某激光實驗裝置凈化空調系統設計

上海建筑設計研究院有限公司 李曉菲 朱學錦

超強超短激光是人類已知的最亮光源，相當于把地球接收到的太陽總輻射聚焦到頭發絲粗細的尺度。所謂“超強”，是激光脈沖峰值功率達到PW級(1015W)；所謂“超短”，是脈沖寬度達到數十fs級(1 fs=10-15s)。如此高能量的激光，能在實驗室里創造出類似于恒星內部、黑洞邊緣的極端條件，在許多科技領域有重要研究價值。

1 工程概況

該項目為某超強超短激光實驗裝置，共6層，地上4層，地下2層，總建筑面積9 150 m2。地下2層用戶實驗平臺大廳建筑面積1 100 m2，層高11.2 m，吊頂高度6 m。1層激光器大廳建筑面積1 100 m2，層高10.9 m，吊頂高度7.5 m；3層以上為充電能庫、常規元器件材料庫房等輔助用房。

2 設計參數及負荷計算

2.1 室內設計參數

超強超短的激光在空氣中穿過，遇到細小的顆粒會引起散射，減弱光的強度，使得光不能聚焦為一個小點，而變成一個光斑。因此，激光器大廳和地下室用戶實驗平臺大廳中要求的潔凈度等級均為7級。產生激光所使用的光學晶體對溫度變化敏感，溫度變化使得晶體表面曲率發生變化，進而影響激光的行走路線。空氣中的水蒸氣會腐蝕晶體表面，縮短設備的使用壽命。所以，室內溫度和濕度同樣是需要嚴格控制的。這些環境參數對科學試驗的成敗至關重要，潔凈室具體要求見表1。

表1 潔凈室具體要求

2.2 空調負荷計算

激光器大廳、用戶實驗平臺大廳為大空間實驗室，分別位于地下1、2層及地上1、2層。底部設有浮筑樓板層，四周設置回風空腔，故圍護結構負荷很小。……