設置空調的綜合實驗室系統設計探討

闡述了綜合實驗室空調、通風系統構成，簡單介紹了常見的幾種通風設備，著重分析了空調、通風系統設計中需要注意的一些問題。

引言

隨著國民經濟的蓬勃發展，各種類型的科研、實驗場所的需求也愈來愈多。各高等院校、工業企業、醫藥化工、研究機構紛紛興建高等級的實驗室以滿足科研、生產的需要。而在這類實驗室的設計中，不但對實驗工藝的要求比較高，同時還要滿足平時使用的室內環境的舒適性要求。本文是在經過一些實踐后，對實驗室空調通風系統設計中的一些問題談一些體會。

實驗室空調系統的特點

1.實驗室的分類

根據實驗室的用途可以分為物理實驗室、化學實驗室等；其中，物理實驗室相對要求比較簡單，無有害氣體或腐蝕性氣體。而化學實驗室、生物實驗室往往會產生各種有害氣體或腐蝕性氣體，需要設置不同類型的排風系統，從而避免對實驗室內的人員造成危害。而一些特殊的實驗室從實驗工藝的要求出發，對送風、排風更有其特別的要求。

而根據實驗室潔凈等級的不同，又可以分為潔凈實驗室和非潔凈實驗室，當然，潔凈實驗室如果細分，可以有不同的潔凈等級，這里就不再一一贅述了。

2.實驗室空調通風系統的特點

一般實驗室最主要的要求是要做好通風系統，通過全面通風和局部排風相結合，達到正常使用的目的。這就要求在進行空調系統設計時，充分考慮實驗室排風的要求，在合適的區域設置送風口和排風口，控制好實驗室內的氣流方向，做好壓力控制。實現實驗室主要人員活動區無異味，而實驗產生的有害物質直接排放到室外。而通風系統的設置則應在滿足通風換氣的使用要求的基礎上，盡可能減少通、排風量，設置必要的控制系統，滿足實驗各狀態的排風要求，同時保證室內的空調效果，達到節能的目的。

綜合實驗室的系統設計

高標準的綜合實驗室從圍護結構、系統構成都于普通的傳統實驗室有很大的區別，需要設計者注意。

1.實驗室空調系統的設計

實驗室空調系統的設計中，對有潔凈要求的實驗室這里不再多做討論，那應按潔凈室的要求去做。所有普通實驗室空調系統的設置與常規舒適性空調的差別并不大，各實驗用房分別安裝風機盤管機組，而新風管均直接送到各實驗室。需要注意的是：由于每層的各實驗室吊頂之間往往是連通的，因此所有的風機盤管必須配置回風箱和回風管道，不能從吊頂內回風。還有一點需要注意的就是新風口的設置位置，應考慮到室內壓力控制的方向，盡量將新風口設置在正壓或常壓處，而避免設置在負壓處，對于某些通風柜、藥品柜集中放置的場所，減少或干脆不設置新風口，而將新風口設置在相臨房間或走道，從而保證室內安全、無異昧。

2.實驗室排風系統的設計

普通實驗室的排風系統設計，主要包括全面通風和局部排風，由于所有場所均為空調房間，所以全面通風已不適于大量采用，所以在這種情況下，主要采用的應是局部排風的方式。

（1）排風設備

根據實驗工藝的要求，主要采用的排風設備包括：通風柜、藥品柜、萬向排氣罩和綜合排風口。

通風柜是最主要的局部排風設備，在很多實驗過程中，尤其是化學顯現、毒品檢驗等會在很短時間內產生大量有毒、有害或腐蝕性氣體，這些均要求在實驗過程中使用通風柜，以便及時排除有害氣體。為了防止有害氣體的逸出，必須保證通風柜使用時的操作窗斷面風速，所以其排風量會根據操作窗的位置而變化，而在操作實驗時，其風量往往非常大。但在平時未進行操作實驗時，只要保證最小排風量即可。

（2）排風系統的設置

由于實驗室各房間平時均沒有空調系統，在滿足最小通風量的前提下，應盡量減少換氣次數，從而減少新風負荷，降低能耗。但在通風柜、萬向排氣罩等使用時，會在短時間內達到比較大的排風量，這就要求排風系統在設計時采用變風量系統。通過通風柜操作窗的開啟位置控制排風管道上的變風量閥的開度，進而通過排風管內壓力的變化調節風機的轉速，達到變風量的目的。但實驗室排風系統就不同了，它的最小排風量與最大排風量之比可能只有10%左右，而這個10%左右的風量是平時運行時間最長的一個狀態。這就給風機的選擇帶來了問題，一般風機變頻調速在10%風量的工況已無法正常運行，此時風機全壓只有額定工況下的1%。所以這時應按最大排風量的40%～70%來選用風機，而往往系統越大，帶的末端設備越多。具體比例應根據業主的使用情況而定，在進行設計時與業主充分溝通，確定合理的同時使用系數，選用合適的風機。

而在一些特殊場合，通過設置余壓閥也可以達到自動補風的目的，但系統關閉后余壓閥需要手動復位。

設計中需要注意的問題

在一些實際工程實踐后，對于這類設置空調系統的綜合實驗室，在設計中還應注意以下幾點：

1.盡量預留一些管井

由于科技進步，對很多研究部門來說實驗技術、實驗內容都在不斷更新之中，因此，在實驗室設計中預留下日后發展的條件十分必要。多留一些排風管井，也是為了萬一以后增加的系統與現有系統不能合用時，有改造的條件。而且一般設置空調的實驗室往往室內裝修的也比較好，留好管井也便于改造的實施。不過多地破壞其他實驗室。

2.機電管道的布置方式

一般工程設計中，設計人員布置機電管線時常常布置在走道內。但其實在使用彩鋼板作為圍護結構的實驗室中，走道和實驗室房間的吊頂是全部拉平的，不存在跌落式吊頂，這時將所有機電管線全部布置在走道吊頂內，反而浪費了吊頂空間，同時走道吊頂內管線太集中，也不利于檢修、穿線和維護操作。這時將各種機電管線分散布置在房間、走道的吊頂內更加合理。

（作者單位：江蘇眾信工程投資項目管理咨詢有限公司）