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別把健康不當(dāng)回事！簡述實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)換氣的要求
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2022-08-24 11:30
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每一項(xiàng)研究成果的出現(xiàn)，都離不開實(shí)驗(yàn)室中反反復(fù)復(fù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室是科技產(chǎn)品的搖籃，同時(shí)也是科學(xué)研究工作者的第二個(gè)家。
每一項(xiàng)研究成果的出現(xiàn)，都離不開實(shí)驗(yàn)室中反反復(fù)復(fù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室是科技產(chǎn)品的搖籃，同時(shí)也是科學(xué)研究工作者的第二個(gè)家。
我們知道，在實(shí)驗(yàn)工作中常常會產(chǎn)生一些有毒有害氣體，這會對實(shí)驗(yàn)人員的身體健康造成危害。因此在實(shí)驗(yàn)室中保護(hù)實(shí)驗(yàn)員的人身安全尤為重要，必須在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)前做好周全的實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)規(guī)劃，采取安全保護(hù)措施。而實(shí)驗(yàn)室最基本的防護(hù)措施是通風(fēng)換氣，讓實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的空氣流通。今天我們一起來了解下。
一、換氣次數(shù)的選擇
《化工采暖通風(fēng)和空調(diào)調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定化驗(yàn)室房間的最小換氣量一般在6次/h~8次/h。ASHRAE規(guī)定驗(yàn)室內(nèi)的整體換氣次數(shù)應(yīng)由下列風(fēng)量之決定：從局部排風(fēng)設(shè)備或其他房間排風(fēng)所排出的總風(fēng)量；帶走房間熱負(fù)荷所需的制冷風(fēng)量；最小換氣次數(shù)需求。在使用情況下，實(shí)驗(yàn)室的最小換氣次數(shù)應(yīng)維持6次/h~10次/h。
在通常情況下>10 次/時(shí)房間換氣次數(shù)被認(rèn)為是合適的。但是當(dāng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有可能產(chǎn)生高熱負(fù)荷的分析設(shè)備，或房間內(nèi)有較大量的局部排風(fēng)時(shí)，則可能需要相應(yīng)增大換氣量。濕法化學(xué)室有通風(fēng)柜，加熱間有大量的加熱爐。通風(fēng)柜的計(jì)算方法則參照《化工采暖通風(fēng)和空調(diào)調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》中對輕、中度危害或有危險(xiǎn)的有害物質(zhì)，在室內(nèi)頂棚有補(bǔ)風(fēng)的情況下，通風(fēng)柜的操作口最小吸風(fēng)面速度0.5m/s。對于通風(fēng)柜的使用率，當(dāng)通風(fēng)柜的數(shù)量大于2個(gè)時(shí)，則應(yīng)該取60%~70%同時(shí)使用率。加熱爐則是以維持爐內(nèi)加熱溫度的熱平衡法則計(jì)算所需的排風(fēng)量。通過以上可以計(jì)算出總的安全通風(fēng)量，此外負(fù)荷計(jì)算的空調(diào)風(fēng)量，還有最小換氣次數(shù)10次進(jìn)行比較，三者取最大值。
二、送風(fēng)和排風(fēng)形式
《化工采暖通風(fēng)和空調(diào)調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定化驗(yàn)室的排風(fēng)量較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置室外新風(fēng)補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，并計(jì)入新風(fēng)負(fù)荷。
《科學(xué)實(shí)驗(yàn)室建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定每個(gè)排風(fēng)裝置宜設(shè)獨(dú)立的排風(fēng)系統(tǒng)。同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的所有排風(fēng)裝置宜合用一個(gè)排風(fēng)系統(tǒng)。工作時(shí)間連續(xù)使用排風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)設(shè)置送風(fēng)系統(tǒng)，送風(fēng)量宜為排風(fēng)量的70%，并應(yīng)根據(jù)工藝要求對送風(fēng)進(jìn)行空氣凈化處理。對于采暖地區(qū)，冬季應(yīng)對送風(fēng)進(jìn)行加熱。送風(fēng)氣流不應(yīng)破壞實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)裝置的正常工作。
ASHRAE規(guī)定所有從化學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)排出的氣體均需直接排出室外，而不能循環(huán)利用。因此，除非化學(xué)實(shí)驗(yàn)室也有潔凈要求，否則均需保持其相對于相鄰區(qū)域?yàn)樨?fù)壓。而是否選擇100％全新風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)做為實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)評估的一個(gè)重要部分。
實(shí)驗(yàn)室各個(gè)單元間設(shè)置了獨(dú)立的排風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)都安裝在屋頂上。濕法化學(xué)間和加熱間由于產(chǎn)生有毒、腐蝕、高溫的氣體，必須采用全新風(fēng)處理。其他如工作人員進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析的通用實(shí)驗(yàn)間和進(jìn)行材料測試的恒溫恒濕間，100％全新風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)并不是唯一的選擇。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室不同的工藝職能，不一定要全新風(fēng)通風(fēng)或全新風(fēng)空氣處理。能滿足工藝只能是首要的，100%的新風(fēng)是針對通風(fēng)柜的環(huán)境，而對于一般實(shí)驗(yàn)室循環(huán)空氣處理能達(dá)到要求的，就不必要100%全新風(fēng)。何況在全新風(fēng)的空調(diào)環(huán)境下，能耗非常高。
三、房間壓差
《化工采暖通風(fēng)和空調(diào)調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定化驗(yàn)室應(yīng)保持相對負(fù)壓。
ASHRAE規(guī)定所有從化學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)排出的氣體均需直接排出室外，而不能循環(huán)利用。因此，除非化學(xué)實(shí)驗(yàn)室也有潔凈要求否則均需保持其相對于相鄰區(qū)域?yàn)樨?fù)壓。
這個(gè)規(guī)定其實(shí)要根據(jù)具體的實(shí)施對象。本項(xiàng)目中恒溫恒濕間需要嚴(yán)格的溫度、濕度控制范圍，應(yīng)該設(shè)計(jì)成正壓。因?yàn)槿绻O(shè)計(jì)成負(fù)壓，則相鄰區(qū)域的空氣去進(jìn)入，一方面可能破壞溫、濕度的控制精；另一方面如果污染的空氣進(jìn)入，也可能造成安全問題。而對于濕法化學(xué)間和加熱間，為防止有毒、腐蝕、高溫的氣體或揮發(fā)物散發(fā)到房間，甚至散發(fā)到其他的區(qū)域，設(shè)計(jì)成負(fù)壓是必須的。實(shí)驗(yàn)室建筑的辦公區(qū)域，應(yīng)相對于走廊和實(shí)驗(yàn)室始終維持正壓。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)氣流應(yīng)從低危險(xiǎn)區(qū)域流向高危險(xiǎn)區(qū)域，最終通過各類通風(fēng)柜或加熱設(shè)備排到室外。
四、控制系統(tǒng)
控制應(yīng)該把以上幾項(xiàng)綜合起來，可以滿足整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的房間壓力、各房間壓差、通風(fēng)量、溫濕度和各方面的安全控制要求，同時(shí)降低能耗。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)往往存在許多不利于人體健康的化學(xué)物質(zhì)污染源，特別是有害氣體，將其排除非常重要。但與此同時(shí)，能源往往會被大量的消耗，因而實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)控制系統(tǒng)的要求從早期定風(fēng)量，雙穩(wěn)態(tài)，變風(fēng)量系統(tǒng)，到最新的適應(yīng)性控制系統(tǒng)。所謂最為安全、舒適的環(huán)境，并要求最節(jié)能的方式是不能太過于奢望。系統(tǒng)響應(yīng)迅速確保人身安全，以最高的精確性正確控制送排風(fēng)的平衡和室內(nèi)壓力，提供最大的穩(wěn)定性。盡量降低用戶前期投入，同時(shí)減少用戶在運(yùn)行、能源消耗及維護(hù)等方面的費(fèi)用。
ASHRAE規(guī)定實(shí)驗(yàn)室控制一方面調(diào)整設(shè)備的溫度和濕度控制；另一方面監(jiān)控安全設(shè)施保護(hù)工作人員，用哪個(gè)系統(tǒng)，只要對當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室是合適的。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)采用定風(fēng)量還是變風(fēng)量控制系統(tǒng)，這取決于設(shè)計(jì)者、使用者和設(shè)施管理者對其所要求的功能初次投資和運(yùn)行費(fèi)用等問題的綜合考慮。定風(fēng)量（CAV）系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用來為所有的通風(fēng)柜和加熱爐提供總的排風(fēng)流量，不管這些通風(fēng)柜和加熱爐是否被占用，總的流量都保持一定。這一方法采用機(jī)械限位擋塊限制調(diào)節(jié)閥門開度，可能最大減小40％流量。變風(fēng)量系統(tǒng)（VAV），則是系統(tǒng)容量的減小超過10％或20％的參差性設(shè)計(jì)。
在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)中，通風(fēng)設(shè)計(jì)首要解決的問題是安全性問題，還要考慮到為實(shí)驗(yàn)人員創(chuàng)造一個(gè)舒適的工作環(huán)境，解決溫度、氣流、噪音的問題，同時(shí)要保證最低的能源消耗，系統(tǒng)穩(wěn)定，容易控制，易于操作管理。簡而言之就是要從安全、舒適、節(jié)能、可靠運(yùn)行方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過對此類型化學(xué)實(shí)驗(yàn)室涉及的換氣次數(shù)、送排風(fēng)形式、房間壓差、控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。
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