实验室通风系统设计--系统规划

实验室通风系统设计--系统规划

陈培聪

【摘要】本文针对实验室的特殊性，阐述实验室通风系统的类型，分析实验室通风系统设计中系统规划的考虑因素及需要把控好的重难点，为建设安全可靠、绿色节能的实验室工程提供可靠的依据。

【关键词】实验室安全通风

随着科技的飞速发展，大众安全、环保、节能意识的不断提高，人们对实验环境的安全舒适、实验数据的高精准度提出迫切需求。

作为实验室建设中关键的组成部分，通风系统起着保证正确的气流组织，维持合理的房间压力的作用。而科学的系统规划是通风系统发挥如此作用的关键条件，是系统环保、节能的重要保障措施。

那么，要如何做到科学的系统规划呢？

一、合理的系统划分；

实验室通风系统分为实验室排风系统和实验室补新风系统。

（一）实验室排风系统

实验室排风系统根据服务对象的不同，可以分为局部排风设备的排风系统和房间的整体通风换气。

一般情况下，这两种类型的排风系统建议分系统规划，理由：

1）废气浓度不一样；

局部排风系统主要针对有毒有害、蒸发和粉尘的发散源，废气浓度大。合并系统规划时，废气窜流容易造成普通实验室房间污染。

2）排风量相差大；

局部排风设备的排风量均有国家标准，排风量大。比如，1500mm宽的通风柜，依据《实验室变风量排风柜标准》JB/T222-2007面风速要求，排风量为1100-1900CMH。

而一间30平方米的普通实验室，房间整体通风换气量仅为468CMH。

合并系统规划时，即便采用变频控制系统进行节能调节，仍然会增加运行成本，

造成不必要的浪费。

3）控制方式不一样；

除少数特殊局部排风设备根据规范要求须独立设置排风系统外，其他局部排风设备均可以根据一定原则整体规划系统，采用变频控制系统进行控制。

而对于房间整体通风换气，根据不同系统类型，其控制方式有变频控制、定频控制、定时控制等。

（1）局部排风设备的排风系统根据废气类型的不同，可以分为有机废气处理系统、无机废气处理系统和生物废气处理系统。

一般情况下，这三种类型的排风系统建议分系统规划，特别是生物废气处理系统。比如，B1生物安全柜的排风，根据《生物安全柜》YY0569-2005要求,独立设置排风系统，不与其他排风系统合并。

这三种类型的排风系统之所以分系统规划，主要原因在于方便进行废气处理。既有工艺流程的因素，环保方面的因素，也有降低建设成本的考虑。

另外，有机废气处理系统或无机废气处理系统经常会被拆分为仪器室（如光谱室、色谱室等）局部排风设备排风系统和非仪器室（如前处理室、理化室、化学实验室等）局部排风设备排风系统。

（2）房间的整体通风换气并没有明确的分类。

目前，此类通风系统的规划主要是为了实现不同的控制方式，例如：

1）需要定时排风的实验室房间有：样品室（含留样室、样品保管室、菌种保存室等）、试剂库房（含有机试剂室、无机试剂室、危险品储存室等）、气瓶室（含易燃易爆气瓶间、惰性气瓶间等）、标准物质室等、废液间；

1）需要定频/变频排风的实验室房间有：高温室、洗涤室、灭菌室及其他普通实验室房间；

（二）实验室补新风系统

根据《科学实验室建筑设计规范》JGJ 91-93要求，工作时间连续使用排风系统的实验室应设置送风系统，送风量宜为排风量的70%。

目前，有补新风需求的实验室房间补新风系统可以根据一定原则整体规划系统，采用变频控制系统进行控制。

（三）系统划分

综合以上分类，根据功能间、局部排风设备的分布特点、建筑结构特征、系统控制和节能降噪等因素科学规划系统，做到以下几点：

1）安全可靠。从功能布局、气流组织、智能控制等多角度,全方位考虑,确保办公实验人员、样品、数据、仪器、系统和环境安全。

2）先进前卫。参照执行欧美和国家标准，前瞻性设计,充分考虑业务拓展，预留一定发展空间，操控智能化。

3）低碳环保。优先废气净化处理,满足三星绿色建筑标准,低碳环保,以人为本。

4）高效节能。系统划分符合实验流程、系统使用频率，减少系统同时运行数量，提高系统运作效率，节约能源。

二、参数的选择；

（1）局部排风设备排风量

1）通风柜的面风速在全开启和部分开启时应控制在0.3-0.5m/s，特殊工艺需要时面风速可由工艺确定。（实验室变风量排风柜标准 JB/T222-2007） 2）生物安全柜的排风量（生物安全实验室建筑设计规范 GB50346-2011）

3）万向排气罩的排风量取决于摇臂的直径(常见有Ф75和Ф100两种规格)。

Ф75万向排气罩设计排风量为180CMH；

Ф100万向排气罩设计排风量为180CMH；

4）原子吸收罩罩口面风速υ：（实用供热空调设计手册第二版(上册) 陆耀庆）排除无刺激性的有害气体（热、湿）时，υ=0.3-0.5m/s

排除有刺激性的有害气体时，υ=1.05-1.25m/s

（2）实验室房间整体通风换气

普通实验室换气次数不宜少于6次/h。（火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程 DLT 5035-2004）

在实验过程中可能突然放散大量有害气体或有爆炸危险气体场所应设置事故通风。

事故通风量宜根据放散物的类型、安全及卫生浓度要求按全面通风计算确定，且换气次数不应小于每小时12次。（民用建筑供暖通风与空气调节设计规范

GB50736-2012）

（3）实验室补新风系统

送风百叶的出风口风速，宜采用2-5m/s。

（4）风管内的空气流速

排风系统：支管路内风速6～8m/s, 干管路内风速8～12m/s；

补新风系统：（民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB50736-2012）

三、材料的选配；

不管是局部排风设备的排风系统还是实验室房间整体通风换气，实验室排风系统均长期接触实验室酸碱废气。因此，排风系统的用材用料均应选配耐腐蚀材质。

（1）风机：

1）排风机：

常用类型：离心风机、箱式离心风机、轴流风机、斜流风机；