某解剖实验室通风系统设计

某解剖实验室通风系统设计

浙江大学　李阳春☆

摘要　介绍了该工程的通风方式与气流组织形式,送排风系统设计以及变频控制的应用。

关键词　解剖实验室　通风系统　变频控制

De si g n of v e ntil a ti o n s yst e m f or a n a n a t o mi c a l l a b or a t ory

By Li Y angchun

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Abst r a ct Presents t he ve ntilation mode and air dist ribution f or m ,design of air supply a nd exhaust and t he application of variable f reque ncy cont rol.

Keywor ds a nat omical laborat ory ,ve ntilation system ,variable f reque ncy cont rol ★Zhejiang University ,Hangzhou ,China

0　引言

近年来,为提高医学教育基本建设水平,许多医学院都新建或改扩建供教学使用的人体解剖实验室。由于解剖标本基本采用甲醛溶液为防腐剂,对空气污染影响非常

严重,长期以来危害着师生的身心健康[1]。为改善教学环境,提高室内空气质量,防止甲醛污染和危害,必须合理组

织室内气流、彻底排除甲醛蒸气。

人体解剖室的空气质量涉及解剖工艺、解剖设施、环

境监测、空调通风、建筑等多个专业。目前尚缺乏多学科、

系统深入的研究,导致许多解剖室使用时环境恶劣、通风效果欠佳。浙江大学医学院新建教学实验大楼,建筑面积

21157m 2,其中1层和2层共有9间人体解剖实验室,共

放置68床升降式解剖台。在调查国内多所医学院解剖室建设的基础上,本文介绍该实验室项目的主要设计、施工内容和体会。

1　设计参数

解剖实验室空调通风系统与常规舒适性空调系统相比,具有送、排风量大,冷热负荷大,送风速度小,室内空气不能循环利用等特点。根据国内规范要求及相关文献[2]对解剖工艺和环境的研究结果,确定室内设计参数:夏季室内空气温度(25±1)℃,相对湿度60%～70%;冬季温水溶液中甲醛分压力明显增大,甲醛逸出量明显增多,速度也加快。南方夏季及过渡季节适当降低室内温度,可充分抑制甲醛的逸出。为防止标本干燥变质,维持室内空气相对湿度,可考虑采用加湿、除湿装置。

为保证实验过程中室内甲醛质量浓度小于或等于0.1

mg/m 3,本工程采用高能离子净化装置(包括高能离子发

生器主机、空气质量自动控制器、远端手动控制器、控制系统配套使用的甲醛探头),其产生的臭氧离子可将挥发的甲醛蒸气转化为无害的化合物。

2　通风方式与气流组织

按照传统设计手法,解剖室多采用通风罩局部排风方式,比如伞形罩上排风,或者百叶风口侧送风、侧排风方式。对于解剖实验室而言,单纯采用伞形罩上排风时,要求实验室层高较高,土建一次性投资有所增加,且数量较多的伞形罩有碍室内观瞻;如果采用侧排风方式,则需结合解剖工艺对现有定型的解剖台进行改造,才不会妨碍人员操作。上述两种排风方式排除污染物的效果不理想,特别是霉雨季节尤为突出。主要原因是气流组织不合理,室内有多个涡流区,涡流区内的污染物始终得不到排除,且不停地被卷吸并向四周扩散。

解剖实验室要达到满意的通风效果,可采取全面均匀

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上送风和各污染源处局部下排风相结合的方式(如图1所示)。在每个解剖台正上方设置散流器(法医学解剖实验室采用布气罩,如图2所示)均匀下送风,解剖台下设排风口,经排风支、干管汇总后,由排风机抽出向高空排放。这样充分利用了封闭吊顶空腔“静压箱”的作用,使送风气流均匀缓慢地向下送出,抑制甲醛蒸气向上扩散,保证操作人员的呼吸器官最先接受到新鲜干净的室外空气,同时又非常顺畅地将污物迅速排除。

3　送、排风系统工艺设计

该解剖实验室独立设置通风系统,每组通风系统由送风和排风两个子系统组成,送风机2台,风量为2600m 3

/

h ,电动机功率为1kW ;排风机风量为8480m 3

/h ,电动机

功率为3kW ;高能离子净化器风量为3500m 3/h ,功率为

0.06kW ,离子数800～1000个/cm 3

。解剖台箱体分外箱

体和内箱体,外箱体长2.0m ,宽0.8m ,内、外箱体之间形成50mm 宽的风道,甲醛蒸气主要从此风道中排出。箱体底部排风口尺寸为Φ250mm ,高出地面约300mm ,风口法兰与地面排风口采用柔性连接。

小于排风机动力,可保证室内空气不断更新。排风机与送风机、高能离子净化器联动控制。排风机和配电控制箱设置在大楼屋面,现场控制箱、空气质量控制器均设置在解剖实验室内,臭氧探头顶边距地2m 安装,甲醛探头在房间中间位置距地2m 采用不锈钢空心套管吊装。风管压力传感器设于排风道中,电动风阀执行器与解剖台排风口连接,控制管理软件、模式控制器、操作模块等集成安装在现场控制箱内。

4　变频控制应用

根据教学要求,每床解剖台都能单独控制送、排风机的启停,可以调节排风量大小。实验开始前,根据使用的解剖台编号开启控制箱内对应的开关,送风机与离子净化器随即启动,随后自动开启解剖台底部排风管道的电动风阀,屋顶排风机开始运行。排风口采用百叶窗式风门控制开关,风机变频器根据解剖台使用数量控制电动机转速调节排风机风量。离子净化器通过臭氧和甲醛探头测试室

内空气中臭氧和甲醛浓度,由空气质量控制器调节离子发生数量。

通风系统控制的主要技术性能要求:1)每间解剖实验

室单独设置控制箱,联动控制送、排风机,电动风阀以及离子净化器的启停;2)送风机采用软启动器启动,减少对电

动机启动的冲击,降低风机启动的噪声;3)排风机采用变频器调速,排风管道内设置压力传感器,解剖台下排风口设电动风阀执行器。

对单个实验室进行系统测试时,8床解剖台同时使用,在不开启排风机的情况下,约10min ,室内甲醛平均质量

浓度急剧升高到9.37mg/m 3。送、排风系统开启15min 后,甲醛平均质量浓度下降到0.47mg/m 3。约25min 后,甲醛平均质量浓度可下降到0.10mg/m 3左右。

5　结语

人体解剖实验室内的甲醛蒸气不仅影响师生教学环

境,还严重危害身体健康。在新建解剖实验室工程中,通过分析通风系统的特殊性,进一步优化送、排风系统,合理组织气流,采用新型解剖台和高能离子净化设备,可以有效防治甲醛污染、获得良好的室内空气质量。实际使用过程中,单个实验室中送、排风机与空调合计用电量约10

kW ,由于系统为全新风运行,消耗冷量或热量较大,因此要

求教师对实验室加强管理、在满足使用要求的情况下节约能源。同时,现场控制与变频控制系统的应用使得操作简单、节约能源。w w

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