實驗室設計是行業中常用的專(zhuan)項設計(ji)，包括了化學、生物、動物、物理實驗(yan)室(shi)(shi)(shi)等各個(ge)(ge)類(lei)別(bie)。空(kong)調通風(feng)系統的設計(ji)包含了空(kong)氣處理、制(zhi)冷加熱和除濕、氣流組織、控制(zhi)、安(an)全等部(bu)分，它們是一個(ge)(ge)整(zheng)體(ti)而不是獨立系統。對實驗(yan)室(shi)(shi)(shi)的功能了解是通風(feng)系統選擇和設計(ji)的決(jue)定因數，提供(gong)一個(ge)(ge)安(an)全的環境給工作人員是首要(yao)目標(biao)，在實驗(yan)室(shi)(shi)(shi)的系統設計(ji)中，設計(ji)者要(yao)徹底研究所有(you)的因數，找(zhao)到(dao)最合適的設計(ji)。

化學實(shi)驗(yan)室由濕法化學間(jian)(jian)(jian)，加(jia)熱間(jian)(jian)(jian)，恒(heng)(heng)溫(wen)恒(heng)(heng)濕間(jian)(jian)(jian)，通(tong)用試驗(yan)間(jian)(jian)(jian)、注塑間(jian)(jian)(jian)和辦公間(jian)(jian)(jian)組成(cheng)。除恒(heng)(heng)溫(wen)恒(heng)(heng)濕間(jian)(jian)(jian)的環境，其他房間(jian)(jian)(jian)只需要溫(wen)度(du)控制，并且(qie)都沒(mei)有潔(jie)凈要求(qiu)。ASHRAE規定實(shi)驗(yan)室空調和通(tong)風設計參(can)數包(bao)括以下：

（備注(zhu)：ASHRAE 即 American Society of Heating Refrigerating and Airconditioning Engineers 美國采暖、制冷與(yu)空調工程師學會(hui)）

1）室內外溫度(du)濕度(du)要求；

2）空氣質量；

3）設備和(he)工藝熱(re)負荷(he)，包(bao)括顯熱(re)和(he)潛熱(re)；

4）內部負荷的預期增(zeng)加；

5）最小換氣次數；

6）進風和補風；

7）排風設備類型；

8）控制和報警；

9）通風柜的尺寸和數(shu)量(liang)的調(diao)整可能；

10）房間壓差；

11）設備(bei)(bei)和電源的備(bei)(bei)用(yong)。

1、換氣次數的選擇

《化工采暖通風(feng)和空調調節設計(ji)規范》規定化驗室房(fang)間的最(zui)小換氣量(liang)一般在(zai)(zai)6 次(ci)/h~8 次(ci)/h。ASHRAE 規定驗室內的整體換氣次(ci)數應由下(xia)(xia)列風(feng)量(liang)之決定：從局部(bu)排風(feng)設備或其他(ta)房(fang)間排風(feng)所(suo)排出的總風(feng)量(liang)；帶走房(fang)間熱(re)負荷所(suo)需的制冷風(feng)量(liang)；最(zui)小換氣次(ci)數需求(qiu)。在(zai)(zai)使用情況下(xia)(xia)，實驗室的最(zui)小換氣次(ci)數應維持6 次(ci)/h~10 次(ci)/h。

在通(tong)(tong)常情況(kuang)下>10 次(ci)/時(shi)(shi)房間(jian)(jian)換氣(qi)次(ci)數被(bei)認(ren)為是合適的(de)(de)(de)。但是當(dang)實驗室內(nei)(nei)有(you)(you)(you)可能產生高熱負荷(he)(he)的(de)(de)(de)分(fen)析(xi)設備，或房間(jian)(jian)內(nei)(nei)有(you)(you)(you)較大(da)(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)局部(bu)排風(feng)(feng)(feng)時(shi)(shi)，則(ze)可能需要(yao)相應(ying)增大(da)(da)換氣(qi)量(liang)(liang)。濕(shi)法化(hua)(hua)學室有(you)(you)(you)通(tong)(tong)風(feng)(feng)(feng)柜(ju)(ju)，加(jia)(jia)熱間(jian)(jian)有(you)(you)(you)大(da)(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)加(jia)(jia)熱爐(lu)。通(tong)(tong)風(feng)(feng)(feng)柜(ju)(ju)的(de)(de)(de)計(ji)算(suan)方法則(ze)參(can)照《化(hua)(hua)工采暖通(tong)(tong)風(feng)(feng)(feng)和空調(diao)調(diao)節設計(ji)規范(fan)》中對輕(qing)、中度危害或有(you)(you)(you)危險的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)害物質，在室內(nei)(nei)頂棚有(you)(you)(you)補(bu)風(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)情況(kuang)下，通(tong)(tong)風(feng)(feng)(feng)柜(ju)(ju)的(de)(de)(de)操作口最(zui)小(xiao)(xiao)吸風(feng)(feng)(feng)面速度0.5m/s。對于通(tong)(tong)風(feng)(feng)(feng)柜(ju)(ju)的(de)(de)(de)使(shi)用率，當(dang)通(tong)(tong)風(feng)(feng)(feng)柜(ju)(ju)的(de)(de)(de)數量(liang)(liang)大(da)(da)于2個時(shi)(shi)，則(ze)應(ying)該取60%~70%同時(shi)(shi)使(shi)用率。加(jia)(jia)熱爐(lu)則(ze)是以維(wei)持爐(lu)內(nei)(nei)加(jia)(jia)熱溫度的(de)(de)(de)熱平衡法則(ze)計(ji)算(suan)所需的(de)(de)(de)排風(feng)(feng)(feng)量(liang)(liang)。通(tong)(tong)過以上(shang)可以計(ji)算(suan)出(chu)總(zong)的(de)(de)(de)安全通(tong)(tong)風(feng)(feng)(feng)量(liang)(liang)，此外負荷(he)(he)計(ji)算(suan)的(de)(de)(de)空調(diao)風(feng)(feng)(feng)量(liang)(liang)，還有(you)(you)(you)最(zui)小(xiao)(xiao)換氣(qi)次(ci)數10次(ci)進行(xing)比較，三者取最(zui)大(da)(da)值。

2、送風和排風形式

《化工采(cai)暖通風和空調調節設計規(gui)范》規(gui)定化驗室的排風量較大時，應(ying)設置室外新風補風系統，并計入新風負荷。

《科學實驗室(shi)(shi)建(jian)筑設計規范》規定每個(ge)排(pai)風(feng)(feng)(feng)裝置宜設獨立的(de)(de)排(pai)風(feng)(feng)(feng)系統。同一個(ge)實驗室(shi)(shi)內的(de)(de)所(suo)有排(pai)風(feng)(feng)(feng)裝置宜合用一個(ge)排(pai)風(feng)(feng)(feng)系統。工作時間連續使用排(pai)風(feng)(feng)(feng)系統的(de)(de)實驗室(shi)(shi)應設置送風(feng)(feng)(feng)系統，送風(feng)(feng)(feng)量宜為排(pai)風(feng)(feng)(feng)量的(de)(de)70%，并(bing)應根據工藝要求對(dui)送風(feng)(feng)(feng)進行(xing)空氣凈化處理。對(dui)于(yu)采暖地區，冬季應對(dui)送風(feng)(feng)(feng)進行(xing)加熱。送風(feng)(feng)(feng)氣流不應破壞實驗室(shi)(shi)排(pai)風(feng)(feng)(feng)裝置的(de)(de)正常工作。

ASHRAE 規定(ding)所有(you)從化(hua)學實驗(yan)室(shi)(shi)內排(pai)出的氣(qi)體均需直(zhi)接排(pai)出室(shi)(shi)外，而(er)(er)不能(neng)循環利用。因此(ci)，除非(fei)化(hua)學實驗(yan)室(shi)(shi)也有(you)潔凈要(yao)求，否(fou)則均需保持其相對于相鄰區域為負壓。而(er)(er)是否(fou)選擇100％全新風(feng)(feng)送風(feng)(feng)系統(tong)，應做為實驗(yan)室(shi)(shi)危(wei)險評估(gu)的一個重要(yao)部分。

實驗(yan)室(shi)各(ge)個單元(yuan)間設置了獨立(li)的(de)(de)(de)(de)(de)排(pai)(pai)風(feng)(feng)系統，排(pai)(pai)風(feng)(feng)都安(an)裝在屋頂(ding)上。濕法化學間和(he)加熱間由(you)于(yu)產生(sheng)有(you)毒(du)、腐蝕、高(gao)溫的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)體，必須采(cai)用(yong)全新風(feng)(feng)處理。其他如工作(zuo)人員進(jin)行計(ji)算機(ji)分析的(de)(de)(de)(de)(de)通(tong)用(yong)實驗(yan)間和(he)進(jin)行材料測(ce)試的(de)(de)(de)(de)(de)恒溫恒濕間，100％全新風(feng)(feng)送風(feng)(feng)系統并不(bu)是唯一(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)選擇。因為實驗(yan)室(shi)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)工藝職能(neng)，不(bu)一(yi)定要全新風(feng)(feng)通(tong)風(feng)(feng)或(huo)全新風(feng)(feng)空氣(qi)處理。能(neng)滿足工藝只能(neng)是首要的(de)(de)(de)(de)(de)，100%的(de)(de)(de)(de)(de)新風(feng)(feng)是針對(dui)(dui)通(tong)風(feng)(feng)柜的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)境，而對(dui)(dui)于(yu)一(yi)般實驗(yan)室(shi)循環(huan)空氣(qi)處理能(neng)達到要求的(de)(de)(de)(de)(de)，就(jiu)不(bu)必要100%全新風(feng)(feng)。何況在全新風(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)空調環(huan)境下，能(neng)耗非常高(gao)。

3、房間壓差

《化(hua)工采(cai)暖通風和空(kong)調(diao)調(diao)節設計規范》規定(ding)化(hua)驗室應保持相(xiang)對負壓。

ASHRAE 規定所有從化(hua)學實(shi)驗室內排出(chu)(chu)的(de)氣(qi)體均需(xu)直接排出(chu)(chu)室外，而不(bu)能循環利用(yong)。因此(ci)，除(chu)非化(hua)學實(shi)驗室也有潔凈要(yao)求否(fou)則均需(xu)保(bao)持其(qi)相(xiang)對于相(xiang)鄰區域為負壓。

這個(ge)規定其(qi)實(shi)要根(gen)據(ju)具體的(de)(de)實(shi)施(shi)對象。本(ben)項(xiang)目(mu)中(zhong)恒溫(wen)恒濕(shi)間需要嚴格的(de)(de)溫(wen)度、濕(shi)度控制(zhi)范圍，應(ying)該設計成正壓(ya)。因為如果設計成負壓(ya)，則相鄰區(qu)域(yu)的(de)(de)空(kong)氣去進入(ru)，一(yi)方面可能(neng)破壞溫(wen)、濕(shi)度的(de)(de)控制(zhi)精；另一(yi)方面如果污(wu)染的(de)(de)空(kong)氣進入(ru)，也可能(neng)造成安全問題。而對于濕(shi)法化學間和(he)加熱間，為防止有毒、腐蝕、高溫(wen)的(de)(de)氣體或揮發物散發到(dao)房(fang)間，甚至散發到(dao)其(qi)他的(de)(de)區(qu)域(yu)，設計成負壓(ya)是必(bi)須的(de)(de)。實(shi)驗(yan)室(shi)建筑的(de)(de)辦公區(qu)域(yu)，應(ying)相對于走廊和(he)實(shi)驗(yan)室(shi)始終維持正壓(ya)。實(shi)驗(yan)室(shi)內氣流應(ying)從低危險區(qu)域(yu)流向(xiang)高危險區(qu)域(yu)，最終通過各類通風(feng)柜或加熱設備排到(dao)室(shi)外(wai)。

4、控制系統

控(kong)制(zhi)(zhi)應(ying)該(gai)把以上幾(ji)項綜合起來(lai)，可(ke)以滿足整個(ge)實驗室的(de)(de)(de)房間壓(ya)力(li)、各(ge)房間壓(ya)差(cha)、通風(feng)量(liang)、溫濕(shi)度和(he)各(ge)方(fang)(fang)面(mian)的(de)(de)(de)安(an)全(quan)控(kong)制(zhi)(zhi)要求，同(tong)時降(jiang)低能(neng)(neng)(neng)耗。實驗室內往(wang)往(wang)存(cun)在許多不(bu)(bu)利于(yu)(yu)人(ren)體(ti)健(jian)康的(de)(de)(de)化學物質(zhi)污染源(yuan)，特(te)別是有害氣體(ti)，將其(qi)排除(chu)非常重要。但與此同(tong)時，能(neng)(neng)(neng)源(yuan)往(wang)往(wang)會被大量(liang)的(de)(de)(de)消(xiao)耗，因而實驗室的(de)(de)(de)通風(feng)控(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)要求從早期定(ding)風(feng)量(liang)，雙穩態(tai)，變風(feng)量(liang)系(xi)(xi)統，到(dao)最新的(de)(de)(de)適應(ying)性控(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統。所謂最為安(an)全(quan)、舒適的(de)(de)(de)環境(jing)，并(bing)要求最節能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)式是不(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)太(tai)過于(yu)(yu)奢望(wang)。系(xi)(xi)統響(xiang)應(ying)迅速確(que)(que)保人(ren)身安(an)全(quan)，以最高的(de)(de)(de)精確(que)(que)性正確(que)(que)控(kong)制(zhi)(zhi)送排風(feng)的(de)(de)(de)平衡和(he)室內壓(ya)力(li)，提供最大的(de)(de)(de)穩定(ding)性。盡量(liang)降(jiang)低用戶(hu)前期投入，同(tong)時減(jian)少用戶(hu)在運行(xing)、能(neng)(neng)(neng)源(yuan)消(xiao)耗及維護等方(fang)(fang)面(mian)的(de)(de)(de)費用。

ASHRAE 規定實驗室控制(zhi)(zhi)一(yi)方(fang)面調整設備的(de)溫度(du)和濕(shi)度(du)控制(zhi)(zhi)；另一(yi)方(fang)面監控安全設施保(bao)護工作人員，用哪個系(xi)統，只要(yao)對(dui)當(dang)前(qian)實驗室是合適的(de)。

化學實驗室(shi)的(de)通風(feng)(feng)采(cai)用(yong)(yong)定風(feng)(feng)量(liang)還是(shi)(shi)變(bian)風(feng)(feng)量(liang)控(kong)制(zhi)系(xi)統，這(zhe)(zhe)(zhe)取決于(yu)設(she)(she)計者(zhe)、使用(yong)(yong)者(zhe)和(he)設(she)(she)施管理(li)者(zhe)對其所要求(qiu)的(de)功能(neng)初(chu)次投(tou)資和(he)運行費用(yong)(yong)等問題的(de)綜(zong)合考(kao)慮。定風(feng)(feng)量(liang)（CAV）系(xi)統被(bei)設(she)(she)計用(yong)(yong)來(lai)為所有的(de)通風(feng)(feng)柜(ju)(ju)和(he)加(jia)熱爐提(ti)供總的(de)排風(feng)(feng)流(liu)量(liang)，不管這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)通風(feng)(feng)柜(ju)(ju)和(he)加(jia)熱爐是(shi)(shi)否(fou)被(bei)占用(yong)(yong)，總的(de)流(liu)量(liang)都保持一定。這(zhe)(zhe)(zhe)一方(fang)法采(cai)用(yong)(yong)機械(xie)限位擋塊(kuai)限制(zhi)調節(jie)閥(fa)門開(kai)度，可能(neng)最(zui)大減小(xiao) 40％流(liu)量(liang)。變(bian)風(feng)(feng)量(liang)系(xi)統（VAV），則是(shi)(shi)系(xi)統容量(liang)的(de)減小(xiao)超過10％或20％的(de)參差(cha)性設(she)(she)計。

實(shi)驗(yan)室的(de)通風設計首要(yao)解(jie)決(jue)的(de)問(wen)題(ti)是安全性問(wen)題(ti)，還(huan)要(yao)考慮到為(wei)實(shi)驗(yan)人員創造一個舒適的(de)工作(zuo)環境，解(jie)決(jue)溫度、氣(qi)流、噪音的(de)問(wen)題(ti)，同時要(yao)保證最低的(de)能(neng)源消耗，系統穩定，容易控制，易于操作(zuo)管理。簡(jian)而(er)言之(zhi)就是要(yao)從安全、舒適、節能(neng)、可靠運(yun)行(xing)方面進行(xing)設計。通過(guo)對此(ci)類型化(hua)學實(shi)驗(yan)室涉及(ji)的(de)換氣(qi)次數、送排(pai)風形式、房間壓差、控制系統標(biao)準(zhun)。

建議

1）換(huan)氣次(ci)數(shu)至少應該以下(xia)三項指標值(zhi)中(zhong)取(qu)最(zui)大值(zhi)：實驗室工作區的(de)設備(bei)的(de)排風量(liang)，制冷負荷量(liang)對應的(de)風量(liang)，最(zui)小換(huan)氣次(ci)數(shu)為10 次(ci)/h 風量(liang)；

2）根據實際工作環境確定是否100%新風(feng)量；

3）通常情況下，走廊、辦(ban)公區、實驗區為氣(qi)流(liu)的流(liu)動(dong)方向(xiang)，上(shang)游相(xiang)鄰區為正壓；

4）定(ding)風量仍然是經濟實(shi)用的控制系統，能夠滿足部分實(shi)驗(yan)室要求，做好將來擴容的措施。