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药企实验室的通风控制及换气次数有哪些要求
发布时间:2022-07-28   点击次数:397次

实验室设(she)(she)计是行业中常用的(de)专项设(she)(she)计,包(bao)(bao)括了(le)化学(xue)、生物(wu)、动物(wu)、物(wu)理实验室等各个(ge)类别。空调通风系统(tong)的(de)设(she)(she)计包(bao)(bao)含了(le)空气处理、制冷(leng)加热(re)和(he)除湿(shi)、气流组织、控制、安全(quan)等部(bu)分(fen),它们是一个(ge)整体而不是独立系统(tong)。

对实(shi)验室(shi)的(de)(de)(de)功能(neng)了解是通风系统选(xuan)择和(he)设计(ji)(ji)的(de)(de)(de)决定因数,提(ti)供一个安全的(de)(de)(de)环(huan)(huan)境给工(gong)作人员是首要目标(biao),在(zai)实(shi)验室(shi)的(de)(de)(de)系统设计(ji)(ji)中,设计(ji)(ji)者(zhe)要彻底(di)研究所有(you)(you)的(de)(de)(de)因数,找到最合适(shi)的(de)(de)(de)设计(ji)(ji)。化学实(shi)验室(shi)由湿法化学间(jian)(jian),加(jia)热间(jian)(jian),恒温(wen)恒湿间(jian)(jian),通用试验间(jian)(jian)、注塑(su)间(jian)(jian)和(he)办(ban)公间(jian)(jian)组(zu)成。除恒温(wen)恒湿间(jian)(jian)的(de)(de)(de)环(huan)(huan)境,其他房(fang)间(jian)(jian)只需要温(wen)度控制,并(bing)且都(dou)没有(you)(you)洁净要求。ASHRAE规定实验室空调和(he)通风(feng)设(she)计(ji)参数包(bao)括以下(xia):

1)室内外温度(du)湿度(du)要求(qiu);

2)空(kong)气(qi)质量;

3)设备和工艺热(re)负荷(he),包括显(xian)热(re)和潜热(re);

4)内部负荷的预期增加;

5)最小换(huan)气次(ci)数;

6)进风(feng)(feng)和补风(feng)(feng);

7)排风设备类型(xing);

8)控制和报警(jing);

9)的尺寸和数量的调整可(ke)能(neng);

10)房间(jian)压差;

11)设备和电(dian)源的备用。

1.换气次数的选择

《化工采暖(nuan)通风和空调(diao)调(diao)节设计规范(fan)》规定化验室房间的最小换(huan)气量(liang)一(yi)般在6 次(ci)/h~8/hASHRAE规定验室内的(de)(de)整体换(huan)气次数(shu)应由下列风(feng)(feng)量之决定:从局部排风(feng)(feng)设备或其他(ta)房(fang)间(jian)排风(feng)(feng)所排出的(de)(de)总风(feng)(feng)量;带走(zou)房(fang)间(jian)热负荷(he)所需的(de)(de)制(zhi)冷风(feng)(feng)量;最小换(huan)气次数(shu)需求。在使(shi)用(yong)情况下,实验室的(de)(de)最小换(huan)气次数(shu)应维持6/h~10次(ci)/h

在通常情况(kuang)下>10/时房间换(huan)气次数被(bei)认为是合适的。但是当实验室(shi)(shi)内(nei)有(you)(you)可能产生高热负荷的分(fen)析设备,或房间内(nei)有(you)(you)较大量的局部(bu)排风(feng)时,则可能需(xu)要相应(ying)增(zeng)大换(huan)气量。湿法化学(xue)室(shi)(shi)有(you)(you)通(tong)(tong)风(feng)柜,加热间有(you)(you)大量的加热炉。通(tong)(tong)风(feng)柜的计算方法则参照《化工采暖通(tong)(tong)风(feng)和空调调节设计规范》中对轻(qing)、中度危害或有(you)(you)危险的有(you)(you)害物质,在室(shi)(shi)内(nei)顶棚有(you)(you)补风(feng)的情况下,通(tong)(tong)风(feng)柜的操作(zuo)口最小吸风(feng)面速度0.5m/s。对(dui)于通(tong)(tong)风(feng)柜的使用率(lv),当通(tong)(tong)风(feng)柜的数(shu)量大于2个(ge)时,则(ze)应该取60%~70%同时使用率。加热(re)炉(lu)则是(shi)以(yi)维持(chi)炉(lu)内加热(re)温度的(de)热(re)平衡(heng)法则计算(suan)所需的(de)排风(feng)(feng)量(liang)(liang)。通(tong)(tong)过以(yi)上(shang)可以(yi)计算(suan)出总(zong)的(de)安全通(tong)(tong)风(feng)(feng)量(liang)(liang),此外负荷计算(suan)的(de)空调风(feng)(feng)量(liang)(liang),还有最小换气(qi)次数(shu)10次进行比较(jiao),三者取最大值。

2.送风(feng)(feng)和排(pai)风(feng)(feng)形式

《化工采暖通(tong)风和空调(diao)调(diao)节设计规范》规定化验(yan)室的排(pai)风量较大时,应设置室外新(xin)风补(bu)风系统,并计入新(xin)风负荷。

《科(ke)学(xue)实验(yan)室建筑设计规(gui)范》规(gui)定每个排(pai)风(feng)(feng)装(zhuang)置宜设独立的排(pai)风(feng)(feng)系(xi)(xi)统。同一个实验(yan)室内的所有(you)排(pai)风(feng)(feng)装(zhuang)置宜合用(yong)一个排(pai)风(feng)(feng)系(xi)(xi)统。工作时间连续使用(yong)排(pai)风(feng)(feng)系(xi)(xi)统的实验(yan)室应设置送(song)风(feng)(feng)系(xi)(xi)统,送(song)风(feng)(feng)量宜为排(pai)风(feng)(feng)量的70%,并(bing)应(ying)根(gen)据(ju)工(gong)(gong)艺要求(qiu)对(dui)送风进行空(kong)气(qi)(qi)净化处(chu)理。对(dui)于采(cai)暖地区(qu),冬(dong)季应(ying)对(dui)送风进行加热。送风气(qi)(qi)流不(bu)应(ying)破坏实验室排风装置的正常工(gong)(gong)作。

ASHRAE规定所(suo)有(you)从化学实(shi)验室(shi)内排(pai)出(chu)的气体均需直接(jie)排(pai)出(chu)室(shi)外,而(er)不(bu)能循环(huan)利用。因此,除非化学实(shi)验室(shi)也(ye)有(you)洁(jie)净要求(qiu),否则均需保持其相对于相邻(lin)区域为(wei)负(fu)压(ya)。而(er)是否选(xuan)择100%全新(xin)风(feng)送风(feng)系统,应做(zuo)为(wei)实验室危险评估的一个重要(yao)部分。

实(shi)验(yan)(yan)室各(ge)个单(dan)元间(jian)(jian)设置了独立的排风系统(tong),排风都安装在(zai)屋顶上。湿法化学间(jian)(jian)和(he)加热间(jian)(jian)由(you)于(yu)产(chan)生有(you)毒(du)、腐蚀、高(gao)温(wen)(wen)的气(qi)体(ti)(ti),必须(xu)采(cai)用全新风处理。其(qi)他如(ru)工(gong)作(zuo)人员(yuan)进行(xing)计算机(ji)分析的通用实(shi)验(yan)(yan)间(jian)(jian)和(he)进行(xing)材料(liao)测试的恒温(wen)(wen)恒湿间(jian)(jian),100%全新风送风系统并不是(shi)维(wei)一的选择。因为实验室不同的工艺职能,不一定要全新风通风或全新风空气处理。能满足工艺只能是首要的,100%的新(xin)风(feng)是(shi)针对(dui)通风(feng)柜(ju)的环(huan)境,而对(dui)于一般实验室(shi)循环(huan)空气处理能达到要求的,就不必要100%全新风。何况在全新风的空调环境下(xia),能(neng)耗非常高。

3.房间压差

《化工(gong)采暖通(tong)风和空调(diao)调(diao)节(jie)设计规范(fan)》规定化验室应保持(chi)相(xiang)对负压。

ASHRAE规定所有(you)从化(hua)学(xue)实(shi)验(yan)室(shi)(shi)内排出(chu)(chu)的气体(ti)均需直接排出(chu)(chu)室(shi)(shi)外,而不能(neng)循(xun)环利(li)用。因此,除非化(hua)学(xue)实(shi)验(yan)室(shi)(shi)也有(you)洁净(jing)要求否则均需保持其相对于相邻区域为(wei)负(fu)压。

这个规定其实(shi)要根据具体的(de)实(shi)施对象。本项目中(zhong)恒温(wen)恒湿间需(xu)要严(yan)格(ge)的(de)温(wen)度(du)、湿度(du)控(kong)制范围,应该设(she)计(ji)成(cheng)正压(ya)(ya)。因(yin)为如果设(she)计(ji)成(cheng)负(fu)压(ya)(ya),则(ze)相(xiang)邻(lin)区(qu)(qu)(qu)域的(de)空气去进(jin)入,一(yi)方(fang)面(mian)(mian)可能破(po)坏温(wen)、湿度(du)的(de)控(kong)制精(jing);另(ling)一(yi)方(fang)面(mian)(mian)如果污染的(de)空气进(jin)入,也可能造成(cheng)安全(quan)问(wen)题。而对于(yu)湿法化学间和加(jia)(jia)热间,为防(fang)止有毒、腐蚀、高温(wen)的(de)气体或挥发(fa)(fa)物(wu)散发(fa)(fa)到(dao)房间,甚至散发(fa)(fa)到(dao)其他的(de)区(qu)(qu)(qu)域,设(she)计(ji)成(cheng)负(fu)压(ya)(ya)是必须的(de)。实(shi)验(yan)室建筑的(de)办(ban)公区(qu)(qu)(qu)域,应相(xiang)对于(yu)走(zou)廊和实(shi)验(yan)室始终(zhong)维持正压(ya)(ya)。实(shi)验(yan)室内气流应从低危险(xian)区(qu)(qu)(qu)域流向高危险(xian)区(qu)(qu)(qu)域,最终(zhong)通过各类通风柜(ju)或加(jia)(jia)热设(she)备排到(dao)室外。

4.控制(zhi)系统

控制应(ying)该把以上几项综合起来,可以满足整个实验室(shi)(shi)的(de)(de)房(fang)间压力(li)、各房(fang)间压差、通风(feng)量、温湿度和各方(fang)面的(de)(de)安全控制要(yao)求(qiu),同(tong)时降(jiang)低能耗。实验室(shi)(shi)内往(wang)(wang)往(wang)(wang)存(cun)在许多不利于(yu)人体(ti)健康的(de)(de)化学物质污(wu)染源,特别是有害气体(ti),将其(qi)排除非常重(zhong)要(yao)。但(dan)与(yu)此同(tong)时,能源往(wang)(wang)往(wang)(wang)会被大(da)量的(de)(de)消耗,因而实验室(shi)(shi)的(de)(de)通风(feng)控制系(xi)统(tong)的(de)(de)要(yao)求(qiu)从早期定风(feng)量,双(shuang)稳(wen)态,变风(feng)量系(xi)统(tong),到最(zui)新(xin)的(de)(de)适应(ying)性控制系(xi)统(tong)。所谓最(zui)为安全、舒适的(de)(de)环境(jing),并要(yao)求(qiu)蕞节能的方式是不能太过于奢望。系统响应迅速确保人身安全,以高的精确性正确控制送排风的平衡和室内压力,提供最大的稳定性。尽量降低用户前期投入,同时减少用户在运行、能源消耗及维护等方面的费用。

ASHRAE规定实验室控(kong)制(zhi)一(yi)方面调整设备(bei)的温度和湿度控(kong)制(zhi);另一(yi)方面监(jian)控(kong)安全设施(shi)保护工作人员,用哪个系统,只要(yao)对当前(qian)实验室是合适的。

化学实(shi)验(yan)室的(de)(de)(de)通风(feng)(feng)采用定(ding)风(feng)(feng)量还是(shi)变风(feng)(feng)量控(kong)制系统,这取决于设计(ji)者、使用者和设施管理者对其(qi)所要求的(de)(de)(de)功能初次投资(zi)和运行费用等问(wen)题的(de)(de)(de)综(zong)合考(kao)虑。定(ding)风(feng)(feng)量(CAV)系统被(bei)设计用来为(wei)所有的通(tong)风(feng)(feng)柜和加热炉(lu)提供总(zong)的排(pai)风(feng)(feng)流量(liang),不管这些(xie)通(tong)风(feng)(feng)柜和加热炉(lu)是否被(bei)占用,总(zong)的流量(liang)都保持一(yi)(yi)定。这一(yi)(yi)方法采用机械限位挡(dang)块限制调节阀门开度,可(ke)能最大减小40%流量。变(bian)风(feng)量系统(VAV),则是系统容量的减小超过10%或20%的参差性设计。

实验室的通(tong)风设(she)计首(shou)要解(jie)(jie)决的问(wen)题是(shi)安全性(xing)问(wen)题,还(hai)要考虑(lv)到(dao)为(wei)实验人员创造一个舒(shu)适的工作环境,解(jie)(jie)决温度、气流(liu)、噪音的问(wen)题,同时要保证蕞低的能源消耗,系统稳定,容易控制,易于操作管理。简而言之就是要从安全、舒适、节能、可靠运行方面进行设计。通过对此类型化学实验室涉及的换气次数、送排风形式、房间压差、控制系统标准。

建(jian)议(yi):

1)换气次数至少应该以(yi)下(xia)三(san)项指标(biao)值(zhi)中(zhong)取(qu)最大值(zhi):实验(yan)室工作(zuo)区的(de)设备的(de)排风量(liang),制(zhi)冷负荷(he)量(liang)对应的(de)风量(liang),最小(xiao)换气次数为10/h风量;

2)根据(ju)实(shi)际工作(zuo)环境确定是(shi)否(fou)100%新风量;

3)通常情况下,走(zou)廊、办公区、实(shi)验区为(wei)气流的流动方向,上游(you)相(xiang)邻区为(wei)正(zheng)压;

4)定风量仍然是经济实(shi)用(yong)的(de)控制系统,能够满足部分实(shi)验室要求(qiu),做(zuo)好(hao)将(jiang)来(lai)扩容的(de)措(cuo)施。

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