某實(shí)驗(yàn)室供暖通風(fēng)設(shè)計

李晉芝

(太原理工大學(xué)建筑設(shè)計研究院，山西太原　030024)

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某實(shí)驗(yàn)室供暖通風(fēng)設(shè)計

李晉芝

(太原理工大學(xué)建筑設(shè)計研究院，山西太原030024)

摘要:結(jié)合工程實(shí)例，介紹了實(shí)驗(yàn)室供暖系統(tǒng)的設(shè)計方法，從通風(fēng)設(shè)備、排風(fēng)方式、通風(fēng)施工等方面闡述了實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)設(shè)計要點(diǎn)，有利于滿足實(shí)驗(yàn)室設(shè)計規(guī)范要求，優(yōu)化送排風(fēng)系統(tǒng)，為工作人員提供安全、舒適的環(huán)境。

關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)室，供暖系統(tǒng)，通風(fēng)系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)室為存在一定危險系數(shù)的空間，因此為了保證實(shí)驗(yàn)室工作人員的安全，身心健康，創(chuàng)造舒適的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計尤為重要。

1　工程概況

某工程的4層、5層為實(shí)驗(yàn)室，主要功能房間有原子吸收、氣相色譜、液相色譜、無機(jī)前處理室、LC-MS、高溫室、天平室等，主要的配套設(shè)備為通風(fēng)柜、原子吸收罩、揮發(fā)性試劑柜、萬向罩、馬弗爐等高溫設(shè)備。

2　實(shí)驗(yàn)室供暖系統(tǒng)設(shè)計

供暖系統(tǒng)分為散熱器供暖和低溫地板輻射供暖，由于本工程為改造項(xiàng)目，層高較低，實(shí)驗(yàn)室儀器多，占地大，地面各種水管、地漏等分布不均勻，影響地板輻射供暖盤管的布置，經(jīng)多方面考慮，采用雙管下供下回同程式散熱器供暖系統(tǒng)，主干管位于3層梁下，所有散熱器均落地明裝。有特殊潔凈要求的房間天平室，無菌培養(yǎng)室內(nèi)不設(shè)置散熱器。

本工程實(shí)驗(yàn)室為敞開的大空間，為了散熱效果好，達(dá)到房間所需的溫度，因此應(yīng)選擇輻射對流式的，由《12系列建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集》N1供暖工程散熱器安裝說明:“1．5設(shè)有熱計量的供暖系統(tǒng)應(yīng)選用內(nèi)腔無粘砂灰鑄鐵散熱器”，最后選擇雙金屬壓鑄鋁合金散熱器，特點(diǎn):單片散熱量較大，可用于工廠和公共建筑等熱負(fù)荷大的空間。散熱器前供水管上設(shè)置高阻恒溫閥，具有預(yù)設(shè)阻力功能(有凍結(jié)危險處除外)，且其安裝時必須使其閥柄及閥頭與地面保持水平，應(yīng)避免陽光直射，恒溫控制閥須具有帶水、帶壓清堵或更換閥芯以及防凍設(shè)施的功能;可以根據(jù)房間溫度的需要調(diào)節(jié)室溫;回水支管上設(shè)置高阻銅質(zhì)回水調(diào)節(jié)鎖閉閥。

所有穿越不供暖房間及暖溝內(nèi)的供暖管道采用離心玻璃棉保溫，DN≤50管道保溫厚度為50 mm，65≤DN≤150管道保溫厚度為60 mm;管道保溫層外部纏玻璃絲布做保護(hù)層，離心玻璃棉密度:50 kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù):0．04 W/(m·K)。供暖水質(zhì)應(yīng)滿足《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施:暖通空調(diào)·動力》(2009年版)2．10．1的相關(guān)要求。供暖入口須安裝超聲波熱量表及數(shù)字鎖定靜態(tài)水力平衡閥(由外網(wǎng)專業(yè)調(diào)節(jié)開度)。數(shù)字鎖定靜態(tài)水力平衡閥采用SPF45型，具有調(diào)節(jié)，截止，開度顯示及開度鎖定功能;超聲波熱量表需采用當(dāng)?shù)毓?jié)能辦備案過的產(chǎn)品，并應(yīng)滿足城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ 128—2007熱量表及JGJ 173—2009供熱計量技術(shù)規(guī)程3．0．6條的相關(guān)規(guī)定。

3　實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

實(shí)驗(yàn)操作使用一些酸、堿、有機(jī)溶劑等試劑品，化學(xué)物之混合，加熱，冷卻，蒸餾，蒸發(fā)，稀釋及反應(yīng)都可能產(chǎn)生高毒性、易揮發(fā)、易燃、易爆、強(qiáng)堿、強(qiáng)酸、可燃?xì)怏w等，因此實(shí)驗(yàn)室要有良好的通風(fēng)條件。

1)本工程主要為通風(fēng)柜、原子吸收罩、揮發(fā)性試劑柜、萬向罩等設(shè)備，因此應(yīng)以局部排風(fēng)系統(tǒng)為主，輔以全面通風(fēng)。

全面通風(fēng)采用通風(fēng)豎井，按換氣次數(shù)6次/h計算。該實(shí)驗(yàn)室設(shè)置七氟丙烷氣溶膠滅火，氣體滅火后需要排除七氟丙烷氣溶膠，需設(shè)置機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)，所以屋頂設(shè)置雙速斜流排風(fēng)機(jī)平時低速運(yùn)行排風(fēng);火災(zāi)時由消控室操作關(guān)閉防火閥，連鎖關(guān)閉排風(fēng)機(jī)，火災(zāi)撲滅后由消控室操作開啟防火閥，同時連鎖排風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行排風(fēng)，將房間內(nèi)的滅火氣體排至室外。由于七氟丙烷氣溶膠較空氣重，故排風(fēng)口應(yīng)分設(shè)在房間的下部和上部。實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)還應(yīng)考慮送風(fēng)的設(shè)計，在排風(fēng)量不大的情況下，采用門窗縫隙補(bǔ)風(fēng)還可以滿足所需的補(bǔ)風(fēng)量，但是在局部排風(fēng)較多的實(shí)驗(yàn)室，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，JGJ 91—1993科學(xué)實(shí)驗(yàn)室建筑設(shè)計規(guī)范6．3．4條明確規(guī)定:“工作時間連續(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。間歇使用排風(fēng)系統(tǒng)且排風(fēng)量大于每小時兩次換氣的實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)設(shè)置有組織的自然進(jìn)風(fēng)，對于采暖地區(qū)，冬季應(yīng)由建筑物的采暖系統(tǒng)補(bǔ)充加熱進(jìn)風(fēng)的耗熱量”。該實(shí)驗(yàn)室設(shè)置臥式空氣處理機(jī)組平時開啟送風(fēng)，著火時開啟補(bǔ)風(fēng);送風(fēng)口應(yīng)盡量靠近局部排風(fēng)集中的位置。為了調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小，風(fēng)機(jī)均采用變頻控制，自動調(diào)節(jié)。

2)實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)系統(tǒng)可以設(shè)置為獨(dú)立排風(fēng)系統(tǒng)，也可以設(shè)置為集中排風(fēng)系統(tǒng)，形式的選擇應(yīng)綜合考慮功能的需要，維護(hù)的便利及安全可靠性。集中排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管少，屋面穿孔少，排風(fēng)口布置均勻，但不適宜排除有危險物質(zhì)和混合后發(fā)生爆炸等危險的物質(zhì)。該實(shí)驗(yàn)室使用酸、堿、有機(jī)溶劑等可能產(chǎn)生高毒性、易揮發(fā)、易燃、易爆、強(qiáng)堿、強(qiáng)酸、可燃?xì)怏w，因此應(yīng)采用獨(dú)立排風(fēng)系統(tǒng)，需占用建筑空間多，但系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)方便，不會發(fā)生相互間的反應(yīng)，比較安全可靠。每個功能房間各成一個獨(dú)立的系統(tǒng)，互不干擾。

局部排風(fēng)量按排氣罩口面積和所需風(fēng)速計算(按甲方提供通風(fēng)柜、原子吸收罩、揮發(fā)性試劑柜、萬向罩等配套設(shè)備及設(shè)施要求布置;通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)由專業(yè)廠家根據(jù)選用設(shè)備實(shí)際情況對風(fēng)量、風(fēng)壓、凈化效果、排放濃度等進(jìn)行校核;排放應(yīng)滿足當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門對該項(xiàng)目環(huán)境影響評價的要求)。

以通風(fēng)柜為例:計算公式:

其中，G為排風(fēng)量;S為操作窗開啟面積;V為面風(fēng)速;h為時間，1 h;L為通風(fēng)柜長度;H為操作窗開啟高度;μ為安全系數(shù)，取1．1～1．2;實(shí)驗(yàn)室中央臺、實(shí)驗(yàn)室邊臺上用排風(fēng)罩排風(fēng)量的計算方法同通風(fēng)柜排風(fēng)量的計算方法。

每個系統(tǒng)出屋面設(shè)置排風(fēng)機(jī)，消聲器，手動對開多葉調(diào)節(jié)閥，對于間歇使用的排風(fēng)系統(tǒng)，每個支路設(shè)置24 V電動蝶閥，調(diào)節(jié)風(fēng)量大小;連續(xù)使用的排風(fēng)系統(tǒng)，每個支路設(shè)置蝶閥。排風(fēng)機(jī)按照材質(zhì)分類有普通鋼制風(fēng)機(jī)、不銹鋼風(fēng)機(jī)、PP風(fēng)機(jī)和玻璃鋼風(fēng)機(jī);按照氣流方式分為離心式、軸流式、混流，根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜程度、風(fēng)機(jī)特點(diǎn)、風(fēng)機(jī)能耗等選擇玻璃鋼離心風(fēng)機(jī)，其用于輸送有腐蝕性且易燃易爆的氣體;屋頂落地安裝平時用風(fēng)機(jī)需設(shè)置減震基礎(chǔ)。由于該實(shí)驗(yàn)室位于人員密集區(qū)，產(chǎn)生的有害氣體需經(jīng)過酸霧塔凈化處理后方可排入大氣，排氣管應(yīng)高出屋面3 m以上。

3)通風(fēng)施工說明。

全面通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管采用鍍鋅鋼板制作;局部排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管采用硬聚氯乙烯風(fēng)管。風(fēng)管材料厚度以及制作方法，應(yīng)該按照GB 50738—2011通風(fēng)與空調(diào)工程施工規(guī)范的規(guī)定確定，風(fēng)管采用法蘭連接法，全面通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管軟接頭采用不燃材料軟接頭，法蘭墊片用厚3 mm橡膠墊片;局部通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管軟接頭采用防腐材料軟接頭，法蘭墊片用厚3 mm軟聚乙烯板。局部通風(fēng)系統(tǒng)閥門材質(zhì)為不銹鋼。安裝防火閥時應(yīng)先對其外觀質(zhì)量和動作的靈活性與可靠性進(jìn)行檢驗(yàn)，確認(rèn)合格后再進(jìn)行安裝，與閥件上標(biāo)志的箭頭方向相一致，嚴(yán)禁反向;防火閥必須單獨(dú)配置支吊架。風(fēng)道安裝時應(yīng)在適當(dāng)位置預(yù)留檢測孔，風(fēng)管上的可拆卸接口不得設(shè)于墻體或樓板內(nèi)。

4　結(jié)語

“安全、健康、和諧、適用、長遠(yuǎn)”是該實(shí)驗(yàn)室設(shè)計的核心，在充分滿足實(shí)驗(yàn)室設(shè)計規(guī)范要求的前提下，降低噪聲，有效的排放實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的對健康有害的污染物質(zhì)，優(yōu)化送排風(fēng)系統(tǒng)，這樣才能保證實(shí)驗(yàn)人員的身心健康，保證周圍環(huán)境的舒適，安全。

參考文獻(xiàn):

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［7］JGJ 173—2009，供熱計量技術(shù)規(guī)程［S］．

The heating and ventilation design of a laboratory

Li Jinzhi
(Architectural Design and Research Institute，Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China)

Abstract:Combining with the engineering example，this paper introduced the design method of laboratory heating system，from the ventilation equipment，ventilation mode，ventilation construction elaborated the ventilation design key points，to meet the laboratory design specification requirements，optimization of ventilation system，provided safe，comfortable environment for the staff．

Key words:laboratory，heating system，ventilation system

作者簡介:李晉芝(1984-)，女，工程師

收稿日期:2015-10-28

文章編號:1009-6825(2016)01-0131-02

中圖分類號:TU834

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A