質，內設防火止回閥，當環境溫度超過70 ℃熔斷絲斷裂，補風口自動關閉切斷氣流，防止火災蔓延。排氣扇的過濾材料也采用了耐熱阻燃的特殊塑料材料。

2.3 地面防腐蝕改造

化學試劑庫地面面層應平整、耐磨、防潮、堅實、易于清掃，不產生火花。存儲具有腐蝕性的一類危險化學品的試劑庫的地面和踢腳應做防腐處理[9]。中心試劑庫地面改造使用了環氧樹脂地膠材料，該材料具有良好的防腐蝕性能。為了避免試劑庫中可能產生的空氣比重大的可燃性氣體接觸地面，試劑庫地面還做了不發光的處理。

3 電氣安全改造

化學試劑庫電氣設備與系統應具備供電、報警、探測、控制等功能[10]。中心化學試劑庫存有腐蝕品、易燃品，這要求試劑庫電氣設備應具備防爆、防雷、防火、防腐蝕的特點。由于中心試劑庫是非獨立試劑庫，避雷方案為所在建筑原有的避雷方案，因此不再贅述。中心試劑庫在改造中重點對防爆照明、防爆電器、防靜電、智能監控系統進行改造，以符合試劑庫對電氣安全的要求。中心化學試劑庫電氣安全改造的設計主要參考國家和行業標準，如《爆炸性氣體環境用電氣設備通用要求》[11]、《爆炸性氣體環境用電氣設備第2 部分：隔爆型“d”保護的設備》[12]、《爆炸性氣體環境用電氣設備第3 部分：增安型“e”》[13]、《可燃性粉塵環境用電氣設備第1 部分：通用要求》[14]。

3.1 防爆照明的改造

普通照明燈具工作時容易產生電火花和熾熱的表面，當試劑庫中可燃氣體達到一定濃度時有引發爆炸的危險[15]。此外，試劑庫中的乙酸、甲酸也容易產生腐蝕性氣體，因此試劑庫的照明燈具應兼具防爆、防腐的特點，還應具備應急照明功能，燈具蓄電池的工作時間應不少于0.5 h[16]。中心試劑庫防爆照明改造所用防爆燈具防護等級和防腐等級分別為IP65、WF2，應急照明時間為1.5 h。

3.2 防爆電器的改造

中心試劑庫存儲的化學試劑特性決定了試劑庫內電氣設備和配備的電路線應具備防爆的性能。防爆型電氣設備應具備防爆外殼，能承受由于電火花或高溫引爆內部爆炸性混合氣體而形成的爆炸壓力而不破損，根據結構特點又分為隔爆型、增安型、充油型等防爆電器設備[16]。防爆型電氣設備的安裝及施工標準有：《爆炸性氣體環境用電氣設備第15 部分：危險場所電氣安裝》[15]和《單元式空氣調節機》[18]。中心試劑庫在改造中使用了隔爆型的防爆空調、鋁合金高壓鑄造成型的防爆開關與防爆插座，并使用鍍鋅焊接鋼管布線。

3.3 防靜電的改造

靜電電壓較高，容易產生電火花引爆爆炸性混合氣體或引燃其他易燃性物品從而形成安全隱患，因此試劑庫需要做好防靜電措施。常用的消除靜電的措施是將容易產生靜電的設備通過接地引線與地下接地網連接，將產生的靜電導入大地。中心試劑庫采用了純銅靜電消除帶方法消除靜電，靜電消除帶沿內墻下沿以及試劑中轉庫地面中線布線，供儀器設備接入。

3.4 智能監控系統的改造

隨著科學技術的發展，許多配備先進的傳感器的智能監控設備也被用于安全技術防范系統的改造，以便能夠盡早發現化學試劑中的安全隱患，并可以通過遠程控制將風險降到最低。

中心試劑庫的智能監控系統的改造主要包括了溫濕度和VOC 監測系統、氣體探測報警系統、視頻安防監控系統的改造。

3.4.1 溫濕度和VOC 監測系統

化學試劑庫中藥品眾多，而多數試劑對存儲溫度、濕度有嚴格的要求。易揮發的有機化學試劑容易造成試劑庫空氣污染，危害工作人員的身體健康。因此對試劑庫內環境的溫濕度以及VOC（揮發性有機物）進行監測并與通風設備關聯，保證試劑庫存儲環境穩定。中心試劑庫改造使用了溫濕度、VOC 監測一體設備，對存儲環境溫濕度以及VOC 濃度及污染級別進行全方位的實時監測。當室內空氣污染超出限定范圍時可自動啟動排風系統，同時具備時間控制功能，可按時段自動啟動排風系統并具有遠程監控端口，可使用筆記本或手機客戶端隨時監控。此外，該系統還與七氟丙烷自動滅火裝置相關聯，當內部環境溫度升到68 ℃時將自動開啟滅火裝置。

3.4.2 氣體探測報警系統

化學試劑庫中不乏揮發性易燃易爆的試劑，當空氣中易燃易爆氣體達到一定濃度時容易發生危險，因此需要在試劑庫中安裝氣體探測報警裝置。在中心試劑庫改造中使用了氣體探測報警裝置，并根據試劑存儲的實際情況使用了乙醇氣體探頭。該系統含有多個探測點，只要有一個點監測到氣體泄漏，風扇會自動啟動排風，同時聯動室內、室外的防爆聲光報警器。

3.4.3 視頻安防監控系統

化學試劑庫應配備視頻監控系統，以便隨時查看試劑庫異常情況。中心試劑庫改造中使用了智能視頻監控系統并與學校監控中心連接，該系統配備了高清攝像頭并具備夜視功能。該系統配有了大容量的硬盤，可存儲一個月的監控視頻，并支持與手機遠程連接，隨時在線回放，有效地記錄了試劑庫出入人員的時間、地點等相關信息。

4 消防安全的改造

化學試劑庫中根據試劑種類特性、存儲規模存放足夠的消防器材和設備，合理安排各類消防器材的數量和位置，并定期進行巡查[17]。化學試劑庫的消防設施主要包括自動滅火系統、火災自動報警系統、消防栓系統等，還配備了滅火器、沙桶、滅火毯等消防滅火器材。

中心試劑庫消防安全改造主要包括了自動滅火系統的改造、探測報警系統的改造、消防器材的改造。自動滅火裝置使用了6 套七氟丙烷滅火裝置，每套滅火裝置由罐體、感溫玻璃噴頭、壓力表、吊環等部件組成，覆蓋總面積可達54 m2。當內部高溫時將啟動VOC、溫濕度報警系統，溫度升到68 ℃時將自動啟動七氟丙烷滅火系統，且對設備電氣、化學品不會產生二次危害。探測報警系統為電氣安全改造中所述的溫濕度、VOC 監測系統和氣體探測報警系統，此處不再贅述。此外，在試劑收領間還配備了適用于多種火災的二氧化碳滅火器、適用于于撲滅初起火或用于逃生的滅火毯、適用于撲滅油制品及易燃性化學品的沙桶等消防滅火器材，室外配備了消防栓系統。試劑庫的電路布局及七氟丙烷布局如圖2 所示。

圖2 試劑庫電路布局及七氟丙烷布局圖

5 結語

高校老舊化學試劑庫的改造過程復雜，耗時較長。通常老舊試劑庫改造過程包括功能區域重新劃分、建筑結構的防爆改造、電氣安全的改造、監控報警系統的改造、消防安全的改造等，以達到化學試劑庫建設的標準要求。更為主要的是老舊化學試劑庫的改造須嚴格參照國家和地方的相關標準，以便使改造后的試劑庫更加規范、安全。