
實驗(yàn)室設計是行業中常用的專項設計,包括了(le)化學(xué)、生物、動物、物理實驗室等各個類別。空調通風(fēng)係(xì)統的(de)設計包含了空(kōng)氣(qì)處理(lǐ)、製冷加熱(rè)和除濕、氣流組織、控製、安全等部分,它們是一(yī)個整體而不是獨(dú)立(lì)係統。化學實驗室由濕法化學間,加熱間,恒溫恒濕間,通(tōng)用試驗(yàn)間、注塑間和辦公(gōng)間組成。除恒溫恒(héng)濕間的環境,其他房(fáng)間隻需要溫度控製,並且(qiě)都沒有潔淨要求。
ASHRAE規定實驗室空調和通風設計參數包(bāo)括以下:
1、室內外溫度濕度要求
2、空氣質量
3、設(shè)備和工藝熱(rè)負荷,包括顯熱(rè)和潛(qián)熱
4、內部負荷的預期增加
5、最小換氣次數
6、進風和補風
7、排風設備類(lèi)型
8、控(kòng)製和報警
9、通(tōng)風櫃的尺寸(cùn)和數量的(de)調整可能
10、房間壓差
11、設備和電源的(de)備用。
一、換氣次數的選擇
《化工采暖(nuǎn)通風和空(kōng)調調節設計規範》規定化驗室房間的(de)最小換氣量(liàng)一般在6次/h~8次/h。ASHRAE規定驗室內的整體換氣次數應由下列風量之決定:從局部排風設備或其(qí)他房間排(pái)風所排出的總(zǒng)風量;帶走房間熱負荷所(suǒ)需的製冷風量;最小換氣次數需求。在使用情況下,實驗室的最小換氣次數應維持6次/h~10次/h。在通(tōng)常情況下>10次/時房間換氣次數被認為是合(hé)適的。但是當實驗室內有可能產生高熱負(fù)荷的分析設備,或房間內有(yǒu)較大量的局部排風時,則可能需要(yào)相應增(zēng)大(dà)換氣量。濕(shī)法化學室有通風櫃,加熱間有大量的加熱爐。通風櫃的計算方法則參照《化工(gōng)采暖通風和空調調節設計規範》中對輕、中度危害或有危險的有害物質,在室內頂棚有補(bǔ)風的情況下(xià),通(tōng)風(fēng)櫃的操作口(kǒu)最小吸風麵速度0.5m/s。對(duì)於通風櫃的(de)使用率,當通風櫃的數量大於2個時,則應該(gāi)取60%~70%同時使用率。加熱爐(lú)則(zé)是以維持爐(lú)內加熱溫度的熱平衡法則(zé)計算所(suǒ)需的排風量。通過以上可以計算出總的安全通風量,此外負荷(hé)計(jì)算的空(kōng)調風量,還有最小換氣次數10次進(jìn)行比較,三者取最大值。
二(èr)、送風與排風形式
《化工采暖通風和空調調節設計規範》規定化驗室(shì)的排風量較大時,應設置室(shì)外新風補風係統,並計入新風負荷。《科學實驗(yàn)室建築設計(jì)規範》規定每個排風裝置宜設獨立(lì)的排風係統。同一個實驗室內的所有排風裝置宜合用一個排風係統。工作時間連續使用排風係統的(de)實驗室應設置送風係統,送(sòng)風量宜為排風量的70%,並應根據工藝要求對(duì)送風進行空氣淨化處理。對於采暖地(dì)區,冬季(jì)應對送風進(jìn)行加熱。送風氣流不應破壞實驗室排風裝置的正常工作。
ASHRAE規定所有從化學實驗室內(nèi)排出的氣體均需直接排出(chū)室(shì)外,而不能循環利用。因此,除非化學實驗室也有潔淨要求,否(fǒu)則均需保持其相對於相鄰區域為負壓。而是否選擇全新風送風係統,應做為實驗室危險評估的一個重要部分。實驗室各個單元間(jiān)設置了獨立的排風係統,排風都安裝(zhuāng)在屋頂上。濕法化學(xué)間和加熱間由於產(chǎn)生有毒、腐蝕、高溫的(de)氣體,必須采用全新風處理。其他如工作人員(yuán)進行計算機分析的通用(yòng)實驗間和進行材料測(cè)試的恒(héng)溫恒濕間,全新風送風係統並不是唯Y的選擇。因為實驗(yàn)室不同的工藝職(zhí)能,不一(yī)定要全新風(fēng)通(tōng)風或全新風空氣處理。能滿(mǎn)足工藝隻能是(shì)首要(yào)的,新(xīn)風是針對通風櫃的環境,而對於(yú)一般實驗(yàn)室循(xún)環(huán)空氣處理能達到要求的,就不必要*全新(xīn)風。何況在(zài)全新風的空調環境下,能耗非常高。
三、房間壓差(chà)
《化工采暖通風和空調調節設計(jì)規範》規定(dìng)化驗室應保持(chí)相對負壓。ASHRAE規定所有從化學實驗室內排出的氣體均需直接(jiē)排出室外,而不能循環利用。因此,除非化(huà)學實驗室也有潔淨要求否則均需保持其相對(duì)於相鄰區域為負壓。這個規定其實要根據(jù)具體的實施對象。本項目中恒溫恒濕間需要嚴格的溫度、濕度控製範圍,應該設(shè)計成正壓。因為如果設計(jì)成負壓,則相鄰區域(yù)的空氣去進入(rù),一方麵可能破壞溫、濕度的控(kòng)製精;另一方麵如果汙染的空氣進入,也可能造成安全問題。而對於濕法化學間和加熱間(jiān),為(wéi)防止有毒、腐蝕、高溫的氣體或揮發物散發(fā)到房(fáng)間,甚至散發到其(qí)他的區域(yù),設計成負壓(yā)是必須的。實驗室建築的辦公區域,應相對於走廊和實驗(yàn)室始終維持正壓(yā)。實驗室內(nèi)氣流應從低危險區域流向高危險區(qū)域,最終通過各(gè)類通風(fēng)櫃或加熱設備排到室外。
四、控製係統
控(kòng)製應該把以上幾項綜合起來,可以滿足整(zhěng)個實驗室的(de)房間壓力、各房間壓差、通風量、溫濕度和各方麵(miàn)的安全(quán)控製要求,同時降低能耗。實驗室(shì)內往往存(cún)在(zài)許多不利(lì)於人體健康的化學物質汙(wū)染源,特別是有害氣體,將其排(pái)除非常重要。但與此同時,能源往往會(huì)被大量的消耗,因而實驗室的通風控製係統的要求從(cóng)早期定風量(liàng),雙穩態,變風(fēng)量係統,到最新的適應性控製係統。所謂最(zuì)為安全、舒(shū)適的環境,並要求Z節能的方式是不能太過於奢望。係統響應(yīng)迅速確保人身安全,以(yǐ)最高的精確性正確控製送排風的平衡和室(shì)內壓力(lì),提供最大(dà)的穩定性。盡量降低用戶前期投入,同時減(jiǎn)少用戶(hù)在運行、能(néng)源消耗及維護等方麵的費用。ASHRAE規定實驗室控製一方麵調整設備的溫度和濕(shī)度控製;另一(yī)方(fāng)麵監控安全設施保護(hù)工作人(rén)員,用哪個係統,隻要對當前實驗室是合適的。化學實驗室的通風采用定風量還是變風量控(kòng)製係統,這取決(jué)於設計者、使用者和設施管理者對其所要求的功能初次投資和(hé)運行費用等問題的綜合考慮。定風量(CAV)係統被設計用來為所有的通(tōng)風櫃和加熱(rè)爐提供(gòng)總的排風流量,不管這些通風櫃和加熱爐是否被占用,總的流量都保持一定。這一方法(fǎ)采用機械限位擋塊限製調節閥門(mén)開度,可能最大減小40%流(liú)量。變(biàn)風量係統(VAV),則是係統容量的減小超過10%或20%的參差性(xìng)設計。
實驗室的通(tōng)風設計首要解決的問題(tí)是安全性問(wèn)題,還要考慮到為實驗人員創造一個舒適的工作(zuò)環境,解決溫(wēn)度、氣(qì)流、噪音的(de)問題,同時要保證Z低的能源消耗,係統穩定,容易控製,易於操作管理。簡而言之就是要從安全、舒適、節能、可靠運行方麵進行設計。通過對此類型化(huà)學實驗室涉(shè)及的換(huàn)氣次數、送排風形式、房間壓(yā)差、控(kòng)製係統(tǒng)標準。