专 注 实 验 室 规 划 / 设 计/ 施 工

由于化验工作中常常会产生有毒或易燃的气体，因此化验室要有良好的通风条件，通风设施一般有3种：
①全室通风采用排气扇或通风竖井，换气次数一般为5次/时。
②局部排气罩一般安装在大型仪器发生有害气体部位的上方。在教学实验室中产生有害气体的上方，设置局部排气罩以减少室内空气的污染。
③通风柜这是实验室常用的一种局部排风设备。内有加热源，水源，照明等装置。可采用防火防爆的金属材料制作通风柜，内涂防腐涂料，通风管道要能耐酸碱气体腐蚀。风机可安装在顶层机房内，并应有减少震动和噪音的装置，排气管应高于屋顶2m以上。一台排风机连接一个通风柜较好，不同房间共用一个风机和通风管道易发生交叉污染。通风柜在室内的正确位置是放在空气流动较小的地方，或采用较好的狭缝式通风柜。通风柜台面高度800mm，宽750mm，柜内净高1200-1500mm，操作口高度800mm，柜长1200-1800mm。条缝处风速0.3-0.5m/s视窗开启高度为300-500mm。挡板后风道宽度等于缝宽2倍以上。


化学实验室暖通系统：实验室排风涉及实验人员的安全性和舒适性，必须严格控制好排风效果、噪声和节能等因素。通常，为避免实验室内产生的毒害气体交叉污染，实验室气流方向应从低危险区域向高危险区域流动，气流设计应从办公区域，廊道，以及其他辅助区域流入实验室，保持实验室内的适当负压，确保实验室内的气流不外泄到走廊，为保证效果必须采用VAV变风量排风系统。同时，需采取有效的变风量补风措施，并保持实验室内的适当负压（5～10）Pa，且补风不能影响室内温度。这些与普通的办公室暖通空调要求相差很大。

化学实验室通风设计建设

1、排风量
移动门在工作开启高度0.5m，面风速保持0.5m/s情况下，应在《排风柜》JB/T6412－1999技术标准规定的排风量范围内，实际排风量不得大于计算排风量的5％（计算排风量＝移门宽度*移门开启高度*0.5m/s*3600秒）。
2、面风速
2.1在满足移动门位的工作开启高度0.5 m，面风速保持0.5 m/s条件下,排风量不变，移动门开启高度发生变化时，面风速可满足以下要求：
2.2移动门开启高度在门全开，平均面风速大于0.3m/s； 2.3移动门开启高度在0.15m，平均面风速小于0.7m/s； 2.4面风速均匀度（须带低风速侦测仪）；
2.5排风柜的面风速应分布均匀，在移门开启高度0.5m，面风速0.5m/s情况下，在移门开启面积内，上下左右每隔0.3m处，取一个点，测得的面风速，其最大值、最小值与算术平均值的偏差小于15％。
3、通风柜阻力
排风柜移动门开启至最高位置时，在达到《排风柜》JB/T6412-1999技术标准规定的排风量和面风速保持0.5m/s的条件下，排风柜阻力应小于或等于70Pa。
4、其它功能要求
通风柜操作面板控制系统须为液晶显示（使用者操作起来更安全方便）。柜内高温报警功能；如选用KFJ-17型面风速监控声光报警器（风速过高、过低报警功能）；自动延时保护装置，能彻底抽空残余腐蚀、有害、有毒气体；电压0～220V范围内任意调节功能；步进风阀执行系统任意调节功能。

一、整体设计

实验室通风系统的整体设计。首先应考虑有效排气和噪声干扰这两大互相制约因素的影响，同时还应该注意实验室的功能要求和室内布局的美观。风机的安装位置一般有室内和楼顶两种。一般来说，风机安装在楼顶不仅可以节省实验室的有效空间，避免风机噪音直接扰，还可以有效排放有害气体，并且方便安装。因此，应首选把风机安装于楼顶。当单台风机排气量超过2000立方米/H时，室内噪声就会很大。在保证有效换气量的前提下，可以采取多台小风机运行的方式降低噪声。小风机本身震动小，多台风机时运转时的异步性也会抵消部分震动噪声;增加通风管道的长度和转弯次数也会降低部分噪声，但这需要加大风机功率。实验室所在楼层的位置，往往决定通风管道的长度。这也是影响排气量和噪声的重要因素之一。
上例中，分析实验室位于实验楼的顶层，通风管道较短，噪声问题尤为突出。换气量3750立方米/H，如采用一台3000W大功率风机，虽然可以保证换气量的要求，但噪声干扰会十分严重。如采用4台750W多翼式小风机，既可满足的换气量的要求，又可大大降低噪声。解剖学实验室位于实验楼的一层，通风管道长达20多米，可以有效的抑制部分噪声，但也会损失一定的排气量。采用两台3000W风机运行，则能够满足以上要求。


二、实验室换气量的计算

根据实验中有害气体的散逸程度，换气速度大体可选在10—20次/H。在废气对人体危害程度不高，且散逸不严重的情况下，可选10次/H，如低于10次，则不能有效的排除室内废气。如换气量过大，则室内噪声加大。我们在设计中，分析实验室选用换气速度为14次/H，解剖学实验室选用换气速度为18次/H，换气效果良好：室内无异味，室内噪声均低于55分贝。换气量计算方法：换气量=室内有效空间×换气次数/H室内有效空间=室内容积-室内设施体积：以SICOLAB承接的某校分析实验室和解剖学实验室为例说明：两个实验室的有效空间均为：长×宽×高-室内设施体积=250立方米。根据废气的有害程度，设计分析实验室换气速度为15次/H。则换气量=250×15=3750立方米/H。即每小时排出的空气体积为3750立方米解剖学实验室换气速度为18次/H，则换气量=250×18=4500立方米/H。即每小时排出的空气为4500立方米。计算出的换气量，可以作为通风系统的总体设计以及排气管道、风机选用的依据。




三、实验室换气量的测算

通风系统安装完毕后，换气量能否达到设计要求，可按以下方法进行测算。
（1）换气量的测算：使用风速仪，在排风风机的出口处多点采集数据（不少于4点）取其平均值为基本数据。测量风机出口截面积，进行计算。换气量=实测风速×风机出口截面×3600上例中，解剖学实验室实测风速为5.2米/秒，出风口截面为0.12平方米。代入上式为，实际换气量=5.2×0.12×3600=2246.6立方米/H。双机同时运行，实际换气量为4492立方米/H。
（2）室内换气速度=换气量/室内有效空间=4492/250=17.92次/H，约为每小时18次。分析实验室实测风速为5.56米/秒，出风口截住面为0.048平方米。四台风机同时运转的排气量=5.56×0.048×4×3600=3843立方米/H。换气速度=3843/250=15次/H，略大于设计要求，因其噪音不超标，可以正常使用。

有了足够的换气量，并不一定能有效的排除室内有害气体，在室内还必须保证正确的气流方向，才能使新鲜空气进入，有害气体排出。也就是说，室内气流方向不正确，就可能使换气气流短路，进入室内的新鲜空气被排出了，而有害气体却仍滞留在室内，这同样无法达到换气的目的。一般室内气流方向的形成，取决于出风口和进风口的位置。要根据出风口的位置来确定进风口的位置。上例中，分析实验室出风口在屋顶，我们就在室内墙壁距地面300mm处开进气孔。孔径120mm，两面墙上共开十孔，孔外侧以PVC网罩镶于墙上，内以PVC管封盖封堵。在使用通风系统时，旋下封盖，可有效补充室内空气;停用时，可将封盖盖上，以防灰尘进入室内。这就保证了室内气流方向是自下而上、自四周而集中流向出风口的走向。上例中解剖学实验室的出风口位于解剖实验台下边，室内气流是往下方流动的，这就可以不必另设进风口了。因为门窗的缝隙，足可以补充室内空气，而门窗的进气方位一般是在实验台上方，这就保证了室内气流是自上而下、自四周而集中于出风口的走向。合理的气流方向，可以确保有效地更换室内空气。

    一、实验室空调通风设计


（1）通用理化实验室通风系统设计
本大楼某层理化实验室通风系统由工艺排风与空调补新风系统组成，正常使用时设置独立工艺机械排风系统，排风量按换气次数20~30次/h确定或通过通风柜、万向排风罩等设置局部机械排风系统。同时补充空调新风，补风量按排风量的80~90%确定以维持室内空调温度，其余不足部分通风余压阀由走道补人。实验室夜间设置非工艺机械排风系统，排风量按换气次数6~8次/h，通过负压自然补风。

（2）通用实验室舒适性变频多联式空调系统设计本大楼某层理化实验室在设置空调新风/排风系统的同时辅以变频多联式空调系统，以解决外围护结枸所带来的冷/热负荷。


二、实验室变风量控制系统

（1）通风柜排风控制
在本理化实验室内的通风柜排风控制系统采用调节柜门传感器，根据实验中调节通风柜门的开度进行点对点直接控制，调整并控制通风柜排风量，保证通风柜所开启的平均面风速维持在恒定范围内，减少有害气体在实验过程中溢出。该方式与传统的测面风速或测腔体压力以及采用流M测tt装置闭环控制风曩的方法比较，具有更加快速、稳定、不易受外部环境干扰等优势。
（2）万向排气罩及中央排风罩等排风控制
在本理化实验室内的不同类型排风罩正常使用时，排风座满足设计要求。不使用时，排风即可减少至最小。由安装在指定位置的双位开关控制风量大小。
（3）在理化实验室内微负压补风控制
3排风量调整时，空调新风补风量相应调节到位的时间尽可能小于等于1秒，以保证在此过程中房间保持较为稳定的微负压，在本实验室内的补风控制系统采用余风量原理，通过调节补风量维持其与排风量的差值（余风量）恒定，以此保证房间微负压值的稳定;该方式与传统的利用测量房间压差或采用流量测量装置闭环调节补风量方法比较，具备更快速、稳
定、无过冲等优势。
在理化实验室内补风阀/排风阀上加装控制装置，直接根据实验室内通风柜排凤量控制房间补风阀/排风阀控制风量。
（4）文丘里气流控制阀
随着现代安全意识的提升，实验室工作人员对工作环境安全保障提出了更高的需求，在设计实验室通风设计对系统压差控制必须是高可靠性、高精度的。
文丘里气流控制阀结合机械的压力无关调节器与高速的气流控制器，将气流控制扩展至最高水平。通过空气流动力学设计，快速反应（反应时间<1秒）的自动压力平衡装置，提供可靠的通风柜集尘与室内压力的控制W。因此在本大楼有负压控制要求的理化实验室、前处理室等建筑房间内设计采用定风量阀、双稳态阀可以严格控制送风量、排风量，从而形成稳定的压差风量，控制实验室压差稳定。使用变风量阀房间进行调控，使送风管阀流量追踪排风管阀流M，可形成稳定的压差风±t，控制实验室乐差稳定，以便更加快速、有效控制有害气体扩散。



三、实验室排风系统控制


（1）排风风机控制要求：
根据使用需求，通过本实验室智能化控制系统启停风机，并配备变频控制器e风机处于运行状态下，控制系统变频控制风机转速，将系统末端最不利阀门前后压差控制在恒定值。
（2）控制系统配置:
每台风机配置变频器控制风机转速，排风机配置风压开关检测排风机前后爪差，以监控排风机工作状态，并反馈至
DDC自动控制器，以保障排风机（常备用）间的自动切换，每个排风系统配置压力变送器检测管道内的排风压力，并以此作为变频控制要求。
（3）变频控制原理：

本理化实验室内排风系统稳定，文丘里阀工作正常时，将压力变送器检测到的末端阀门前后压差作为设定值。当排风系统中通风柜或排气罩的排风±4增加时，压力变送器检测到的数值便会小于设定值，此时通过变频控制器提高风机转速，加大排风机风量，直至仄力变送器检测到的数值接近或等于设定值。反之，则通过变频控制器降低风机转速，减少排风机的风量，在满足系统所需要风量的同时降低能耗。


四、实验室新风系统控制


（1）新风空调箱风机控制要求：
根据使用要求，通过本实验室控制系统启停空调箱风机（新风空鑛箱的风机均采用变频控制）。风机处于运行状态下，控制系统变频控制风机转速，将系统末端最不利阀门前后压左控制在恒定值。
（2）控制系统配置：
新风机配置均变频器控制风机转速，新风:空调箱的送风主管配置设置压力变送器检测末端阀门前后压差，并以此作为变频控制目标。
（3）变频控制原理：
当本理化实验室内补风系统稳定，系统中文丘里阀工作正常时，将压力变送器检测到的末端阀门前后压差作为设定值。该补风系统中房间补风使用风量増加时，压力变送器检测到的数值便会小于设定值，此时通过控制变频器提高风机转速，加大补风量，直至压力变送器检测到的数值接近或等于设定值。反之，则通过控制变频器降低风机转速，减少新风机的风量，在满足系统所需风量的同时减低能耗。