實驗室設(shè)計是行業(yè)中常用的專項設(shè)計,包括了化學(xué)、生物、動物、物理實驗室等各個類別??照{(diào)通風系統(tǒng)的設(shè)計包含了空氣處理、制冷加熱和除濕、氣流組織、控制、安全等部分,它們是一個整體而不是獨立系統(tǒng)。對實驗室的功能了解是通風系統(tǒng)選擇和設(shè)計的決定因數(shù),提供一個安全的環(huán)境給工作人員是首要目標,在實驗室的系統(tǒng)設(shè)計中,設(shè)計者要*研究所有的因數(shù),找到zui合適的設(shè)計。化學(xué)實驗室由濕法化學(xué)間,加熱間,恒溫恒濕間,通用試驗間、注塑間和辦公間組成。除恒溫恒濕間的環(huán)境,其他房間只需要溫度控制,并且都沒有潔凈要求。
實驗室空調(diào)和通風設(shè)計參數(shù)包括以下:
1)室內(nèi)外溫度濕度要求;
2)空氣質(zhì)量;
3)設(shè)備和工藝熱負荷,包括顯熱和潛熱;
4)內(nèi)部負荷的預(yù)期增加;
5)zui小換氣次數(shù);
6)進風和補風;
7)排風設(shè)備類型;
8)控制和報警;
9)通風柜的尺寸和數(shù)量的調(diào)整可能;
10)房間壓差;
11)設(shè)備和電源的備用。
1.換氣次數(shù)的選擇
《化工采暖通風和空調(diào)調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定化驗室房間的zui小換氣量一般在6 次/h~8 次/h。 ASHRAE 規(guī)定驗室內(nèi)的整體換氣次數(shù)應(yīng)由下列風量之決定:從局部排風設(shè)備或其他房間排風所排出的總風量;帶走房間熱負荷所需的制冷風量;zui小換氣次數(shù)需求。在使用情況下,實驗室的zui小換氣次數(shù)應(yīng)維持6 次/h~10 次/h。
在通常情況下>10 次/時房間換氣次數(shù)被認為是合適的。但是當實驗室內(nèi)有可能產(chǎn)生高熱負荷的分析設(shè)備,或房間內(nèi)有較大量的局部排風時,則可能需要相應(yīng)增大換氣量。濕法化學(xué)室有通風柜,加熱間有大量的加熱爐。通風柜的計算方法則參照《化工采暖通風和空調(diào)調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》中對輕、中度危害或有危險的有害物質(zhì),在室內(nèi)頂棚有補風的情況下,通風柜的操作口zui小吸風面速度0.5m/s。對于通風柜的使用率,當通風柜的數(shù)量大于2個時,則應(yīng)該取60%~70%同時使用率。加熱爐則是以維持爐內(nèi)加熱溫度的熱平衡法則計算所需的排風量。通過以上可以計算出總的安全通風量,此外負荷計算的空調(diào)風量,還有zui小換氣次數(shù)10次進行比較,三者取zui大值。
2.房間壓差
化工采暖通風和空調(diào)調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定化驗室應(yīng)保持相對負壓。ASHRAE 規(guī)定所有從化實驗室內(nèi)排出的氣體均需直接排出室外,而不能循環(huán)利用。因此,除非化學(xué)實驗室也有潔凈要求否則均需保持其相對于相鄰區(qū)域為負壓。
這個規(guī)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、濕度控制范圍,應(yīng)該設(shè)計成正壓。因為如果設(shè)計成負壓,則相鄰區(qū)域的空氣去進入,一方面可能破壞溫、濕度的控制精;另一方面如果污染的空氣進入,也可能造成安全問題。而對于濕法化學(xué)間和加熱間,為防止有毒、腐蝕、高溫的氣體或揮發(fā)物散發(fā)到房間,甚至散發(fā)到其他的區(qū)域,設(shè)計成負壓是必須的。實驗室建筑的辦公區(qū)域,應(yīng)相對于走廊和實驗室始終維持正壓。實驗室內(nèi)氣流應(yīng)從低危險區(qū)域流向高危險區(qū)域,zui終通過各類通風柜或加熱設(shè)備排到室外。
實驗室的通風設(shè)計首要解決的問題是安全性問題,還要考慮到為實驗人員創(chuàng)造一個舒適的工作環(huán)境,解決溫度、氣流、噪音的問題,同時要保證zui低的能源消耗,系統(tǒng)穩(wěn)定,容易控制,易于操作管理。簡而言之就是要從安全、舒適、節(jié)能、可靠運行方面進行設(shè)計。通過對此類型化學(xué)實驗室涉及的換氣次數(shù)、送排風形式、房間壓差、控制系統(tǒng)標準。
建議:
1)換氣次數(shù)至少應(yīng)該以下三項指標值中取zui大值:實驗室工作區(qū)的設(shè)備的排風量,制冷負荷量對應(yīng)的風量,zui小換氣次數(shù)為10 次/h 風量;
2)根據(jù)實際工作環(huán)境確定是否100%新風量;
3)通常情況下,走廊、辦公區(qū)、實驗區(qū)為氣流的流動方向,上游相鄰區(qū)為正壓;
4)定風量仍然是經(jīng)濟實用的控制系統(tǒng),能夠滿足部分實驗室要求,做好將來擴容的措施。
來源:現(xiàn)代實驗室裝備網(wǎng)
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