實驗室通風系統設計關鍵環節
發布時間：2021-10-14來源：上海鑫睿實驗室系統工程供應商
實驗室通風設計思路是首先根據工藝要求和功能布置選擇一定數量和類型的通風柜，有的還兼有部分局部排風罩。其次計算校核房間換氣次數，當換氣次數小于等于10次或排風系統、換氣次數接近時，建議使用定風量系統，降低初投資；當換氣次數遠遠大于10次/h，可結合初投資運行費經濟比較，使用變風量系統。再次，為了保證控制系統的穩定可靠，建議定風量、變風量閥選用壓力變化無關型，變風量通風柜風量的測定和控制，以柜門位移或風速直接測定為信號，控制范圍精確調節比為10:1，系統響應時間＜2s，房間壓力控制采用直接壓力控制。通風系統設計應滿足下列原則：
（1）首先應確保實驗室的安全，包括滿足換氣次數和實驗室的負壓要求；實驗室安裝獨立的送排風系統，以控制實驗室氣流方向和壓力梯度。應確保在使用實驗室時氣流由清潔區流向污染區，保證實驗室的安全性，同事做到實驗室有害氣體經處理后排放。
（2）系統運行要穩定可靠。
（3）在滿足換氣次數和全新風條件下，維持一個安全舒適的室內環境的同時應盡可能減少能耗。
實驗室通風系統存在許多特殊性，在設計過程中需重點把握以下關鍵環節。
一、危險性評估
實驗室空調通風系統設計之前，必須對該實驗室的危險性進行綜合評估，將有害物質的性質、危險等級、濃度和用量、實驗室操作方式等作為評估條件，由此決定對人員的保護方式。當實驗過程中存在潛在的危險較低時，采用定向氣流對人員的保護，如實驗室通風柜、生物安全柜等。當實驗過程中存在的潛在危險較明顯時，則采用限制性更強的保護措施，例如全封閉的帶操作手套的密封箱等。
二、空調系統的負荷計算
由于實驗室空調系統很少在大空調設計負荷條件下運行，但又必須能對實驗室內所發生的各種情況作出迅速反應，因此在設計中要認真考慮由于內部負荷（工藝操作、設備、人員、照明等負荷）、外部條件（季節負荷變化及日夜負荷變化）、排風需求所引起的系統負荷變化。實驗室空調系統負荷通常來自以下三個部分。
1、實驗室內部的負荷
即實驗人員及實驗過程所散發的顯熱和潛熱、實驗設備及照明所散發的熱量。因此要仔細了解實驗工藝流程，獲得實際運行中的設備和工藝的發熱量，以及詳細了解實驗設備的實際使用情況，確定設備的同時使用系數，這樣才能對室內熱濕負荷做出較準確估算。
2、實驗室圍護結構的負荷
由于實驗室對室內溫度、相對濕度以及相對靜壓等均有一定的要求，因此對圍護結構的熱工性能、保溫性能、隔氣性能等有相應的要求。為了保持室內負壓狀態，對圍護結構的氣密性能也有要求。
3、新風負荷
由于實驗室排風設施多并且還有采用直流式全新風方式的空調系統，新風負荷在整個系統的負荷重占據了很大的份額。國外實驗室空調系統大部分采用直流式全新風系統，根據國內的實際情況從節能角度考慮，除了化學實驗室、使用放射性材料的實驗室和其他不能使用循環空氣的實驗室外，一般只要滿足實驗室排風設備的排風量和室內衛生條件，空調系統可采用循環空氣，以節省工程初期投資和運行費用。
三、送排風系統設計
要保證實驗室人員的安全，除了通風柜位置和數量等問題外，核心問題是保證通風柜的面風速恒定在安全范圍內，一般規定是0.5m/s±0.1m/s，這就需要通過在通風柜的調節閥處的傳感器變風量控制系統，以確保通風柜排風量達到給定的面風速。
1、通風柜的配置
（1）配置文丘里閥門或電動蝶閥控制通風柜排風量。文丘里閥門將機械的、壓力無關的調節器與高速定位的氣流控制器結合在一起滿足氣流控制的獨特要求。這些閥門可用于定風量控制或變風量控制中，用來減小額定噪聲的同時，最大限度地發揮氣流的性能。
（2）配置門高傳感器或面風速傳感器。
（3）配置紅外等區域傳感器。
（4）控制器的確定，選用響應快速的產品，防止污染物的逸出。
2、通風柜排風量的計算
實驗室空調通風系統的送、排風量的確定取決于以下三個因素：
（1）所有排風設備的排風總量；
（2）保證室內溫度及濕度要求所需的排風量；
（3）為保證室內衛生條件的最小通風量。
3、空調系統送風
空調系統的送風量除應滿足實驗室的熱舒適性外，同時還要考慮對排風的補充風量，當排風量過度大于送風量時會破壞室內的熱舒適性，特別在冬季，會使室內的工作人員感到冷風吹風感，同時還會造成室內負壓過大，對于濕度較大的實驗室，新風的補充更需要考慮由于空氣中濕度過大而產生的的冷凝現象，因此實驗室新風須由空調系統進行預處理。
4、實驗室對送排風系統要求
實驗室送風和排風應根據實驗室工藝和室內安全、衛生和環保規范要求來確定空氣過濾或特殊處理的方式。常規化學實驗室送風通常使用過濾效率為85%的空氣過濾器；排風處理可采用稀釋、過濾、洗滌、吸附等處理措施。化學實驗室的排風口和新風口應有效隔離：排風口高度最小不低于屋面3m；排風口最小風速不小于當地室外風速的1.5倍。
實驗室送風氣流組織：送風口一般布置于遠離通風柜的一側，在通風柜附近的擾動氣流速度應盡可能低，以免造成氣流將通風柜內氣體。
四、通風系統靜音設計
實驗室噪聲要求：為了給實驗人員提供較為安靜的實驗、研究環境，應該控制房間的噪聲＜65db，因此用來提供室內排風的排風機應盡量放置于室外，如果因條件限制而無法放置于室外時，應對于防止于室內吊頂中的排風機做好相應的降噪措施。同時對排風管道的材料選擇、布置及控制閥門進行優化，減少由于風壓而產生的室內噪聲。
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