實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)是該領(lǐng)域常見的關(guān)鍵設(shè)計(jì)，包括化學(xué)、生物、動(dòng)物、物理實(shí)驗(yàn)室和其他類型?？照{(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括空氣處理、冷加熱和除濕、氣流組織、控制、安全等部件。它們是一個(gè)整體系統(tǒng)，而不是一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)。掌握實(shí)驗(yàn)室的作用是通風(fēng)系統(tǒng)選擇和設(shè)計(jì)的決定性因素。主要目標(biāo)是為員工提供一個(gè)安全的環(huán)境。在實(shí)驗(yàn)室的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師應(yīng)充分研究一些因素，找到合適的設(shè)計(jì)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)室由干化學(xué)室、加熱室、恒溫恒濕室、通用實(shí)驗(yàn)室、注塑室和辦公室組成。除了恒溫恒濕的環(huán)境外，其他房屋只需要溫度控制，沒有清潔規(guī)定。

　　ASHRAE實(shí)驗(yàn)室空調(diào)及通風(fēng)設(shè)計(jì)參數(shù)要求如下：

　　1)規(guī)定室內(nèi)外溫濕度;

　　2)空氣質(zhì)量;

　　3)設(shè)備和工藝的熱量消耗，包括熱溫和蒸發(fā)熱;

　　4)預(yù)期增加內(nèi)部負(fù)荷;

　　5)小換風(fēng)次數(shù);

　　6)進(jìn)風(fēng)和送風(fēng);

　　7)排氣設(shè)備類型;

　　8)控制和報(bào)警;

　　9)可以調(diào)整通風(fēng)柜的尺寸和數(shù)量;

　　10)房屋壓差;

　　11)預(yù)留設(shè)備和電源。

　　選擇換風(fēng)次數(shù)

　　《化學(xué)供暖、通風(fēng)和空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求實(shí)驗(yàn)室房屋的小通風(fēng)量一般為6倍/6倍h~8次/h。ASHRAE檢查室內(nèi)的整體換氣次數(shù)由以下風(fēng)量決定：從一些排氣設(shè)備或其他房屋排氣排出的總風(fēng)量;帶來(lái)房屋熱量消耗所需的冷空氣量;低換氣次數(shù)要求。在使用條件下，實(shí)驗(yàn)室的小換氣次數(shù)應(yīng)保持6次/h~10次/h。

　　在正常情況下，>10次/小時(shí)的房屋換氣次數(shù)被認(rèn)為是合適的。然而，當(dāng)分析設(shè)備可能在實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生高熱量消耗，或者房間中有大量排氣時(shí)，可能需要相應(yīng)增加通風(fēng)量。干法化學(xué)室有一個(gè)通風(fēng)柜，加熱室內(nèi)有大量的加熱爐。通風(fēng)柜的計(jì)算方法參照《化學(xué)加熱、通風(fēng)、空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范》中輕、中度危害或危險(xiǎn)有害物質(zhì)的計(jì)算方法。在室內(nèi)頂棚有送風(fēng)的前提下，通風(fēng)柜操作口的小進(jìn)氣速率為0.5m/s。根據(jù)通風(fēng)柜的利用率，當(dāng)通風(fēng)柜數(shù)量超過(guò)2個(gè)時(shí)，應(yīng)取60%~同時(shí)利用率為70%。加熱爐應(yīng)采用計(jì)算機(jī)所需的排氣量，以保持爐內(nèi)的加熱溫度。通過(guò)以上計(jì)算，可以計(jì)算出整體安全通風(fēng)量。此外，負(fù)荷計(jì)算的空調(diào)風(fēng)量也有10倍的小換風(fēng)次數(shù)，三者的大值。

　　排氣和排氣

　　《化學(xué)采暖通風(fēng)與空調(diào)調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)量較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置室外新風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)，并納入新風(fēng)負(fù)荷。

　　《科學(xué)實(shí)驗(yàn)室建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》要求每臺(tái)排氣設(shè)備設(shè)置獨(dú)立的排氣系統(tǒng)。同一實(shí)驗(yàn)室的所有排氣設(shè)備應(yīng)共用一個(gè)排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)在工作時(shí)間連續(xù)使用的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)設(shè)置排氣系統(tǒng)，排氣量應(yīng)為排氣量的70%，排氣凈化應(yīng)按工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。對(duì)于供暖區(qū)域，應(yīng)在冬季加熱排氣。排氣旋轉(zhuǎn)不能破壞實(shí)驗(yàn)室排氣設(shè)備的正常運(yùn)行。

　　ASHRAE從化學(xué)實(shí)驗(yàn)室排放的所有氣體都需要直接排放到室外，不能回收利用。因此，除非化學(xué)實(shí)驗(yàn)室也有清潔規(guī)定，否則應(yīng)保持其相對(duì)于鄰近區(qū)域的負(fù)壓。是否選擇100%新風(fēng)排氣系統(tǒng)應(yīng)作為實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的關(guān)鍵部分。實(shí)驗(yàn)室的每個(gè)模塊之間都有一個(gè)單獨(dú)的排氣系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)安裝在屋頂上。由于干法化學(xué)和加熱之間存在有害、腐蝕和高溫氣體，必須使用新鮮空氣來(lái)解決這些問題。其他，如工作人員進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析的通用試驗(yàn)室和進(jìn)行材料試驗(yàn)的恒溫恒濕室，100%新風(fēng)排氣系統(tǒng)不是唯 一的選擇。由于實(shí)驗(yàn)室的工藝職責(zé)不同，不需要進(jìn)行新風(fēng)通風(fēng)或新風(fēng)空氣處理。能夠滿足這個(gè)過(guò)程只能是一件事。100%的新風(fēng)是通風(fēng)柜的環(huán)境，而對(duì)于一般實(shí)驗(yàn)室的循環(huán)空氣處理，則不需要100%的新風(fēng)。此外，在新風(fēng)環(huán)境中，能耗非常高。

　　屋子壓差：

　　《化學(xué)采暖通風(fēng)與空調(diào)調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求實(shí)驗(yàn)室保持相對(duì)負(fù)壓。

　　ASHRAE從化學(xué)實(shí)驗(yàn)室排出的所有氣體都需要直接排出室外，不能回收利用。因此，除非化學(xué)實(shí)驗(yàn)室也有清潔規(guī)定，否則應(yīng)保持其相對(duì)于鄰近區(qū)域的負(fù)壓。這一要求實(shí)際上應(yīng)基于實(shí)際的實(shí)施對(duì)象。在本項(xiàng)目中，恒溫恒濕之間必須設(shè)計(jì)嚴(yán)格的溫濕度控制類別，并設(shè)計(jì)為正壓。因?yàn)槿绻O(shè)計(jì)為負(fù)壓，相鄰區(qū)域的氣體進(jìn)入，一方面可能破壞溫度，濕度控制本質(zhì);另一方面，如果污染氣體進(jìn)入，也可能導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于干化學(xué)和加熱，為了避免有害、腐蝕、高溫氣體或揮發(fā)物釋放到房屋，甚至釋放到其他區(qū)域，有必要設(shè)計(jì)為負(fù)壓。實(shí)驗(yàn)室建筑的辦公區(qū)域應(yīng)始終保持相對(duì)于走廊和實(shí)驗(yàn)室的正壓。實(shí)驗(yàn)室氣旋應(yīng)從低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域流入高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，根據(jù)各種通風(fēng)柜或采暖設(shè)備進(jìn)行排放。

　　控制系統(tǒng)：

　　控制應(yīng)將上述項(xiàng)目結(jié)合起來(lái)，以滿足整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的房間壓力、每個(gè)房間的壓差、通風(fēng)量、溫度和濕度以及各方面的安全管理規(guī)定，同時(shí)降低能耗。實(shí)驗(yàn)室中通常有許多不利于健康的化合物污染物，特別是有害物質(zhì)，因此清除它們非常重要。然而，與此同時(shí)，能源通常消耗很多。因此，實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)控制系統(tǒng)的規(guī)定從初始風(fēng)量、雙穩(wěn)態(tài)、空氣處理單元系統(tǒng)到新的適應(yīng)性控制系統(tǒng)。所謂安全、舒適的環(huán)境，并規(guī)定節(jié)能的方法不應(yīng)過(guò)于奢侈。該系統(tǒng)響應(yīng)快速確保生命安全，以最大的準(zhǔn)確性正確控制通風(fēng)和室內(nèi)壓力之間的平衡，并提供大的穩(wěn)定性。盡量減少客戶的早期投資，降低客戶在運(yùn)營(yíng)、能耗和維護(hù)方面的成本。

　　ASHRAE一方面要求實(shí)驗(yàn)室控制調(diào)節(jié)設(shè)備的溫濕度控制;另一方面，只要適合當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室，監(jiān)督安全設(shè)備維護(hù)人員使用哪個(gè)系統(tǒng)。

　　化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)選擇是固定風(fēng)量或空氣處理單元控制系統(tǒng)，這取決于設(shè)計(jì)者、用戶和設(shè)備經(jīng)理，并充分考慮所需的初始投資和運(yùn)營(yíng)成本。固定風(fēng)量(CAV)該系統(tǒng)旨在為每個(gè)通風(fēng)柜和加熱爐提供整體排氣流量。無(wú)論這些通風(fēng)柜和加熱爐是否被占用，整體流量都保持一定。通過(guò)這種方式，選擇機(jī)械定位塊來(lái)限制閥門的開度，這可能會(huì)大大降低40%的流量?？諝馓幚硌b置系統(tǒng)(VAV)，是搖綴性設(shè)計(jì)，系統(tǒng)容量減少超過(guò)10%或20%。

　　實(shí)驗(yàn)室的通風(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)要保證低的能源消耗，系統(tǒng)穩(wěn)定，容易控制，易于操作管理。簡(jiǎn)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(guò)對(duì)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)。