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實驗室通風(fēng)設(shè)備

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科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

2021-7-22| 來源: 網(wǎng)絡(luò)整理| 查看: 93

設(shè)計依據(jù)國內(nèi)外規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn):

《科學(xué)實驗建筑設(shè)計規(guī)范》JGJ91-93

《實驗室變風(fēng)量排風(fēng)柜》JG/T222-2007

《排風(fēng)柜》JB/T6412-1999(中國機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))

《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045-2014(2018年版)

《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB50015-2003(2009年版)

《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50736-2012

《公共建筑節(jié)能設(shè)計規(guī)范》GB50189-2015

《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3095-2012

《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3096-2008

《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16297-2017

《生物安全實驗室建筑技術(shù)規(guī)范》GB50346-2011

北美:

ASHRAE110-2016 美國供暖制冷及空調(diào)工程師學(xué)會

NEPA45-2000 美國國家防火協(xié)會認(rèn)證

SEFA1-2002美國科學(xué)儀器設(shè)備與實驗室家具國際協(xié)會

OSHA,29CFR PART 1910 美國職業(yè)安全和健康管理委員會

ANSI/AIHA-Z9.5美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會/美國工業(yè)衛(wèi)生協(xié)會認(rèn)證

ACGIH 美國政府工業(yè)衛(wèi)生師協(xié)會認(rèn)證

ADA 美國殘障協(xié)會認(rèn)證

U.L. 1805保險商試驗所認(rèn)證

GLP(Good Laboratory Practice)優(yōu)良實驗室規(guī)范

歐洲:

EN/BS14175 歐盟/英國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會

BS7258 英國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會

DIN12924 德國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會

適用、安全、衛(wèi)生。技術(shù)先進、安全可靠、經(jīng)濟合理、確保質(zhì)量、節(jié)省能源和符合環(huán)境保護的要求。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

人流,物流及氣流的合理分布

實驗室組成及分布:

實驗用房:通用實驗室,專用實驗室、科研工作室。

輔助用房:學(xué)術(shù)活動室,圖書資料室,試劑室,溫室,冷庫,天平室,洗滌室,標(biāo)本室,附屬加工廠,器材庫等。

公共設(shè)施用房及管道空間:制冷機房、空調(diào)機房、排風(fēng)機房、給排水及水處理用房、變配電室、電訊室、氣體供應(yīng)室及管道井、管道走廊和管道技術(shù)層等設(shè)施的用房。

各類用房宜集中布置,做到功能分區(qū)明確、布局合理、聯(lián)系方便、互不干擾且留有發(fā)展余地。

實驗室建設(shè)如創(chuàng)造一個生命體,建筑工程為骨架、暖通水電為肌肉器官系統(tǒng)、信息控制為脈絡(luò)、裝修裝飾為皮膚、概念(先進性、前瞻性、環(huán)境、健康、安全等)為曲線。整體完整、協(xié)調(diào)才能運轉(zhuǎn)流暢,缺少某一方面或過于側(cè)重某一方面都將對整體建設(shè)不利。

優(yōu)秀的實驗室不但能夠提供給使用者一個良好的工作環(huán)境,同時也應(yīng)能給予使用者良好的認(rèn)同、歸屬感,充分發(fā)揮科研人員的創(chuàng)造性思維以及團隊合作精神,幫助管理人員實現(xiàn)方便管理、優(yōu)化流程、規(guī)范操作等。

實驗室工藝設(shè)計最大程度考慮以人為本、標(biāo)準(zhǔn)模塊、先進性、前瞻性等因素,綜合考慮各檢驗內(nèi)容的特點,統(tǒng)籌水、電、氣、通風(fēng)、空調(diào)等各種因素,將各類條件協(xié)調(diào)完善,使得該實驗室條件靈活、完備、和諧。

建筑結(jié)構(gòu):

通用實驗室標(biāo)準(zhǔn)單元組合設(shè)計。

荷載重,振動大的實驗室放在底層。

隔音類,污染大,廢氣多的實驗室放在頂層。

科研室,工作室朝南布置;輔助類房間放整層的中間。精密儀器室朝北布置。

樓層柱網(wǎng)分布:水平開間≥6600mm,垂直不大于7500mm。

走廊分布樣式:單走道式,中走道式,偏走道式,雙走道式。

層高要求4500-5000mm以上,吊頂凈高≥2600mm(規(guī)范2400mm)。

荷載設(shè)置為350kg/m2,局部區(qū)域設(shè)置為500kg/m2,屋頂荷載設(shè)置為400kg/m2。

公用設(shè)施用房宜設(shè)置在對周圍環(huán)境干擾最少且靠近使用負(fù)荷中心處。

當(dāng)有隔振要求時,應(yīng)根據(jù)其防振距離要求進行布置,在無法保證防振距離時應(yīng)采取必要的隔振措施。

實驗室通風(fēng)設(shè)備:

通風(fēng)柜:

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

通風(fēng)柜類型: 定風(fēng)量型(CAV):分為傳統(tǒng)型和旁通型。改良型如持續(xù)型(continuous-flow)旁通等。目前在一些使用頻率不高或者特殊的場合中有大量應(yīng)用 。 補風(fēng)型(MAV):分為柜內(nèi)補風(fēng)和柜外補風(fēng)兩種。優(yōu)點:節(jié)能;缺點如下:

1.安全性:柜前補風(fēng)會嚴(yán)重影響柜面處的氣流,擾動加劇,很可能導(dǎo)致有害物溢出;另外補風(fēng)與排風(fēng)的平衡比較難做到,平衡不當(dāng)會導(dǎo)致污染物大量泄漏。

2.經(jīng)濟性:通常它需要兩臺風(fēng)機和兩套風(fēng)管,初投資較高;

3.舒適性:冬季未經(jīng)處理的補風(fēng)溫度過低對實驗不利,也會使操作人員感到不適,夏季濕度過高的補風(fēng)也可能影響實驗。美國工業(yè)衛(wèi)生委員會AIHA不鼓勵使用該類型排風(fēng)柜?梢栽谝恍⿲Π踩、舒適性等要求不高的地方應(yīng)用。

變風(fēng)量型(VAV):節(jié)能性、安全性、舒適性、可擴展性目前變風(fēng)量通風(fēng)柜大有替代前兩者的趨勢。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

安全和防護執(zhí)行國家現(xiàn)行有關(guān)安全、衛(wèi)生、輻射防護、環(huán)保法規(guī)和規(guī)定。實驗區(qū)走廊設(shè)有安全淋浴洗眼器(實驗室最遠(yuǎn)操作位距離緊急噴淋步行距離不能超過18m),化學(xué)分析室、樣品前處理室等操作室設(shè)有桌 上型洗眼器。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

消防:

執(zhí)行國家現(xiàn)行有關(guān)消防的法規(guī)和規(guī)定。普通實驗室消防使用消火栓和自動噴水滅火系統(tǒng),精密儀器室使用氣體滅火消防(高壓細(xì)水霧);瘜W(xué)品儲存室使用專用的消防系統(tǒng)。 固定滅火器按《建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范》GB50140執(zhí)行。

氣體管路要求:

實驗室供氣模式:集中供氣方式。氣體分類儲存,助燃性及易燃性氣體分開儲存。每棟樓分設(shè)兩個氣瓶 間:惰性氣體氣瓶間;可燃?xì)怏w氣瓶間(要考慮建筑物及內(nèi)飾機電的防爆性能)和一個動力氣源間。使用單獨的氣體管井輸送到實驗室內(nèi)。 包括氫氣、氧氣、氮氣、煤氣、乙炔、壓縮空氣和真空等氣體管道。氣瓶室的設(shè)計考慮墻體防爆、樓板承重、防火門、換氣次數(shù)、泄爆容 積比、報警系統(tǒng)。氣體管道均采用BA級SUS316L不銹鋼管材,確保氣體工程的使用氣體的純度達(dá)到99.999%,管路使用全自動無縫焊接技術(shù)。 考慮使用點氣體泄漏報警裝置。

考慮不同儀器的使用壓力不同。特殊氣體應(yīng)考慮特殊的輸送及儲存方式。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

給水排水要求:

給水、熱水:給水-合理設(shè)計用水點,盡量減少管路距離。PPR或不銹鋼管。熱水-循環(huán)系統(tǒng),避免死水區(qū)。PPR或不銹鋼管。

排水:需要在最大程度符合預(yù)設(shè)位置要求,坡度符合《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》,密封性好,避免污水及氣味泄露。實驗室排水管選擇塑料管路,如PVC-U,CPVC,耐酸堿腐蝕,耐高溫。

純水:

水質(zhì)滿足GB/T6682-2008《分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法》中規(guī)定二級水的要求。

純水系統(tǒng),電阻率≥5M.cm。

超純水水質(zhì)要求:電阻率≥18.2 M.cm,25℃?紤]純水的輸送問題(循環(huán)系統(tǒng),避免死水區(qū))采用SUS316L不銹鋼管材。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

實驗室廢水處理:洗滌性廢水需要對其成分進行檢測,能夠達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn),直接排入市政污水管道。

對于不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的污水,可簡單進行處理,或者儲存在污水池待污水處理公司定期拉取進行處理。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

廢棄溶劑廢棄溶劑需要分類儲存,交由專業(yè)的處理公司進行處理。

實驗建筑以其特殊性,對通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)也有著不同的要求。實驗建筑內(nèi)將不能單純的追求環(huán)境的舒適性,應(yīng)重點考慮室內(nèi)有毒物殘留控制、噪音控制、壓力控制以及節(jié)能控制,通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)還將兼顧末端設(shè)備的使用要求。

實驗室通風(fēng)空調(diào)設(shè)計目的:

充分保證人員、環(huán)境的安全;

實驗環(huán)境:符合實驗條件;

提供使用者舒適健康高效的工作環(huán)境;

實驗室的運行維護,能耗;系統(tǒng)的靈活性。

通風(fēng)設(shè)計也應(yīng)配合實驗室的整體形象,完善設(shè)計需求,努力創(chuàng)造一個安全、 高效、明亮、且令人心情舒暢的實驗環(huán)境,不是所有實驗室的通風(fēng)空調(diào)設(shè)計都一成不變,適合于實驗室整體定位的才是最好的。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

實驗室通風(fēng)系統(tǒng)分類:

研究類實驗室由于實驗室的建設(shè)目的是基于目前的研究方向,研究方向的改變必將導(dǎo)致實驗內(nèi)容、實驗室布局的改變。因此在設(shè)計研究類實驗室通風(fēng)系統(tǒng)時還應(yīng)考慮系統(tǒng)的可持續(xù)性發(fā)展要求以及靈活性要求。實驗室將采用標(biāo)準(zhǔn)化(標(biāo)準(zhǔn)單元組合設(shè)計)設(shè)計,保證實驗方向的隨時可調(diào)。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

為保證標(biāo)準(zhǔn)實驗室的可調(diào)整性,設(shè)計時應(yīng)充分考慮了風(fēng)量的預(yù)留以及通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整的便利性。通風(fēng)管路需采取標(biāo)準(zhǔn)布局形式,使用統(tǒng)一的管徑以平行的方式進入室內(nèi),保證在任何位置的通風(fēng)都能接入系統(tǒng)。通風(fēng)系統(tǒng)通常以樓層進行分區(qū)。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

檢測類實驗室由于其實驗內(nèi)容和實驗流程較為成熟,在通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置上將更多地考慮實驗室和實驗設(shè)備的需求,以實驗排風(fēng)效果的實現(xiàn)和成本控制為主。此類實驗室通風(fēng)通常以檢測部門和檢測內(nèi)容進行分區(qū)。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

建筑面積較小,且方向較為單一的實驗室也可以將整棟實驗樓作為一個通風(fēng)系統(tǒng)進行設(shè)計。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

在實驗室排風(fēng)量變化幅度不很大的情況下,實驗室與辦公區(qū)域的送風(fēng)也可以 共用。但應(yīng)對壓力梯度進行嚴(yán)格控制,以免造成辦公區(qū)域的污染。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

化工類實驗室由于其危險性實驗較多,可燃溶劑、氣體使用量較大,因此實驗室內(nèi)設(shè)置的通風(fēng)柜數(shù)量較多,換氣次數(shù)較大(通常8-10次)。醫(yī)藥、食品類實驗室重點考慮人流物流的污染控制,實驗室內(nèi)的潔凈控制等,換氣次數(shù)相對較。ㄍǔ6-8次),但壓力梯度控制較嚴(yán)格。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

實驗室通風(fēng)設(shè)計要求:

實驗室換氣次數(shù):

ASHRAE-實驗室總的換氣次數(shù)應(yīng)由以下其中一項決定: 1.實驗室排風(fēng)設(shè)備總的排風(fēng)量。

2.滿足實驗室中溫度要求所需換氣次數(shù)。

3.最小換氣次數(shù)要求。

“...能夠保持室內(nèi)4-12次/小時的換氣次數(shù)是比較合適的..”–OSHA-美國職業(yè)安全和健康管理委員會

“...最小換氣次數(shù)必須保持在6-10次/小時,并保證100%使用室外空氣!-ASHRAE-美國供暖制冷及空調(diào)工程師學(xué)會

“...當(dāng)實驗室無人使用時(夜間或周末),我們要求最小換氣次數(shù)為4次/小時,當(dāng)有人使用時則通常要求不小于8次/小時,最小換氣次數(shù)應(yīng)與實驗室的使用狀況相一致!保璑FPA45-美國全國防火委員會

通風(fēng)柜面風(fēng)速:

美國職業(yè)安全與健康管理委員會0.3-0.5m/s;

美國國家標(biāo)準(zhǔn)0.5-0.6m/s;加拿大國家標(biāo)準(zhǔn)0.5 m/s;

澳大利亞標(biāo)準(zhǔn) 0.5m/s;英國標(biāo)準(zhǔn)0.5m/s;

瑞典標(biāo)準(zhǔn)0.5m/s;日本標(biāo)準(zhǔn)0.4m/s;

德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)0.3 m/s;中國標(biāo)準(zhǔn)0.3-0.5m/s,特殊工藝需要時面風(fēng)速可由工藝確定。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

參照以上相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)根據(jù)實驗室的類型不同設(shè)置工作狀態(tài)6-10次/小時的換氣次數(shù),并保證實驗室內(nèi)有毒氣體含量小于0.5PPM的要求。排風(fēng)柜的工作面風(fēng)速應(yīng)滿足0.5±0.1m/s的面風(fēng)速,以便保持良好的室內(nèi)狀態(tài)。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

過高或者過低的通風(fēng)柜工作面風(fēng)速都將導(dǎo)致實驗室出現(xiàn)安全隱患。過低的面風(fēng)速將使得通風(fēng)柜內(nèi)的有毒氣體被人員走動帶出通風(fēng)柜,而過高的面風(fēng)速>0.76m/將使得通風(fēng)柜內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體紊流,導(dǎo)致有毒氣體不能有效排放。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

設(shè)計參數(shù):

通風(fēng)柜的排風(fēng)量可根據(jù)下式計算:[陸耀慶 供熱空調(diào)設(shè)計手冊]

L=3600A·v·βm3/h

A—操作口或縫隙實際開啟面積,m2;

v—罩面風(fēng)速,m/s;

β—安全系數(shù),一般取β= 1.05~1.1(根據(jù)通風(fēng)柜產(chǎn)品選。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

實驗室壓力控制:

“通風(fēng)...空氣由非實驗室環(huán)境區(qū)域進入實驗室后應(yīng)直接排放出實驗室建筑外部”-美國職業(yè)安全與衛(wèi)生管理局(OSHA)

“任何條件下,進入實驗室區(qū)域的空氣...應(yīng)來自辦公區(qū),走廊等區(qū)域 - Prudent Practices

“...在實驗室室內(nèi)壓力控制過程中,保持室內(nèi)外特定壓差并非我們的最終目的,我們真正需要達(dá)到的是使得空氣在室內(nèi)外流通時,能夠以某一速度保持恒定流向 -美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ANSI)/美國工業(yè)衛(wèi)生協(xié)會(AIHA)Z9.5

“實驗室,作為污染抑制的二級屏障,應(yīng)始終保持實驗室為負(fù)壓,以充分保障周邊臨界區(qū)域的安全。在潔凈室或者無菌設(shè)施里,則相反, 要求保持室內(nèi)為正壓,以防周邊區(qū)域不潔凈氣體進入。- ASHRAE美國供暖制冷及空調(diào)工程師學(xué)會

實驗室工作區(qū)域的壓力相對于走廊和非實驗區(qū)域應(yīng)始終保持相對的負(fù)壓。

實驗室內(nèi)應(yīng)滿足有效、連續(xù)的排風(fēng)以降低實驗室內(nèi)有毒氣體的殘留。通常來說,實驗室的通風(fēng)系統(tǒng)將24小時工作。從圖上可以看出,實驗室需要有效通風(fēng)30分鐘以后才能滿足安全要求。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

常規(guī)實驗室由于使用大量的化學(xué)試劑及有機溶劑,相應(yīng)的試劑、溶劑揮發(fā)以及實驗產(chǎn)生的有毒性氣體將在實驗室內(nèi)普遍存在,在設(shè)置實驗室的室內(nèi)壓力時即應(yīng)考慮控制有毒氣體不能外溢到公共區(qū)域。實驗室與公共區(qū)域?qū)⒃O(shè)置-10Pa的負(fù)壓,適當(dāng)?shù)乜刂茖嶒瀰^(qū)及公共區(qū)域的通風(fēng)比例,將能達(dá)到預(yù)期的控制效果。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

實驗室內(nèi)微負(fù)壓控制將依靠嚴(yán)格控制的通風(fēng)差值進行實現(xiàn)。常規(guī)來說,送風(fēng)量將設(shè)置在排風(fēng)量的70-90%(視實驗建筑情況而定)。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

實驗室內(nèi)同時應(yīng)考慮通風(fēng)氣流布局,以保證室內(nèi)有毒氣體得到有效排放。有效的氣流走向以及不同區(qū)域的壓力控制的實現(xiàn)將會極大程度地增加實驗室的安全性。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

設(shè)計應(yīng)考慮通風(fēng)風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速設(shè)定,嚴(yán)格控制實驗室內(nèi)噪音小于JGJ91-93 OSHA要求的55分貝,排風(fēng)管徑應(yīng)同時應(yīng)考慮未來發(fā)展的預(yù)留空間。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

有防爆要求的特殊實驗室(如氣瓶室、溶劑儲存室等)將參照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》對防爆、泄爆、換氣進行特殊考慮,應(yīng)單獨設(shè)置防爆風(fēng)機,保證室內(nèi)有效的換氣次數(shù)。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

實驗室通風(fēng)系統(tǒng)的基本組成:

1、通風(fēng)末端設(shè)備:主要包括通風(fēng)柜、萬向排氣罩、原子吸收罩、吹吸式排風(fēng)罩等。

2、排風(fēng)風(fēng)道系統(tǒng): 主要包括風(fēng)機、顯熱回收、風(fēng)管風(fēng)閥、消聲器、廢氣處理設(shè)備等。

3、送風(fēng)風(fēng)道系統(tǒng):主要包括新風(fēng)機組、顯熱回收、風(fēng)道、風(fēng)閥、 消聲器、風(fēng)口等。

4、控制系統(tǒng):

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

實驗室將按照通風(fēng)分區(qū)設(shè)置新風(fēng)機組,新風(fēng)機組通常采用變頻組合式新風(fēng)機組,包括:過濾段、熱回收段、盤管段、加濕段、風(fēng)機段。變頻排風(fēng)機組將按照設(shè)計要求在本層進行設(shè)置或集中設(shè)置在設(shè)備層。

實驗室通風(fēng)將需要能根據(jù)設(shè)備的使用情況和壓力變化情況進行聯(lián)動,以保證實驗室內(nèi)的氣流穩(wěn)定、安全。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

通常來說,根據(jù)實驗室和排風(fēng)要求的不同,排風(fēng)管道可設(shè)置為:不銹鋼、PVC、無機玻璃鋼等;新風(fēng)管道可設(shè)置為:鍍鋅鋼板、布袋式風(fēng)管等。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

實驗室通風(fēng)控制系統(tǒng):

實驗室通風(fēng)系統(tǒng)、氣體泄露監(jiān)測系統(tǒng)、消防系統(tǒng)將需要設(shè)置有效聯(lián)動。實驗樓內(nèi)將分設(shè)控制中心,氣體監(jiān)測系統(tǒng)、通風(fēng)自控系統(tǒng)將集中到樓內(nèi)控制室,所有點位保證可視、可控。對于大型實驗室通風(fēng)控制系統(tǒng)將采用主動式、壓力無關(guān)的控制系統(tǒng),對通風(fēng)流量精準(zhǔn)控制:

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

壓力無關(guān):

美國國立衛(wèi)生研究院設(shè)計方針及規(guī)范參考資料-機械

任何新建的實驗室設(shè)施內(nèi)的通風(fēng)柜都應(yīng)安裝具有壓力無關(guān)型的氣流量監(jiān)測裝置,并且與實驗室區(qū)域內(nèi)的視頻或音頻報警器相連。

ASHRAE-美國供暖制冷及空調(diào)工程師學(xué)會

系統(tǒng)可分為壓力無關(guān)和壓力相關(guān)兩種類型。壓力相關(guān)系統(tǒng)通常是采用定風(fēng)量控制,并對每臺排風(fēng)蝶閥的平衡葉片進行手動調(diào)節(jié)。如果壓力相關(guān)系統(tǒng)內(nèi)增加額外的通風(fēng)柜,那么整個系統(tǒng)必須重新調(diào)整平衡,排風(fēng)機的轉(zhuǎn)速可能也要進行調(diào)整。由于壓力無關(guān)型的系統(tǒng)更加具有柔性,所以在當(dāng)今的設(shè)計當(dāng)中,已經(jīng)很少采用壓力相關(guān)型的系統(tǒng)了。

系統(tǒng)空氣量的改變會造成風(fēng)道內(nèi)靜壓的變化;

緩慢的響應(yīng)時間會在設(shè)備之間產(chǎn)生振蕩;

在風(fēng)道環(huán)境中流量設(shè)備必須精確操作。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

變風(fēng)量閥門的反應(yīng)時間需要小于1秒,通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量的平衡時間需要小于3秒,以滿足安全要求:

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

由于之前介紹的通風(fēng)柜面風(fēng)速的限制要求,實驗室內(nèi)通常都需要設(shè)置通風(fēng)控制系統(tǒng),系統(tǒng)將有效控制通風(fēng)柜的面風(fēng)速滿足規(guī)范要求,同時即時調(diào)整房間內(nèi)的通風(fēng)流量以滿足壓力控制的需求:

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

定風(fēng)量(CV)控制系統(tǒng):

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

變風(fēng)量(VAV)系統(tǒng):

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

自適應(yīng)(UBC)系統(tǒng):

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

雙穩(wěn)態(tài)(2-State)控制系統(tǒng):

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

實驗室負(fù)壓控制系統(tǒng):

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

通過被動式的壓差跟蹤或主動式的流量跟蹤進行控制:

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

實驗室最小換氣次數(shù)控制:

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

對于單個實驗室房間其中有多臺VAV排風(fēng)柜,室內(nèi)相對走廊保持負(fù)壓狀態(tài),在排風(fēng)柜最小開度時需要輔助排風(fēng)保持最小換氣次數(shù)。

通風(fēng)柜面風(fēng)速控制:

將通過位移傳感器或風(fēng)速傳感器配合文丘里閥或電動蝶閥進行控制,滿足規(guī)范的面風(fēng)速要求。位移傳感器(水平、垂直、組合)準(zhǔn)確、靈敏但相對復(fù)雜,風(fēng)速傳感器簡單、直觀但相對不準(zhǔn)確。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

通風(fēng)柜控制原理:

自適應(yīng)系統(tǒng)需設(shè)置區(qū)域狀態(tài)傳感器。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

風(fēng)量控制閥控制原理:

風(fēng)量控制閥:變風(fēng)量蝶閥;文丘里閥。

風(fēng)量控制閥類型:定風(fēng)量;雙穩(wěn)態(tài);變風(fēng)量。

風(fēng)量控制閥技術(shù)要求:

壓力無關(guān):響應(yīng)時間<1秒,精度<信號的5%;

穩(wěn)定控制<5% 振蕩,控制范圍:調(diào)節(jié)比為10比1系統(tǒng);間穩(wěn)定性<1秒,精確度不受風(fēng)管布局影響,耐腐蝕性,可靠性高/簡單靈活。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

對于簡單的、變風(fēng)量設(shè)備較少、室內(nèi)環(huán)境控制要求不是很高的實驗室,蝶閥或文丘里閥都將能滿足要求;對于系統(tǒng)較為復(fù)雜、變風(fēng)量設(shè)備較多、室內(nèi)環(huán)境控制要求較高的實驗室,建議使用壓力無關(guān)的文丘里閥以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性:

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

在壓力變化的情況下,文丘里閥風(fēng)量基本沒有變化。

Phoenix文丘里閥工作原理:

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

風(fēng)量控制:

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

風(fēng)量標(biāo)定:

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

文丘里閥與蝶閥的比較:

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

實驗室間通過485通訊接口(ModBus-RTU協(xié)議)將該系統(tǒng)相關(guān)的各閥門控制 風(fēng)量、通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門開度、DDC的控制、各種報警信息傳至樓控管理系統(tǒng)。

實驗室通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能、環(huán)保:

通常來說,由于實驗設(shè)備的排風(fēng)量較大,以1.5米寬通風(fēng)柜來說,每小時的排風(fēng)量為1300立方米。對于實驗建筑來說,實驗室的獨立通風(fēng)系統(tǒng)不但有利于實驗安全,同時有利于大幅度的節(jié)能。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

實驗室送風(fēng)為全新風(fēng)系統(tǒng),為保證節(jié)能內(nèi)部舒適性通常靠室內(nèi)盤管(或VRV) 解決。當(dāng)實驗工作暫停期間,通風(fēng)系統(tǒng)將可進行關(guān)閉,只使用室內(nèi)盤管(或VRV)進行溫度調(diào)節(jié)。實驗室排風(fēng)同時應(yīng)設(shè)顯熱回收系統(tǒng)。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

實驗室新風(fēng)溫度設(shè)置:冬季新風(fēng)補給空氣溫度為17℃~19℃,夏季新風(fēng)補給空氣溫度為 26℃~28℃,這樣將有利于未來使用的大幅度節(jié)能,對于特殊需求的實驗室(如液質(zhì)使用區(qū)),可用可調(diào)節(jié)式的室內(nèi)盤管(或VRV)來降低局部區(qū)域內(nèi)的溫度。

按照馬塞諸塞大學(xué)的統(tǒng)計結(jié)果來看,1立方米/小時的排風(fēng)量,年的運行成本將為7.5美元,約合人民幣47元。而一個1萬平方米面積的化學(xué)實驗室,設(shè)計排風(fēng)量經(jīng)常達(dá)到20萬立方米/小時以上。通常我們會設(shè)置工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)兩種形式,工作狀態(tài)通風(fēng)柜面風(fēng)速設(shè)定為0.5米/秒,非工作狀態(tài)設(shè)置為0.3米/秒,實驗室的換氣次數(shù)可降至4次/小時。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

冷梁的使用僅限于:排風(fēng)量變化幅度不是很大、設(shè)備發(fā)熱量較大、用水點較少且房間密閉性較強的實驗室。

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

對于實驗室廢氣的處理,目前有水洗塔、高空排放、射流風(fēng)機、干式化學(xué)過濾、就地化學(xué)溶液過濾等方式:根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》,實驗室產(chǎn)生的廢氣需要進行處理方能進行排放,綜合對比通常建議采用干式化學(xué)過濾的方式:

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

科研建筑實驗室通風(fēng)設(shè)計

本文素材來源于互聯(lián)網(wǎng),作者:張杰,趙煜。暖通南社整理編輯。



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