實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)參考的相關(guān)規(guī)范
實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)參考的相關(guān)規(guī)范主要有：
（一）節(jié)能設(shè)計(jì)依據(jù)
1《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005
（二）專(zhuān)業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)依據(jù)
1《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50736-2012
2《生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范》GB50346- 2011
3《科學(xué)實(shí)驗(yàn)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ 91-93
4《化工采暖通風(fēng)和空調(diào)調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》HG/T20698-2009
實(shí)驗(yàn)室常用通風(fēng)設(shè)備
通風(fēng)柜多用于實(shí)驗(yàn)室中，是實(shí)驗(yàn)室中最常用的一種局部排風(fēng)設(shè)備，通風(fēng)柜種類(lèi)繁多，由于其結(jié)構(gòu)不同，使用的條件不同，其排風(fēng)效果也不相同。通風(fēng)柜的性能好環(huán)，主要取決于通過(guò)通風(fēng)柜空氣移動(dòng)的速度。
通風(fēng)柜按照使用情況分類(lèi)：可分為整體式下部開(kāi)放式、落地式、兩面式、三面玻璃式、桌上式、連體式以及根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)使用需要而設(shè)計(jì)的對(duì)放射性實(shí)驗(yàn)的、對(duì)合成實(shí)驗(yàn)的，對(duì)過(guò)氯酸實(shí)驗(yàn)的專(zhuān)用通風(fēng)柜。
通風(fēng)柜按進(jìn)風(fēng)方式分類(lèi)
1、排風(fēng)式通風(fēng)柜
通過(guò)室內(nèi)進(jìn)風(fēng)在柜內(nèi)循環(huán)后排出室外稱(chēng)為全排風(fēng)式，這是應(yīng)用非常廣泛的一種類(lèi)型。
2、補(bǔ)風(fēng)式通風(fēng)柜
當(dāng)通風(fēng)柜設(shè)置于采暖或?qū)貪穸扔锌刂埔蠓块g時(shí)，為節(jié)省采暖，空調(diào)能耗，采用從室外取補(bǔ)給風(fēng)在柜內(nèi)循環(huán)后排出室外的方式稱(chēng)為補(bǔ)風(fēng)式通風(fēng)柜。
3、變風(fēng)量式通風(fēng)柜
普通的定風(fēng)量系統(tǒng)需要人工調(diào)整固定葉片的風(fēng)閥，調(diào)節(jié)通風(fēng)柜的排風(fēng)量，當(dāng)調(diào)節(jié)閥門(mén)到某一角度時(shí)達(dá)到希望的面風(fēng)速。變風(fēng)量控制是通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)的傳感器改變風(fēng)量達(dá)到給定的面風(fēng)速，當(dāng)然標(biāo)準(zhǔn)式成本低、變風(fēng)量成本高，適用于要求精度高的場(chǎng)合。
通風(fēng)柜按排風(fēng)方式分類(lèi)：分為上部排風(fēng)式、下部排風(fēng)式和上下同時(shí)排風(fēng)式三類(lèi)。為保證工作區(qū)風(fēng)速均勻，對(duì)于冷過(guò)程的通風(fēng)柜應(yīng)采用下部排風(fēng)式，對(duì)于熱過(guò)程的通風(fēng)柜采用上部排風(fēng)式，對(duì)于發(fā)熱量不穩(wěn)定的過(guò)程，可在上下均設(shè)排風(fēng)口隨柜內(nèi)發(fā)熱量的變化調(diào)節(jié)上下排風(fēng)量的比例，從而得到均勻的風(fēng)速。
通風(fēng)柜最主要功能是排氣功能，很多的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，操作時(shí)產(chǎn)生各種有害氣體、臭氣、濕氣以及易燃、易爆、腐蝕性物質(zhì)，為了保護(hù)使用者的安全，防止實(shí)驗(yàn)中的污染物質(zhì)向?qū)嶒?yàn)室擴(kuò)散，在污染源附近要使用通風(fēng)柜。
實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)
1. 保證實(shí)驗(yàn)人員和工作環(huán)境的安全
通過(guò)通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)，捕捉和控制實(shí)驗(yàn)過(guò)程產(chǎn)生的有毒、腐蝕性、易燃易爆、顆粒等產(chǎn)物，為工作人員創(chuàng)造健康的工作環(huán)境和有利的工作條件。
2. 控制實(shí)驗(yàn)室內(nèi)空氣壓力
實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)的基本原則是使建筑物內(nèi)的污染區(qū)（實(shí)驗(yàn)區(qū)、有害物存放區(qū)等）相對(duì)于清潔區(qū)（辦公、走廊等）保持負(fù)壓，即送風(fēng)量小于排風(fēng)量，以保證非實(shí)驗(yàn)區(qū)空氣的相對(duì)潔凈。
3. 提供適當(dāng)?shù)膿Q氣次數(shù)
實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不僅要排出有害物，還要使房間內(nèi)的空氣保證一定的新鮮度，必須要有足夠的新風(fēng)量去補(bǔ)償排風(fēng)量，保證房間內(nèi)的換氣次數(shù)。
實(shí)驗(yàn)室建筑平面設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)建筑平面設(shè)計(jì)除了遵循一般建筑物平面設(shè)計(jì)原則外，還需要遵循下列原則。
A 同類(lèi)實(shí)驗(yàn)室組合在一起。
B 工程管網(wǎng)較多的實(shí)驗(yàn)室組合在一起。
C 有隔振要求的實(shí)驗(yàn)室組合在一起,一般宜設(shè)于底層。
D 有潔凈要求的實(shí)驗(yàn)室組合在一起。
E 有防輻射要求的實(shí)驗(yàn)室組合在一起。
F 有毒性物質(zhì)產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)室組合在一起。
遵循上述設(shè)計(jì)原則，有利于環(huán)境衛(wèi)生，防止不同性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室相互干擾，有利于不同的分析檢測(cè)順利進(jìn)行，并節(jié)約投資。
布置通風(fēng)柜時(shí)，對(duì)定風(fēng)量排風(fēng)系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)通風(fēng)柜數(shù)量不宜超過(guò)4臺(tái)，對(duì)變風(fēng)量系統(tǒng)可不受此限制，但也不宜過(guò)多。主要是為了減小風(fēng)管及豎向風(fēng)道尺寸，便于管道 布置，降低房間層高。還有利于排風(fēng)系統(tǒng) 的控制及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
實(shí)驗(yàn)室空調(diào)和通風(fēng)設(shè)計(jì)參數(shù)
實(shí)驗(yàn)室空調(diào)和通風(fēng)設(shè)計(jì)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(fù)荷，包括顯熱和潛熱；
4）內(nèi)部負(fù)荷的預(yù)期增加；
5）最小換氣次數(shù)；
6）進(jìn)風(fēng)和補(bǔ)風(fēng)；
7）排風(fēng)設(shè)備類(lèi)型；
8）控制和報(bào)警；
9）通風(fēng)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。
實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)、通風(fēng)示意圖
排風(fēng)及送風(fēng)設(shè)計(jì)原則
1、《化工采暖通風(fēng)和空調(diào)調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定化驗(yàn)室的排風(fēng)量較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置室外新風(fēng)補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，并計(jì)入新風(fēng)負(fù)荷。
2、《科學(xué)實(shí)驗(yàn)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定每個(gè)排風(fēng)裝置宜設(shè)獨(dú)立的排風(fēng)系統(tǒng)。同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的所有排風(fēng)裝置宜合用一個(gè)排風(fēng)系統(tǒng)。工作時(shí)間連續(xù)使用排風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)設(shè)置送風(fēng)系統(tǒng)，送風(fēng)量宜為排風(fēng)量的70%，并應(yīng)根據(jù)工藝要求對(duì)送風(fēng)進(jìn)行空氣凈化處理。對(duì)于采暖地區(qū)，冬季應(yīng)對(duì)送風(fēng)進(jìn)行加熱。送風(fēng)氣流不應(yīng)破壞實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)裝置的正常工作。
3、所有從化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室也有潔凈要求否則均需保持其相對(duì)于相鄰區(qū)域?yàn)樨?fù)壓。實(shí)驗(yàn)室各個(gè)單元間設(shè)置獨(dú)立的排風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)都安裝在屋頂上。濕法化學(xué)間和加熱間由于產(chǎn)生有毒、腐蝕、高溫的氣體，必須將排風(fēng)處理到安全排放標(biāo)準(zhǔn)。
4、其他如工作人員進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析的通用實(shí)驗(yàn)間和進(jìn)行材料測(cè)試的恒溫恒濕間，100％全新風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)并不是唯一的選擇。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室 不同的工藝職能，不一定要全新風(fēng)通風(fēng)或全新 風(fēng)空氣處理。
5、能滿(mǎn)足工藝只能是首要的，100%的新風(fēng)是針對(duì)通風(fēng)柜的環(huán)境，而對(duì)于一般實(shí)驗(yàn)室循環(huán)空氣處理能達(dá)到要求的，就不必要100%全新風(fēng)。在全新風(fēng)的空調(diào)環(huán)境下，能耗非常高。
6、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)在帶有排風(fēng)的通風(fēng)柜（或排風(fēng)柜）內(nèi)進(jìn)行。
7、排風(fēng)柜的排風(fēng)量應(yīng)確保工作窗口的面風(fēng)速大于或等于0.5m/s。
8、凡排風(fēng)柜排出的有害氣體與別的排風(fēng)柜排放的氣體混合后，可能引起燃燒、爆炸或者毒 性加劇的，不應(yīng)合并于一個(gè)系統(tǒng)。
9、除通風(fēng)柜的局部排風(fēng)外，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)還應(yīng)有全室排風(fēng)。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的總排風(fēng)量折合房間換氣次數(shù)每小時(shí)應(yīng)大于或等于6次。
10、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的供暖和空調(diào)不得采用循環(huán)空氣（回風(fēng)）。用于補(bǔ)給實(shí)驗(yàn)室內(nèi)排風(fēng)的新風(fēng)補(bǔ)給送風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)是不含回風(fēng)的直流式系統(tǒng)。
11、除非是潔凈型實(shí)驗(yàn)室，一般實(shí)驗(yàn)室的新風(fēng)補(bǔ)風(fēng)量應(yīng)略小于房間的總排風(fēng)量，以使室內(nèi)相對(duì)于走道或辦公室之間保持微負(fù)壓。
12、采用送風(fēng)式通風(fēng)柜，排風(fēng)量的70％左右由上部風(fēng)口供給（采用室外空氣），其余30％左右則由新風(fēng)系統(tǒng)送入室內(nèi)。在需要供熱（冷）的房間內(nèi)，應(yīng)設(shè)置送風(fēng)式排風(fēng)柜，減少了新風(fēng)量相應(yīng)地減少了新風(fēng)冷、熱負(fù)荷，具有一定的節(jié)能效益。
通風(fēng)柜優(yōu)化解決方案：70%排風(fēng)從內(nèi)部補(bǔ)風(fēng)設(shè)計(jì)。
13、每個(gè)排風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)柜數(shù)量不宜超過(guò)4個(gè)（減小風(fēng)道斷面積）。
14、排風(fēng)柜與其他排風(fēng)設(shè)備宜單獨(dú)設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)。有利于排風(fēng)機(jī)的選型及變頻風(fēng)量控制。
排風(fēng)量確定
實(shí)驗(yàn)室需要排風(fēng)設(shè)計(jì)的設(shè)備主要有通風(fēng)柜、藥品柜、萬(wàn)向罩、原子吸收罩等。
排風(fēng)量按下式計(jì)算：
通風(fēng)柜排風(fēng)量計(jì)算：上式的計(jì)算值乘以（1.05~1.10）的安全系數(shù)作為通風(fēng)柜的排風(fēng)量。
確定房間內(nèi)的排風(fēng)設(shè)備，分別計(jì)算各自的排風(fēng)量，其總和為該房間排風(fēng)量。
屋面排風(fēng)機(jī)風(fēng)量為其所帶排風(fēng)設(shè)備風(fēng)量的總和，不附加安全系數(shù)。依前述原則，不 同樓層、不同房間、排風(fēng)可以混合的設(shè)備可以合并為一個(gè)排風(fēng)系統(tǒng)。
實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)量確定
送風(fēng)量設(shè)計(jì)原則如下：
通風(fēng)柜采用送風(fēng)型，送風(fēng)量(Ls1)為排風(fēng)量(Lp1)的70%，送入室外新風(fēng)。其余30%(Ls2)由新風(fēng)機(jī)組的新風(fēng)補(bǔ)償。
Ls1 = Lp1 ×0.7 Ls2 = Lp1 ×0.3
其余排風(fēng)設(shè)備的送風(fēng)量(Ls3 )為排風(fēng)量(Lp2)的70%，由新風(fēng)系統(tǒng)送入。其余30% (Ls4)由走廊新風(fēng)補(bǔ)償。
Ls3 = Lp2 ×0.7 Ls4 = Lp2×0.3
房間新風(fēng)量：
Ls =Ls2×0.7+Ls3 = 0.21Lp1 +0.7Lp2
新風(fēng)機(jī)組送風(fēng)量：
Ls = Σ(Ls +Ls4)= Σ(0.21Lp1 +Lp2)
上式中0.7系數(shù)是為保證實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的負(fù)壓，其余由走廊無(wú)組織滲風(fēng)補(bǔ)償。
結(jié)論：
1、有通風(fēng)柜時(shí)，房間新風(fēng)量為通風(fēng)柜排風(fēng)量的21%（另9%為無(wú)組織滲風(fēng)）加其余排風(fēng)設(shè)備排風(fēng)量的70%（另30%為由走廊送風(fēng)補(bǔ)入）。
2、無(wú)通風(fēng)柜時(shí)，房間新風(fēng)量為排風(fēng)設(shè)備排風(fēng)量的70%（另30%為由走廊送風(fēng)補(bǔ)入）。
3、新風(fēng)機(jī)組送風(fēng)量為房間新風(fēng)量與走廊新風(fēng)量之和。
4、作為排風(fēng)量大戶(hù)的排風(fēng)柜如果采用送風(fēng)型，將大大減少新風(fēng)量，降低新風(fēng)冷、熱能耗。
5、實(shí)驗(yàn)設(shè)備不工作時(shí)，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有2~3h-1的通風(fēng)換氣量。
排風(fēng)、送風(fēng)管道設(shè)計(jì)
排風(fēng)管道采用玻璃鋼圓風(fēng)管，風(fēng)速控制在7~10m/s。
新風(fēng)管道及新風(fēng)口設(shè)計(jì)參考空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)室使用要求設(shè)計(jì)管道及通風(fēng)設(shè)備的消聲措施。
實(shí)驗(yàn)室有害氣體的排放
實(shí)驗(yàn)室變風(fēng)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)
風(fēng)量的控制：壓力無(wú)關(guān)型定風(fēng)量（CAV）控制及變風(fēng)量（VAV）控制
CAV控制通過(guò)定風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，在設(shè)計(jì)中考慮了保持通風(fēng)柜面風(fēng)速恒定以及室內(nèi)相對(duì)壓差恒定的要求。
VAV系統(tǒng)的特點(diǎn)是通過(guò)排風(fēng)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)能夠在通風(fēng)柜操作門(mén)不同開(kāi)啟位置上保持恒定的面風(fēng)速，還能通過(guò)送排風(fēng)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)保持實(shí)驗(yàn)室內(nèi)恒定的相對(duì)壓差，既滿(mǎn)足了實(shí)驗(yàn)室的安全要求又具備節(jié)能的要求。
選擇CAV系統(tǒng)還是VAV系統(tǒng)要從實(shí)驗(yàn)工藝的操作方式、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)危害物質(zhì)的危險(xiǎn)程度、實(shí)驗(yàn)室的安全要求、室內(nèi)溫濕度穩(wěn)定 性的要求及節(jié)能需要等方面考慮，同時(shí)還要根據(jù)投資費(fèi)用及常年運(yùn)行費(fèi)用比較的評(píng)估來(lái)確定。
實(shí)驗(yàn)室空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)實(shí)例
浙江大學(xué)紫金港校區(qū)農(nóng)生組團(tuán)案例
概況：浙江大學(xué)紫金港校區(qū)農(nóng)生組團(tuán)建筑面積約137 200m2，建筑高度58.5m，地上14層，地下1層，是由國(guó)家實(shí)驗(yàn)室主樓、動(dòng)科院、生工與食品學(xué)院、環(huán)資學(xué)院、農(nóng)學(xué)院各實(shí)驗(yàn)樓組成的一個(gè)連體建筑群(實(shí)驗(yàn)室建筑面積占總建筑面積一半)。
一、工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)
(1)農(nóng)生組團(tuán)為一個(gè)建筑群，空調(diào)系統(tǒng)按學(xué)院劃分：①主樓(國(guó)家實(shí)驗(yàn)室)為集中冷熱源、半集中式空調(diào)系統(tǒng)。辦公室和普通實(shí)驗(yàn)室采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)，潔凈實(shí)驗(yàn)室采用全空氣系統(tǒng)。②其他學(xué)院為自帶冷熱源的半集中式空調(diào)系統(tǒng)，新風(fēng)集中處理;辦公室采用集中新風(fēng)加分體空調(diào);普通實(shí)驗(yàn)室采用集中新風(fēng)加變制冷劑流量空調(diào)系統(tǒng)。潔凈實(shí)驗(yàn)室采用單元式直接蒸發(fā)空調(diào)機(jī)組(新風(fēng)集中處理)。
(2)潔凈實(shí)驗(yàn)室凈化空調(diào)有多種形式：①全新風(fēng)凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)三級(jí)過(guò)濾，采用頂送風(fēng)下排風(fēng)，排風(fēng)出口設(shè)凈化處理裝置。②循環(huán)風(fēng)空調(diào)箱通過(guò)送風(fēng)管，再經(jīng)過(guò)ULPA過(guò)濾器或HEPA過(guò)濾器將空氣送入潔凈室，氣流向下送入潔凈間，再經(jīng)豎直回風(fēng)夾道進(jìn)入吊頂回風(fēng)?？諝舛啻芜M(jìn)入循環(huán)風(fēng)空調(diào)箱過(guò)濾，使用不同類(lèi)型的中高效過(guò)濾器，提供了節(jié)約成本和使用能源的選擇。
(3)根據(jù)甲方提供的實(shí)驗(yàn)室潔凈度、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、污染性以及房間正負(fù)壓特性設(shè)計(jì)排風(fēng)系統(tǒng)，并按類(lèi)別排放廢氣。每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的排風(fēng)系統(tǒng)為獨(dú)立系統(tǒng)，排風(fēng)柜補(bǔ)風(fēng)采用室外風(fēng)，減少了空調(diào)負(fù)荷。
(4)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家環(huán)境保護(hù)法，對(duì)有可能對(duì)環(huán)境造成污染的排風(fēng)在排放前進(jìn)行過(guò)濾處理，按排出氣體的成分采取吸附、過(guò)濾、凈化處理，使排出氣體有害成分低于國(guó)家環(huán)保衛(wèi)生要求。
(5)采用DDC數(shù)字控制系統(tǒng)，提高樓宇智能化。
設(shè)計(jì)參數(shù)與空調(diào)冷熱負(fù)荷
主要房間的室內(nèi)空調(diào)供暖設(shè)計(jì)參數(shù)及通風(fēng)換氣參數(shù)見(jiàn)表1。
表1主要房間的室內(nèi)空調(diào)供暖設(shè)計(jì)參數(shù)及通風(fēng)換氣參數(shù)
特殊實(shí)驗(yàn)室的(恒溫恒濕，無(wú)菌，凍干，超凈臺(tái))溫濕度按校方要求，換氣次數(shù)為10~25 h- (無(wú)菌操作間按萬(wàn)級(jí)，超凈臺(tái)按百級(jí))。對(duì)溫、濕度無(wú)工藝要求時(shí)室溫為20～26℃，相對(duì)濕度小于70%。
空調(diào)負(fù)荷：主樓冷負(fù)荷6 616 kW，熱負(fù)荷2 043 kW;動(dòng)物學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓冷負(fù)荷3 200 kW，熱負(fù)荷1 550 kW;農(nóng)學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓冷負(fù)荷4 060 kW，熱負(fù)荷2 230 kW;環(huán)資學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓冷負(fù)荷2 940 kW，熱負(fù)荷l 600 kW。
蒸汽用量：負(fù)擔(dān)主樓空調(diào)換熱用量約3.5t/h，用于所有空調(diào)機(jī)組加濕用量約2.9t/h，合計(jì)約6.4 t/h。
二、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(1)主樓(國(guó)家實(shí)驗(yàn)室)空調(diào)系統(tǒng)按辦公區(qū)域與實(shí)驗(yàn)室區(qū)域劃分，一層報(bào)告廳采用雙風(fēng)機(jī)全空氣系統(tǒng)，其他房間均采用風(fēng)盤(pán)加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，每層按區(qū)域設(shè)兩個(gè)新風(fēng)系統(tǒng);十二層使用功能相同且空氣無(wú)污染的六間光室的新風(fēng)機(jī)組為帶熱回收的機(jī)組。對(duì)有潔凈度要求的實(shí)驗(yàn)室另設(shè)有帶三級(jí)過(guò)濾的吊裝或立式潔凈空調(diào)機(jī)組。其他三個(gè)學(xué)院實(shí)驗(yàn)樓考慮與主樓冷熱源機(jī)組距離較遠(yuǎn)，且運(yùn)行時(shí)間各不相同，空調(diào)系統(tǒng)包括新風(fēng)處理機(jī)均采用變制冷劑流量變頻多聯(lián)機(jī)和直接蒸發(fā)系統(tǒng)，新風(fēng)機(jī)組每層分區(qū)設(shè)兩臺(tái);同樣對(duì)有潔凈度要求的實(shí)驗(yàn)室另設(shè)有帶三級(jí)過(guò)濾的吊裝或立式直接蒸發(fā)式沽凈空調(diào)機(jī)組;小開(kāi)間辦公室采用分體式空調(diào)機(jī)組。所有實(shí)驗(yàn)室的冷藏室、冷凍室均設(shè)置了拼裝式冷庫(kù)。所有新風(fēng)機(jī)組、變制冷劑流量變頻機(jī)組、拼裝冷庫(kù)室外機(jī)均安裝在屋頂。
(2)潔凈實(shí)驗(yàn)室空調(diào)采用帶有兩級(jí)過(guò)濾的凈化空調(diào)機(jī)組，粗效過(guò)濾器用易清洗更換的合成纖維過(guò)濾器，中效過(guò)濾器集中設(shè)置在空調(diào)機(jī)組的正壓段，處理后的送風(fēng)在進(jìn)入房間時(shí)由高效空氣過(guò)濾器或亞高效空氣過(guò)濾單元過(guò)濾。潔凈室應(yīng)維持一定的正壓。送風(fēng)與排風(fēng)管上安裝變風(fēng)量(VAV)裝置，控制房間的壓力梯度，潔凈區(qū)與緩沖區(qū)之間的靜壓差不小于5Pa，潔凈區(qū)與室外的靜壓差不小于10 Pa。
(3)布置有局部百級(jí)超凈實(shí)驗(yàn)臺(tái)的個(gè)別實(shí)驗(yàn)室采用小型空調(diào)凈化機(jī)組(吊頂內(nèi)安裝)和超小型凈化單元與潔凈層流罩的組合體。氣流組織采用局部工作區(qū)空氣凈化和全室空氣凈化相結(jié)合的形式。
無(wú)菌室應(yīng)設(shè)有無(wú)菌操作間和緩沖間，無(wú)菌操作間潔凈度應(yīng)達(dá)到萬(wàn)級(jí)，室內(nèi)溫度保持在20℃～24℃，相對(duì)濕度保持在45%～60%。超凈臺(tái)潔凈度應(yīng)達(dá)到百級(jí)。
(4)對(duì)有恒溫、恒濕要求的實(shí)驗(yàn)室，采用帶獨(dú)立冷源的風(fēng)冷恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組。機(jī)組設(shè)輔助電加熱器，或設(shè)移動(dòng)式除濕機(jī)，滿(mǎn)足房間溫濕度及干燥度的要求。對(duì)恒溫恒濕要求不高的場(chǎng)所采用變制冷劑流量機(jī)組?？照{(diào)系統(tǒng)及設(shè)備的選擇具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用、使用靈活、技術(shù)先進(jìn)等特性。萬(wàn)級(jí)恒溫恒濕潔凈實(shí)驗(yàn)室的空調(diào)機(jī)組可布置在機(jī)房或吊頂上，通常需要的冷熱量不是很大，系統(tǒng)的循環(huán)風(fēng)量較大，可將回風(fēng)分兩路.一部分經(jīng)盤(pán)管，另一部分與處理的空氣混合，經(jīng)過(guò)濾器送出(見(jiàn)圖1 )。
圖1 萬(wàn)級(jí)恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室送回風(fēng)流程
(5)低溫庫(kù)房是實(shí)驗(yàn)室的一部分，用于保存基礎(chǔ)種質(zhì)搜集品。有溫、濕度要求。采用分體式制冷機(jī)組，配除霜設(shè)備、恒溫控制器和高溫報(bào)警器。庫(kù)板為聚氨酯夾心板，蒸發(fā)器的風(fēng)扇為低速風(fēng)扇，風(fēng)冷冷凝器安裝在屋頂上，在緩沖間、冷庫(kù)門(mén)口設(shè)風(fēng)幕機(jī)。
(6)普通實(shí)驗(yàn)室新風(fēng)量按40 m3/(人·h)確定，特殊實(shí)驗(yàn)室按滿(mǎn)足工藝要求，滿(mǎn)足換氣(一般20 m3/(m2·h))以及壓力梯度要求確定。
實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)計(jì)與舒適性空調(diào)系統(tǒng)的通風(fēng)設(shè)計(jì)是有區(qū)別的。實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)計(jì)有實(shí)驗(yàn)用的通風(fēng)柜排風(fēng)和室內(nèi)平時(shí)排風(fēng)兩種，通風(fēng)柜排出實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的有害氣體(臭氣、濕氣以及易燃、易爆、腐蝕性氣體)。以前通風(fēng)柜是作為實(shí)驗(yàn)臺(tái)的輔助設(shè)備，而目前實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)逐漸轉(zhuǎn)移到了通風(fēng)柜內(nèi)，使用臺(tái)數(shù)的日益增多，就要求通風(fēng)柜具有最適于實(shí)驗(yàn)使用的功能，要求通風(fēng)柜具有排放功能、小倒流功能、隔離功能、補(bǔ)風(fēng)功能等，不只是提供舒適的工作環(huán)境，減少人員暴露在危險(xiǎn)空氣下的可能，還要保證工作人員的身體健康，不造成傷害。通風(fēng)柜的類(lèi)別很多，包括中央實(shí)驗(yàn)臺(tái)、邊臺(tái)、藥品柜、器皿柜等，這些通風(fēng)柜是實(shí)驗(yàn)室設(shè)備中最重要的設(shè)備。但它并不是室內(nèi)唯一的排風(fēng)裝置，實(shí)驗(yàn)室還有平時(shí)排風(fēng)口，布置在儀器室或產(chǎn)生危險(xiǎn)物質(zhì)的儀器上方。
(1)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置原則是有毒、無(wú)毒分開(kāi)排放，有機(jī)物、無(wú)機(jī)物分開(kāi)排放。根據(jù)各學(xué)院實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)系統(tǒng)基本是單獨(dú)設(shè)置的，少部分實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)系統(tǒng)是同層相同功能房間的多臺(tái)并聯(lián)系統(tǒng)。
(2)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜排風(fēng)與室內(nèi)排風(fēng)共用一套排風(fēng)系統(tǒng)(風(fēng)管及風(fēng)機(jī))。風(fēng)機(jī)風(fēng)速有三擋(或?yàn)樽冾l風(fēng)機(jī))，低速時(shí)為室內(nèi)平時(shí)排風(fēng)(換氣次數(shù)見(jiàn)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù))，中速時(shí)為通風(fēng)柜排風(fēng)(1600m3/(臺(tái)· h))，高速為室內(nèi)平時(shí)排風(fēng)加通風(fēng)柜排風(fēng)。風(fēng)機(jī)設(shè)置在屋面，排風(fēng)管為負(fù)壓，完全避免有害氣體在室內(nèi)泄露。
(3)各通風(fēng)系統(tǒng)均配有排風(fēng)補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)。低速排風(fēng)時(shí)的補(bǔ)風(fēng)由室內(nèi)人員新風(fēng)補(bǔ)充。通風(fēng)柜補(bǔ)風(fēng)量大，為避免大量抽用房間內(nèi)空氣，造成能源的浪費(fèi)，采用了帶補(bǔ)風(fēng)的通風(fēng)柜，補(bǔ)風(fēng)由室外直接供給。補(bǔ)風(fēng)管設(shè)電動(dòng)風(fēng)閥，與通風(fēng)柜排風(fēng)聯(lián)動(dòng)，通風(fēng)柜排風(fēng)時(shí)抽吸室外風(fēng)補(bǔ)風(fēng)。補(bǔ)風(fēng)在柜內(nèi)循環(huán)后排排除室外，設(shè)計(jì)中大部分通風(fēng)柜選用了上部排風(fēng)和通風(fēng)柜后側(cè)補(bǔ)風(fēng)的形式。雖然在控制上復(fù)雜一些，但為今后使用提供了便利。圖2為實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)與通風(fēng)示意圖。
圖2 實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)與通風(fēng)示意圖
(4)對(duì)通風(fēng)柜操作面的吸入風(fēng)速進(jìn)行控制，防止有害氣體逸出。對(duì)一般無(wú)毒的污染物風(fēng)速控制為0.25~0.38m/s。對(duì)一般無(wú)毒的危險(xiǎn)的有害物風(fēng)速控制為0.4~0.5 m/s，劇毒或有少量放射性物質(zhì)風(fēng)速控制為0.5~0.6m/s。為了確保通風(fēng)順暢，排風(fēng)機(jī)應(yīng)有必要的靜壓。另外，確定排風(fēng)風(fēng)速時(shí)還必須注意噪聲問(wèn)題，通風(fēng)管道內(nèi)流速以5~8m/s為限。
(5)潔凈實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)設(shè)計(jì)如下：
① 對(duì)有潔凈等級(jí)要求的正壓實(shí)驗(yàn)室、回風(fēng)與經(jīng)過(guò)集中處理的新風(fēng)混合后進(jìn)入空調(diào)機(jī)組的潔凈實(shí)驗(yàn)室，機(jī)組內(nèi)設(shè)中效過(guò)濾，房間送風(fēng)口設(shè)高效送風(fēng)口，回風(fēng)口處設(shè)空氣阻尼層，氣流組織采用上送側(cè)回;通過(guò)調(diào)節(jié)回風(fēng)阻尼層阻力調(diào)節(jié)回風(fēng)量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)潔凈室的正壓控制。在機(jī)組新風(fēng)入口處設(shè)電動(dòng)風(fēng)閥，與潔凈空調(diào)機(jī)組聯(lián)鎖。潔凈實(shí)驗(yàn)室送風(fēng)量通過(guò)緩沖間壓出，在緩沖間外的實(shí)驗(yàn)室房間常配有通風(fēng)柜排風(fēng)和房間排風(fēng)，滿(mǎn)足各房間的壓力梯度。
② 對(duì)有潔凈等級(jí)要求的負(fù)壓實(shí)驗(yàn)室，如動(dòng)科院寄生蟲(chóng)實(shí)驗(yàn)室的細(xì)胞培養(yǎng)室，既要保證潔凈，又要保持負(fù)壓。送入潔凈間的風(fēng)量為此房間排風(fēng)量的70%~80%，并加定風(fēng)量閥鎖定送風(fēng)量。排風(fēng)機(jī)與空調(diào)機(jī)聯(lián)鎖運(yùn)行，排風(fēng)口處加定風(fēng)量閥，以滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)室壓力梯度的要求。另外，與正壓實(shí)驗(yàn)室不同的是負(fù)壓潔凈實(shí)驗(yàn)室外的房間內(nèi)仍要保證為同潔凈等級(jí)，因此潔凈空調(diào)其余20%~30%的風(fēng)量送至實(shí)驗(yàn)室輔助房間、非實(shí)驗(yàn)區(qū)域，使氣流流向從安全區(qū)到產(chǎn)生危險(xiǎn)物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)房間，既保證污染源不泄漏，又保證了實(shí)驗(yàn)室的潔凈等級(jí)。
(6)一些有特殊排風(fēng)要求的實(shí)驗(yàn)室(例如有藥品柜、安全柜的實(shí)驗(yàn)室)，其排風(fēng)機(jī)配置變頻器，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷排放。而一般實(shí)驗(yàn)室房間排風(fēng)均為負(fù)壓，壓差約5Pa。
(7)有的通風(fēng)柜內(nèi)需要安置電爐，有的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的大量酸堿有害有毒氣體具有極強(qiáng)的腐蝕性，通風(fēng)柜的臺(tái)面、襯板、側(cè)板都應(yīng)具有防腐功能。使用硫酸、硝酸、氫氟酸等強(qiáng)酸的場(chǎng)合，還要求通風(fēng)柜的整體材料必須防酸堿，須采用不銹鋼或玻璃鋼材料制造。風(fēng)柜內(nèi)襯板材質(zhì)采用環(huán)氧樹(shù)脂板。
(8)實(shí)驗(yàn)室的A聲級(jí)噪聲限制值為50dB，增加管道截面尺寸可以降低噪聲，考慮到管道的經(jīng)費(fèi)和施工問(wèn)題，大部分風(fēng)量為1600m3/h的通風(fēng)柜與實(shí)驗(yàn)室房間的管道、有平時(shí)排風(fēng)要求的豎井的截面尺寸多數(shù)為350×400mm。
(9)實(shí)驗(yàn)室排出的有毒和酸堿腐蝕性極強(qiáng)的氣體會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，在排入大氣前根據(jù)氣體的成分采取吸取、過(guò)濾等措施對(duì)其進(jìn)行凈化處理，使排出氣體有害成分低于國(guó)家環(huán)保衛(wèi)生要求。例如動(dòng)物房的氣體經(jīng)過(guò)粗效和中效過(guò)濾后，直接排入大氣，排出口應(yīng)高出頂部3m以上。
(10)潔凈實(shí)驗(yàn)室事故排風(fēng)換氣次數(shù)為12 h-。事故排風(fēng)裝置的控制開(kāi)關(guān)應(yīng)分別設(shè)在潔凈室和室外便于操作的地點(diǎn)，并應(yīng)與凈化空調(diào)機(jī)聯(lián)鎖，室內(nèi)宜設(shè)報(bào)警裝置。
(11)對(duì)需要?dú)錃狻⒁胰埠腿細(xì)獾膶?shí)驗(yàn)室，要作好房間內(nèi)的通風(fēng)。當(dāng)實(shí)驗(yàn)房間沒(méi)有可開(kāi)啟外窗時(shí)還要設(shè)置燃?xì)庑孤﹫?bào)警裝置(防爆型)和事故排風(fēng)(換氣次數(shù)為12 h-)，控制開(kāi)關(guān)設(shè)在實(shí)驗(yàn)室便于操作的地點(diǎn)。
(12)空壓機(jī)房設(shè)通風(fēng)，保證站內(nèi)設(shè)計(jì)溫度低于40℃。2臺(tái)空壓機(jī)共用1個(gè)排風(fēng)管，排熱至室外，空壓機(jī)進(jìn)風(fēng)口與冷卻用空氣均來(lái)自室外新風(fēng)。
(13)整個(gè)實(shí)驗(yàn)室雖然設(shè)置通風(fēng)柜多達(dá)550臺(tái)以上。但資料和經(jīng)驗(yàn)表明100臺(tái)通風(fēng)柜中99%的時(shí)間只有18個(gè)或更少的在使用，尤其是當(dāng)實(shí)驗(yàn)室不同時(shí)使用或?qū)W校放假期間，使用數(shù)量會(huì)更少，所以，不用擔(dān)心通風(fēng)柜帶來(lái)巨大的能耗。
(14)對(duì)豎向設(shè)置的發(fā)熱量較大的網(wǎng)絡(luò)機(jī)房設(shè)豎向集中排風(fēng)，可有效控制服務(wù)器機(jī)房的溫度。
四、氣體輸送系統(tǒng)
(1)實(shí)驗(yàn)室需用氣體種類(lèi)繁多，集中供應(yīng)的氣體有壓縮空氣、氮?dú)?、蒸汽等。其余氣體分散瓶裝供應(yīng)。但潔凈房間使用的氣體均通過(guò)管道進(jìn)入，在潔凈室預(yù)留進(jìn)房間的管道，氣瓶放置在潔凈室外。
(2)地下室動(dòng)力機(jī)房有空壓機(jī)、制氮機(jī)、真空泵及配套設(shè)備等設(shè)備機(jī)房，壓縮空氣取風(fēng)來(lái)自進(jìn)風(fēng)井(確?？諝鉂崈?，真空泵排氣經(jīng)水箱過(guò)濾及消毒排至安全處。氣體管道經(jīng)過(guò)濾器至各實(shí)驗(yàn)室入口。
(3)空壓站配置遠(yuǎn)程通訊管理系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)了解空壓機(jī)的運(yùn)行信息，并根據(jù)用氣量隨時(shí)重新設(shè)置參數(shù)，及時(shí)加載/卸載并監(jiān)控能耗。
結(jié)論與建議
(1)設(shè)計(jì)前期，要對(duì)甲方資料進(jìn)行整理，詳細(xì)了解實(shí)驗(yàn)室工藝要求，需收集的資料有：實(shí)驗(yàn)室類(lèi)型，潔凈級(jí)別，安全性，是否有通風(fēng)柜，是否有平時(shí)排風(fēng);做實(shí)驗(yàn)時(shí)，哪些辦公室與實(shí)驗(yàn)室同時(shí)使用，是否為正壓、負(fù)壓或普通試驗(yàn)室;工作時(shí)段(按8h/d，12h/d，24h/d)，不能間斷工作的實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室使用間隔時(shí)間;哪些是屬正常工作時(shí)間段的行政辦公室，一般辦公室，會(huì)議室;細(xì)致了解實(shí)驗(yàn)人員的要求，必要時(shí)進(jìn)行參觀(guān)與調(diào)研。這些資料與負(fù)荷有關(guān)，與新風(fēng)量計(jì)算有關(guān)，與系統(tǒng)分類(lèi)、系統(tǒng)分區(qū)有關(guān)，與機(jī)組的功能段、外形尺寸、機(jī)房位置、過(guò)濾器的級(jí)別有關(guān)，與風(fēng)量、風(fēng)壓等有關(guān)，便于設(shè)計(jì)時(shí)按功能、運(yùn)行時(shí)段對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行劃分。
(2)了解實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜的功能，按排放氣體和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。對(duì)實(shí)驗(yàn)室房間內(nèi)通風(fēng)的安全性要足夠重視。通風(fēng)柜的集塵捕捉能力要符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，保證一定數(shù)量的換氣次數(shù)，讓送風(fēng)氣流流向?qū)嶒?yàn)室，保持實(shí)驗(yàn)室負(fù)壓。另外，為實(shí)驗(yàn)人員創(chuàng)造舒適的工作環(huán)境，降低噪聲。系統(tǒng)要容易控制，易于管理，能穩(wěn)定、低能耗運(yùn)行。
(3)在計(jì)算房間空調(diào)負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮由于排風(fēng)及室外風(fēng)作為補(bǔ)風(fēng)所帶來(lái)的能耗損失。因此，空調(diào)房間內(nèi)通風(fēng)柜數(shù)量必須考慮。
(4)有潔凈要求的空調(diào)機(jī)組，粗效空氣過(guò)濾器不能用浸油式，中效過(guò)濾器集中設(shè)置在空氣調(diào)機(jī)組的正壓段，在凈化房問(wèn)設(shè)高效過(guò)濾進(jìn)風(fēng)口。選擇時(shí)中效及高效空氣過(guò)濾器按額定風(fēng)量選擇，阻力、效率相近的高效空氣過(guò)濾器設(shè)置在同一潔凈室內(nèi)，高效空氣過(guò)濾器的安裝應(yīng)簡(jiǎn)便可靠，宜于檢漏和更換。潔凈空調(diào)機(jī)組的送風(fēng)機(jī)要按凈化空調(diào)系統(tǒng)的總送風(fēng)量和總阻力值進(jìn)行選擇。中效、高效空氣過(guò)濾器的阻力按其初阻力的2倍考慮取值。設(shè)計(jì)凈化空調(diào)系統(tǒng)時(shí)還要注意：回、排風(fēng)口風(fēng)速≤1m/s，回、排風(fēng)支管風(fēng)速≤3m/s，回風(fēng)總管風(fēng)速≤3～4 m/s;表冷器的迎面風(fēng)速空凋機(jī)組≤2.2m/s，新風(fēng)機(jī)組≤2.5m/s;對(duì)送風(fēng)裝置，高效過(guò)濾器送風(fēng)口實(shí)際風(fēng)量應(yīng)小于樣本給出的風(fēng)量值;選用定風(fēng)量控制器時(shí)，應(yīng)注意同一位置上只能使用同一規(guī)格的定風(fēng)量控制器。
(5)通風(fēng)柜運(yùn)行時(shí)與周?chē)沫h(huán)境會(huì)相互影響。選擇通風(fēng)柜時(shí)，要考慮實(shí)驗(yàn)室的空間、通風(fēng)柜的擺放，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇其外形尺寸，體積太大造成浪費(fèi)，過(guò)小則影響使用。通風(fēng)柜還要遠(yuǎn)離空氣擾動(dòng)大的地方，遠(yuǎn)離送風(fēng)口，避免造成能源浪費(fèi)。排風(fēng)管道的沒(méi)計(jì)原則是管內(nèi)為負(fù)壓，防止管道廢氣泄漏，排風(fēng)管長(zhǎng)度越短越好，而且一臺(tái)風(fēng)機(jī)連接的通風(fēng)柜越少越好。排風(fēng)通道盡可能豎直布置，通道越高越好。如需改變風(fēng)道風(fēng)速.則應(yīng)配置相應(yīng)的變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)。注意排風(fēng)通道的末端應(yīng)避開(kāi)補(bǔ)風(fēng)管道送氣口。
(6)通風(fēng)柜也有其標(biāo)準(zhǔn)。通風(fēng)柜的選擇除滿(mǎn)足排風(fēng)和捕捉能力外，還要能根據(jù)調(diào)節(jié)門(mén)開(kāi)度改變排風(fēng)量，維持表面風(fēng)速恒定在0.5m/s;在安裝調(diào)試時(shí)應(yīng)按柜門(mén)位移為信號(hào)來(lái)確定排風(fēng)量，接受調(diào)節(jié)門(mén)感應(yīng)器信號(hào)后可以計(jì)算調(diào)節(jié)門(mén)開(kāi)啟面積(風(fēng)量)，送風(fēng)量跟隨排風(fēng)量即刻變化。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)壓力梯度控制和最小通風(fēng)量的控制也是很關(guān)鍵的，否則也會(huì)導(dǎo)致通風(fēng)柜排風(fēng)不穩(wěn)定。
(7)實(shí)驗(yàn)室有空調(diào)時(shí)，盡量選用有補(bǔ)風(fēng)的通風(fēng)柜，從節(jié)能角度應(yīng)推廣。
(8)電氣系統(tǒng)的選擇要考慮規(guī)格型號(hào)、電壓大小、防爆性、耐用性。
(9)確定排風(fēng)機(jī)的功率時(shí)應(yīng)考慮室外排風(fēng)過(guò)濾裝置的阻力。
(10)除對(duì)辦公層按規(guī)定設(shè)置衛(wèi)生問(wèn)排風(fēng)外，還要根據(jù)各層及全樓風(fēng)平衡，在各層公共區(qū)域(如走道)設(shè)置必要的集中排風(fēng)系統(tǒng)。
