
實驗室設計是行業中常用的專項設計,包括了化學、生物、動物、物理實(shí)驗室等各個類別。空調通風係統的設計包含了空氣(qì)處理、製冷加熱(rè)和(hé)除濕、氣流組織、控製(zhì)、安全等部分,它們(men)是一個整體而不是獨立係統。化學實驗室由濕法化學間,加熱間,恒溫恒濕間,通用試(shì)驗間、注塑間和辦公間組成。除恒(héng)溫恒濕(shī)間的環境(jìng),其他房間隻需(xū)要溫度控製,並且都沒有潔淨要求。
ASHRAE規定實驗室(shì)空調和通風設計參數包括以下(xià):
1、室內外溫度濕度要求
2、空氣質量
3、設備和工藝熱負荷(hé),包括顯熱(rè)和潛熱
4、內部負荷的預期增加
5、最小換氣次數
6、進風和補風(fēng)
7、排風設備類型
8、控製和報警
9、通風櫃的尺寸和(hé)數(shù)量的調整可能
10、房間壓差
11、設備(bèi)和電源的備用。
一、換氣次數的選擇
《化(huà)工采暖通風和空調調節設計規範(fàn)》規定化驗室房(fáng)間的最小換氣量一般在6次/h~8次/h。ASHRAE規定驗室內(nèi)的整體換氣次數應由下列風量之決定:從局部排(pái)風設備或其他(tā)房間排風所排出的總風量;帶(dài)走房間熱負(fù)荷所需的製冷風量;最小換氣次數需求。在使用情況下,實(shí)驗室的最小換氣次數應維持6次/h~10次/h。在通常(cháng)情況下>10次/時房間換氣次數被認為是合適的。但是當實驗室內有可能產生高熱負荷的分(fèn)析設備,或房間內有較大量(liàng)的局部排風時(shí),則可能需要相應增大換氣量。濕法化學室有通風櫃,加熱間有大量的加熱爐。通風櫃的計算方法則(zé)參照《化工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(péng)有(yǒu)補風的情況下,通風櫃的操(cāo)作口最小吸風麵速(sù)度0.5m/s。對於(yú)通風櫃的使(shǐ)用率(lǜ),當通風櫃的數量大於2個時,則(zé)應該取60%~70%同時使用(yòng)率。加熱爐則是以維(wéi)持爐內加(jiā)熱溫度的熱平(píng)衡法則計算(suàn)所需的排風量。通過以上可以計算出總的安全通風量,此(cǐ)外負荷計算(suàn)的空調風量,還有最小換氣次數10次進(jìn)行比較,三(sān)者取(qǔ)最大(dà)值(zhí)。
二、送風與排風(fēng)形式
《化工采暖通風和空調調節設計規範》規定化驗室的排風量較大時,應設置室外新風補風係統,並計(jì)入新風負荷。《科學實驗室建築(zhù)設(shè)計規範》規(guī)定每個排風(fēng)裝置宜設獨(dú)立的排風係統。同一個實驗室內的所(suǒ)有排風裝置宜合用一個排(pái)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(xì)統,送風(fēng)量宜為排風量的70%,並應根據工藝要求(qiú)對送風進行空(kōng)氣淨化處理。對於采暖地(dì)區,冬季應對送風進行加熱。送風氣(qì)流不應破壞實(shí)驗室排風裝(zhuāng)置的正常工作。
ASHRAE規定所有從化學實驗室內排出的(de)氣體均需直接排(pái)出室外(wài),而不能循環利用。因此,除非化學實(shí)驗室也有潔淨要求,否則均需保持其相對於相鄰區域(yù)為負壓。而是否選擇(zé)全新風送風係統,應做(zuò)為實驗室危險評估(gū)的一個重要部分。實驗室各個單元間設置了獨立的排風係統,排風都安裝在屋頂(dǐng)上(shàng)。濕法化學間和加熱間由於產生有毒、腐蝕、高溫的氣體,必須(xū)采用全新風處理。其他(tā)如工作人員進行計算機分析的通用實驗間和進行材料測試的恒溫恒濕間,全新風送風係(xì)統並不是唯Y的選擇(zé)。因為實驗室不同的(de)工藝職能(néng),不(bú)一定要全新風通風或全新風空氣(qì)處理。能滿足工藝隻能(néng)是首要的,新風(fēng)是針對通風櫃的環(huán)境,而對於(yú)一般(bān)實驗室循環空(kōng)氣處理能達到要求的,就不必要*全新(xīn)風。何況在全新風的空調環境下,能耗非常高(gāo)。
三、房(fáng)間壓差
《化工采暖通風和空調調節設計規範》規定化驗室應保持相對負壓。ASHRAE規定所有從(cóng)化(huà)學實驗室內排出的氣體均需直接排出室外,而不能循環利用。因(yīn)此,除非化學實驗室也有潔淨要(yào)求否則均需保(bǎo)持其相對於相鄰區(qū)域為負壓。這個規定其實要根據具體的實施對象。本項目中恒溫恒濕間需要嚴格的溫度、濕度控製範圍,應該(gāi)設(shè)計成正壓。因為(wéi)如果設計成負壓,則相鄰區域的空氣去進入,一方麵可能破(pò)壞溫(wēn)、濕(shī)度的控製精;另一方麵如(rú)果汙染(rǎn)的空氣(qì)進入,也可能造成安全問題。而對於濕法(fǎ)化學間和加熱(rè)間,為防止有(yǒu)毒、腐蝕、高溫的氣體或揮(huī)發(fā)物散發到房間(jiān),甚至散發(fā)到其他(tā)的區域,設計成負壓是必須的。實驗室建築的辦公(gōng)區域(yù),應相對於走廊(láng)和(hé)實驗室始終維持正(zhèng)壓。實驗室內氣流應從低危險區域流向高危(wēi)險區域,最(zuì)終通過各類通風(fēng)櫃或加熱設備排到室外。
四、控製係統(tǒng)
控製應該把以上(shàng)幾項綜合(hé)起來,可以滿足整(zhěng)個實驗室的房間壓力、各房間(jiān)壓差、通風量、溫濕度(dù)和各方麵(miàn)的安全控製(zhì)要求,同時降低能耗。實驗室內往往存在許多不利於人體(tǐ)健康的化學物質汙染源,特別是有害氣體,將其排除非常重要。但與此同時,能源往往會被大(dà)量(liàng)的消耗,因而實驗室的通風控製係(xì)統的要求從早期定風量,雙穩態(tài),變風量係(xì)統,到最(zuì)新(xīn)的適應性控製係統。所謂最為安全、舒適的環境(jìng),並要求(qiú)Z節能的方式是不能太過於奢望。係統響(xiǎng)應迅速確(què)保人身安(ān)全,以最高的精確性正確控製送排風的平衡和室內(nèi)壓力,提供最大的穩定性。盡量降低用戶前期投入(rù),同時減少用戶在運行、能源消耗及維護等方麵的費用(yòng)。ASHRAE規定實驗室控製一方麵調整(zhěng)設備(bèi)的溫度和濕(shī)度控製;另一方麵(miàn)監(jiān)控安全設(shè)施保護(hù)工作人(rén)員,用哪個係統,隻要(yào)對當(dāng)前實(shí)驗室是合適的。化學實驗室的通風采用定風量還(hái)是變風量控製係統,這取(qǔ)決(jué)於設計者、使用者和設施管理者對其所(suǒ)要求的功能初次(cì)投資和運行費用等問題的綜(zōng)合考慮(lǜ)。定風量(CAV)係統(tǒng)被設計用來為所有的通風櫃和加熱爐提供總的排風流量,不管這些通風櫃(guì)和加熱爐是否(fǒu)被占用,總的流量(liàng)都保持一定。這一方法(fǎ)采用機械限位擋塊限製調節閥門開度,可(kě)能最大減小40%流量。變風量係統(VAV),則(zé)是係統容量的減小超過10%或20%的參差性設計。
實驗室的通風設計首要解決的問題是安全性問題,還要考慮到為實(shí)驗人員創造一個(gè)舒適的工作環境,解決溫度、氣(qì)流、噪音的問(wèn)題(tí),同時要保證Z低的能源消耗(hào),係統穩定,容易控(kòng)製,易於(yú)操(cāo)作管理。簡而言之就(jiù)是要從安全、舒(shū)適、節(jiē)能、可靠運(yùn)行方(fāng)麵進行設(shè)計(jì)。通過對此類型化學實(shí)驗室涉及的換氣次數、送(sòng)排風(fēng)形式、房(fáng)間壓差、控製係統標準。