實(shí)驗室通風(fēng)系統是整個(gè)實(shí)驗室設計和建設過(guò)程中,規模最大、影響最廣泛的系統之一。通風(fēng)系統的完善與否,直接對實(shí)驗室環(huán)境、實(shí)驗人員的身體健康、實(shí)驗設備的運行維護等方面產(chǎn)生重要影響。
實(shí)驗室過(guò)度負壓,通風(fēng)柜氣體泄漏,實(shí)驗室噪音等問(wèn)題,一直是困擾實(shí)驗室工作人員的難題。這些問(wèn)題給長(cháng)期在實(shí)驗室中工作的人員,甚至工作在實(shí)驗室周?chē)墓芾砗秃笄谌藛T,造成了身體和心理上的嚴重傷害。一個(gè)科學(xué)、合理的通風(fēng)系統要求通風(fēng)效果好、噪音低、操作簡(jiǎn)便、節約能源,甚至要求室內壓差和溫濕度都能保持人體的舒適性。
一、實(shí)驗室通風(fēng)系統設計標準
1、《采暖、通風(fēng)與空氣調節設計規范》(GBJ19-87-2003)。
2、《通風(fēng)與空調工程質(zhì)量檢驗評定標準》(GBJ304-2002)。
3、《簡(jiǎn)明通風(fēng)設計手冊》(GB50194-2002)。
4、《壓縮機、風(fēng)機、泵安裝工程施工及驗收規范》(JBJ29-2002)。
5、《電氣裝置安裝工程低壓電器施工及驗收規范》(GB50254-96)
6、《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)。
7、《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB3095-1996)。
8、《城市區域環(huán)境噪聲標準》(GB3096-93)。
9、《建筑設計防火規范》(GB50016-2006)。
10、《公共建筑節能設計標準》(GB50189-2005)。
11、本公司相關(guān)資料及甲方提供的相關(guān)資料。
二、實(shí)驗室通風(fēng)系統設計原則
1、 根據大樓的結構特點(diǎn),就近開(kāi)設風(fēng)井,劃分排風(fēng)和補風(fēng)系統,管道系統做到“短、平、順、直”,減小系統阻力,降低系統噪聲;
2、 排風(fēng)和補風(fēng)系統達到風(fēng)量平衡,保持室內-5Pa—-10Pa的負壓,防止有害氣體的散溢,保證實(shí)驗人員的身心健康;
3、 夏天補冷風(fēng)、冬天補暖風(fēng),保證室內溫濕度的舒適性;
4、 采用智能變頻控制系統,達到操作方便、節能降噪的目的;
5、 綜合考慮各項因素,采用投資少、運行穩定、運行費用低、運行效果好的成熟工藝;
6、 所選擇的工藝必須滿(mǎn)足現場(chǎng)條件,平面布置簡(jiǎn)潔、緊湊、少占地,并方便生產(chǎn)操作和維護維修;
7、 非標設備應符合國家或行業(yè)相關(guān)規范,并保證性能穩定、外表美觀(guān);
8、 在設計中充分考慮噪聲、臭味等,防止二次污染的產(chǎn)生,不給周?chē)h(huán)境造成新的污染;
9、 處理設施具備沖擊負荷能力,確保廢氣達標排放。
三、實(shí)驗室通風(fēng)系統參數說(shuō)明
1、支管路內風(fēng)速6~8m/s, 干管路內風(fēng)速8~14m/s;
2、通風(fēng)設備設計風(fēng)量:
通風(fēng)柜面風(fēng)速:0.3~0.8 m/s,單臺1200*800*2350通風(fēng)柜設計風(fēng)量1500m3/h,單臺1500*800*2350通風(fēng)柜設計風(fēng)量1800m3/h,單臺1800*800*2350通風(fēng)柜設計風(fēng)量2200m3/h,萬(wàn)向抽氣罩面風(fēng)速:≥0.35 m/s,萬(wàn)向抽氣罩排風(fēng)量150~350 m3/h,原子吸收罩面風(fēng)速:≥0.35 m/s,排風(fēng)量350~600 m3/h。
3.換氣次數:
一般化學(xué)實(shí)驗室的換氣數:8~12次/小時(shí)
4.通風(fēng)系統使用終端噪聲≤62db。
5.風(fēng)機采用耐腐蝕玻璃鋼離心風(fēng)機,系統采用變頻控制,以達到節能和降噪的目的。
四、實(shí)驗室通風(fēng)系統通風(fēng)柜技術(shù)參數
一)定風(fēng)量系統通風(fēng)柜
1、排風(fēng)量
移動(dòng)門(mén)在工作開(kāi)啟高度0.5m,面風(fēng)速保持0.5m/s情況下,應在《排風(fēng)柜》JB/T6412-1999技術(shù)標準規定的排風(fēng)量范圍內,實(shí)際排風(fēng)量不得大于計算排風(fēng)量的5%(計算排風(fēng)量=移門(mén)寬度*移門(mén)開(kāi)啟高度*0.5m/s*3600秒)。
2、面風(fēng)速
2.1在滿(mǎn)足移動(dòng)門(mén)位的工作開(kāi)啟高度0.5 m,面風(fēng)速保持0.5 m/s條件下,排風(fēng)量不變,移動(dòng)門(mén)開(kāi)啟高度發(fā)生變化時(shí),面風(fēng)速可滿(mǎn)足以下要求:
2.2移動(dòng)門(mén)開(kāi)啟高度在門(mén)全開(kāi),平均面風(fēng)速大于0.3m/s;
2.3移動(dòng)門(mén)開(kāi)啟高度在0.15m,平均面風(fēng)速小于0.7m/s;
2.4面風(fēng)速均勻度(須帶低風(fēng)速偵測儀);
2.5排風(fēng)柜的面風(fēng)速應分布均勻,在移門(mén)開(kāi)啟高度0.5m,面風(fēng)速0.5m/s情況下,在移門(mén)開(kāi)啟面積內,上下左右每隔0.3m處,取一個(gè)點(diǎn),測得的面風(fēng)速,其最大值、最小值與算術(shù)平均值的偏差小于15%。
3、通風(fēng)柜阻力
排風(fēng)柜移動(dòng)門(mén)開(kāi)啟至最高位置時(shí),在達到《排風(fēng)柜》JB/T6412-1999技術(shù)標準規定的排風(fēng)量和面風(fēng)速保持0.5m/s的條件下,排風(fēng)柜阻力應小于或等于70Pa。
4、其它功能要求
通風(fēng)柜操作面板控制系統須為液晶顯示(使用者操作起來(lái)更安全方便)。柜內高溫報警功能; 如選用KFJ-17型面風(fēng)速監控聲光報警器(風(fēng)速過(guò)高、過(guò)低報警功能);自動(dòng)延時(shí)保護裝置,能徹底抽空殘余腐蝕、有害、有毒氣體;電壓0~220V范圍內任意調節功能;步進(jìn)風(fēng)閥執行系統任意調節功能。
二)變風(fēng)量系統(VAV)通風(fēng)柜
1、根據美國ANSI Z9.5-2003標準,通風(fēng)柜面風(fēng)速高于或低于0.5m/s都可能導致有害氣體外逸,過(guò)低的面風(fēng)速無(wú)法有效捕捉排放的有害物質(zhì),過(guò)高的面風(fēng)速導致通風(fēng)柜內氣流形成紊流和渦流,同樣可能導致有害物質(zhì)逸出。為確保排風(fēng)效果,通風(fēng)柜采用VAV變風(fēng)量控制方式,要求通風(fēng)柜面風(fēng)速穩定在0.5m/s±5%;
2、采用直接風(fēng)速測量控制系統,能夠快速有效的保證通風(fēng)柜面風(fēng)速,從而達到保證實(shí)驗室工作人員安全的目的。為避免環(huán)境溫濕度對普通風(fēng)速傳感器的基準點(diǎn)飄移影響,通風(fēng)柜控制系統使用熱線(xiàn)型風(fēng)速傳感器對面風(fēng)速進(jìn)行真實(shí)測量;風(fēng)速傳感器配備獨特的自潔式過(guò)濾器,具有防灰塵堵塞功能;
3、風(fēng)速傳感器檢測到面風(fēng)速變化時(shí),控制器發(fā)出信號給執行器,通過(guò)改變變風(fēng)量閥門(mén)開(kāi)度來(lái)使面風(fēng)速回到設定值,要求系統響應時(shí)間小于3秒;
4、通風(fēng)柜的風(fēng)速傳感器實(shí)時(shí)監測真實(shí)的面風(fēng)速,當面風(fēng)速不在設定范圍內時(shí),經(jīng)15秒延時(shí)后監控器發(fā)出聲光報警;
5、監控器有最大風(fēng)量和最小風(fēng)量功能,當發(fā)生緊急情況時(shí)可以按下最大風(fēng)量按鈕,排風(fēng)閥門(mén)完全打開(kāi),當希望通風(fēng)柜以小風(fēng)量運行時(shí)(例如晚上)可以按下最小風(fēng)量按鈕,通風(fēng)柜以小風(fēng)量運行;
6、監控器還具有低風(fēng)速運行按鈕,按下這一按鈕,可以使面風(fēng)速設定值為正常值的70%,用來(lái)減少氣體排放以節能,(當通風(fēng)柜內有高危險性物質(zhì)時(shí)不建議使用)。
五、實(shí)驗室通風(fēng)系統控制
一)定風(fēng)量系統控制
1、系統采用靜壓傳感自動(dòng)變頻控制(或PLC編程控制),靜壓傳感自動(dòng)變頻控制可以根據開(kāi)啟通風(fēng)設備的數量變化,將其感應到的靜壓轉變成0-10v的電信號輸入變頻器從而自動(dòng)調節風(fēng)機頻率,使風(fēng)機的抽風(fēng)量與實(shí)際所需排風(fēng)量相匹配,從而確保排風(fēng)效果,達到節能節噪的效果;
2、每臺通風(fēng)柜安裝一個(gè)電子風(fēng)量調節閥,其控制開(kāi)關(guān)和變頻控制系統及風(fēng)機聯(lián)動(dòng),可實(shí)現單臺或多臺通風(fēng)設備等不同工況下的控制。風(fēng)量調節閥采用數顯可調角度的電子風(fēng)量調節閥,并且有記憶功能(即可以記住此次調節的角度,下次打開(kāi)時(shí)仍然調到設計的角度)。
3、系統風(fēng)閥和風(fēng)機整體聯(lián)鎖,實(shí)現氣流的有序流動(dòng),平衡系統風(fēng)量,防止氣流反串、倒流。
二)變風(fēng)量系統(VAV)控制
1、系統采用靜壓傳感自動(dòng)變頻控制,靜壓傳感自動(dòng)變頻控制可以根據開(kāi)啟通風(fēng)設備的數量變化,將其感應到的靜壓轉變成0-10v的電信號輸入變頻器從而自動(dòng)調節風(fēng)機頻率,使風(fēng)機的抽風(fēng)量與實(shí)際所需排風(fēng)量相匹配,從而確保排風(fēng)效果,達到節能節噪的效果;
2、每臺通風(fēng)柜安裝一個(gè)文丘里變風(fēng)量風(fēng)閥,其控制開(kāi)關(guān)和變頻控制系統及風(fēng)機聯(lián)動(dòng),可實(shí)現單臺或多臺通風(fēng)設備等不同工況下的控制。變風(fēng)量調節閥門(mén)采用數顯可調角度的文丘里風(fēng)閥,并且有記憶功能(即可以記住此次調節的角度,下次打開(kāi)時(shí)仍然調到設計的角度)。
3、系統風(fēng)閥和風(fēng)機整體聯(lián)鎖,實(shí)現氣流的有序流動(dòng),平衡系統風(fēng)量,防止氣流反串、倒流。
根據實(shí)驗大樓的實(shí)驗流程,設計出完美的實(shí)驗室平面布局,由平面布局結合整棟實(shí)驗大樓的給排水、消防、供電、采暖、空調、供氣等因素,且充分考慮管內空氣流速對室內噪聲的影響確定最佳管路,同時(shí)根據客戶(hù)使用不同要求,結合管路特性,研制開(kāi)發(fā)與之匹配的風(fēng)機,設計出最佳通風(fēng)排毒工程。
概況現代化的實(shí)驗室對通風(fēng)系統的要求,結合實(shí)驗大樓給排水、消防、供電、采暖、空調、供氣等專(zhuān)業(yè),設計完備和科學(xué)的通風(fēng)統統工程,保障實(shí)驗室安全。為實(shí)驗室工作人員提供最安全舒適的實(shí)驗室環(huán)境。
●實(shí)驗室通風(fēng)的目標:
安全、環(huán)保、低能耗、舒適;
●實(shí)驗室通風(fēng)控制方案:
CAV系統(定風(fēng)量控制)、2S系統(雙穩態(tài)控制)、VAV系統(變風(fēng)量控制)、UBC系統(自適應控制);
六、實(shí)驗室通風(fēng)系統案例