一、概述
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室是核電廠中實(shí)驗(yàn)和研究的場(chǎng)所，此類實(shí)驗(yàn)室常常會(huì)存放一些化學(xué)藥品或試劑，且在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可能會(huì)產(chǎn)生有毒有味，有腐蝕性、爆炸性，甚至帶有放射性物質(zhì)的氣體。因此為了工作人員的健康，保證室內(nèi)環(huán)境安全，必須通過(guò)通風(fēng)系統(tǒng)及時(shí)排出有害氣體。為保證不污染到其余房間，實(shí)驗(yàn)室房間往往要設(shè)計(jì)成相對(duì)鄰室或走廊微負(fù)壓狀態(tài)，由此對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)提出了較高的要求。
二、環(huán)境實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介
環(huán)境實(shí)驗(yàn)室的功能主要是用于核電廠正常運(yùn)行情況下對(duì)周圍環(huán)境介質(zhì)樣品的采樣、制樣及分析測(cè)量，在廠區(qū)事故情況下，參與廠區(qū)內(nèi)外應(yīng)急響應(yīng)，實(shí)施應(yīng)急監(jiān)測(cè)。
該環(huán)境實(shí)驗(yàn)室按房間功能分為三層，一層為設(shè)備用房，如變配電室、UPS間、柴油發(fā)電機(jī)房、空調(diào)機(jī)房等，其中還有對(duì)環(huán)境的溫濕度要求嚴(yán)格的γ譜儀測(cè)量間、α/β測(cè)量間及液閃測(cè)量間及有爆炸危險(xiǎn)性的氣瓶間。二層為辦公用房，如辦公室，會(huì)議室，資料室等。三層為各類實(shí)驗(yàn)室，室內(nèi)布置有工藝所用的各類通風(fēng)柜和排風(fēng)罩。
三、環(huán)境實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)概述
1.排風(fēng)系統(tǒng)的選擇
實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)計(jì)與舒適性空調(diào)系統(tǒng)的通風(fēng)設(shè)計(jì)是有區(qū)別的。實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)計(jì)有實(shí)驗(yàn)用的通風(fēng)柜排風(fēng)和室內(nèi)平時(shí)排風(fēng)兩種，根據(jù)規(guī)范要求，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)換氣次數(shù)不低于6次/小時(shí)，當(dāng)有通風(fēng)柜（罩）時(shí)，可利用其進(jìn)行房間的全面通風(fēng)換氣。通過(guò)計(jì)算可知，各個(gè)實(shí)驗(yàn)室的排風(fēng)柜（罩）的總排風(fēng)量均大于6次/小時(shí)。因此該項(xiàng)目通風(fēng)柜排風(fēng)與室內(nèi)排風(fēng)采用一套排風(fēng)系統(tǒng)。
根據(jù)工藝所提資料，該項(xiàng)目所用的通風(fēng)柜在不進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，最小流量為最大風(fēng)量的20%，常用風(fēng)量為最大風(fēng)量的60%，通過(guò)通風(fēng)柜的調(diào)節(jié)門的開度控制通風(fēng)柜的排風(fēng)量。因此該類通風(fēng)柜較為安全。經(jīng)與工藝溝通，我們按照通風(fēng)柜的常用風(fēng)量選用排風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)。
根據(jù)環(huán)境實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行特點(diǎn)，科學(xué)選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)。該項(xiàng)目共有十個(gè)實(shí)驗(yàn)室，均設(shè)置在三層。經(jīng)與工藝溝通，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室在一年中運(yùn)行的頻率低，所有通風(fēng)柜（罩）最大同時(shí)使用系數(shù)為60%，各個(gè)實(shí)驗(yàn)室功能獨(dú)立，工藝無(wú)法提供哪些通風(fēng)柜同時(shí)使用的資料。基于以上幾點(diǎn)，我們選用各個(gè)房間單獨(dú)設(shè)置屋頂風(fēng)機(jī)排風(fēng)系統(tǒng)的方式，分別設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)P -1~P-10 ,不僅控制靈活方便，而且可以使有害氣體經(jīng)過(guò)最短路程直接排出至屋面。在工程設(shè)計(jì)中，若暖通專業(yè)能夠掌握更為詳實(shí)的資料，可以將同層同時(shí)連續(xù)使用的實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜共用一套排風(fēng)系統(tǒng)，但通風(fēng)柜的數(shù)量不宜超過(guò)四個(gè)，不同樓層的通風(fēng)柜盡量不共用一個(gè)排風(fēng)系統(tǒng)。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室所排出的氣體具有腐蝕性，因此選用玻璃鋼離心式屋頂風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)的壓頭要足夠大，能夠滿足系統(tǒng)阻力要求，為了防止氣體倒灌，通常在主排風(fēng)管道上設(shè)置止回閥。風(fēng)管可采用對(duì)化學(xué)腐蝕性氣體有良好抵抗力的玻璃鋼風(fēng)管，也可以采用不銹鋼材料，但成本較高。
2.補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)的選擇
實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室要求新風(fēng)必須全部來(lái)自室外，然后全部排出室外，化學(xué)通風(fēng)柜的排氣不得在室內(nèi)進(jìn)行空氣循環(huán)。實(shí)驗(yàn)室要求補(bǔ)風(fēng)可由所送入的新風(fēng)以及通過(guò)門窗縫隙滲入的新風(fēng)組成。送入實(shí)驗(yàn)室的新風(fēng)可通過(guò)集中空調(diào)處理后送入。為避免實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的有害氣體污染其余房間和走廊，室內(nèi)一般可通過(guò)調(diào)整送排風(fēng)的風(fēng)量大小以及風(fēng)機(jī)的開停順序設(shè)計(jì)成負(fù)壓狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)室的補(bǔ)風(fēng)量一般為排風(fēng)量的70~90%。
由于該項(xiàng)目最大排風(fēng)量?jī)H為總排風(fēng)柜風(fēng)量的60%，且設(shè)置一對(duì)一的補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)成本太高，則設(shè)置一套送風(fēng)系統(tǒng)S-1，送風(fēng)量為排風(fēng)量的80%，選用一臺(tái)風(fēng)冷熱泵新風(fēng)機(jī)組，室外新鮮空氣在夏季經(jīng)制冷處理，在冬季經(jīng)加熱處理后送入位于三層的實(shí)驗(yàn)室。夏季送風(fēng)溫度為17℃，冬季為25℃。送風(fēng)系統(tǒng)S-1與排風(fēng)系統(tǒng)P-1~P-10連鎖啟停，當(dāng)任意一套排風(fēng)系統(tǒng)啟動(dòng)，新風(fēng)系統(tǒng)S-1啟動(dòng)。空調(diào)機(jī)組布置在一層空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)。
實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的新風(fēng)口應(yīng)該布置在遠(yuǎn)離通風(fēng)柜的地方，新風(fēng)應(yīng)該從遠(yuǎn)離通風(fēng)柜的地方進(jìn)入，以使空氣流動(dòng)路徑能遠(yuǎn)離排風(fēng)處，以避免新風(fēng)剛進(jìn)入就被排出。
此外，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)為了給實(shí)驗(yàn)人員提供一個(gè)較為安靜的研究環(huán)境，應(yīng)該控制房間的噪聲（<55DB）。因此將排風(fēng)機(jī)布置在室外，送風(fēng)管道上可設(shè)置消聲器。
3.空調(diào)系統(tǒng)的選擇
實(shí)驗(yàn)室的溫濕度設(shè)計(jì)要求應(yīng)根據(jù)工藝要求設(shè)定，通常取室內(nèi)夏季溫度25~30℃，相對(duì)濕度約60%，冬季室內(nèi)溫度18~22℃，相對(duì)濕度不低于30%。實(shí)驗(yàn)室空調(diào)方式可采用集中式和分散式。
由于實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)風(fēng)不能作為回風(fēng)循環(huán)利用，需采用全直流空調(diào)系統(tǒng)，因此該項(xiàng)目應(yīng)業(yè)主要求，采用了造價(jià)和運(yùn)行成本較低的分體空調(diào)形式，即每個(gè)房間設(shè)置一臺(tái)或多臺(tái)分體空調(diào)器。計(jì)算負(fù)荷時(shí)，因?yàn)樗惋L(fēng)系統(tǒng)已考慮排風(fēng)系統(tǒng)所帶來(lái)的負(fù)荷，因此只需計(jì)算房間維護(hù)結(jié)構(gòu)、人員、燈光等負(fù)荷即可。
該項(xiàng)目通風(fēng)和空調(diào)方式，各自相互獨(dú)立，具有較大的靈活性，且控制簡(jiǎn)單，造價(jià)低，運(yùn)行維護(hù)方便，但在實(shí)際的運(yùn)行中，忽略了系統(tǒng)間的相互影響，且分體空調(diào)調(diào)節(jié)范圍較小，由于通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行，可能會(huì)存在不能滿足室內(nèi)溫濕度要求的問(wèn)題，因此，在實(shí)際運(yùn)行中，還有待觀察和探討。
四、小結(jié)
設(shè)計(jì)前期，要對(duì)工藝資料進(jìn)行整理，詳細(xì)了解實(shí)驗(yàn)室工藝要求，需收集的資料有：實(shí)驗(yàn)室類型，潔凈要求，安全性，是否有通風(fēng)柜，是否有平時(shí)排風(fēng)；做實(shí)驗(yàn)時(shí)，哪些實(shí)驗(yàn)室同時(shí)使用，是否為正壓、負(fù)壓或普通試驗(yàn)室；哪些是屬正常工作時(shí)間段的辦公室，會(huì)議室。這些資料與負(fù)荷有關(guān)，與送排風(fēng)量計(jì)算有關(guān)，與系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用有關(guān)，與機(jī)組的功能段、外形尺寸、機(jī)房位置、過(guò)濾器的級(jí)別有關(guān)，與風(fēng)量、風(fēng)壓等有關(guān)，便于設(shè)計(jì)時(shí)按功能、按運(yùn)行時(shí)段對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行劃分。
了解實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜的功能，按排放氣體和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。對(duì)實(shí)驗(yàn)室房間內(nèi)通風(fēng)的安全性要足夠重視。通風(fēng)柜的集塵捕捉能力要符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，保證一定數(shù)量的換氣次數(shù)，讓送風(fēng)氣流流向?qū)嶒?yàn)室，保持實(shí)驗(yàn)室負(fù)壓。為實(shí)驗(yàn)人員創(chuàng)造舒適的工作環(huán)境，降低噪聲。系統(tǒng)要容易控制，易于管理，能穩(wěn)定、低能耗運(yùn)行。
在計(jì)算房間空調(diào)負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮由于排風(fēng)及室外風(fēng)作為補(bǔ)風(fēng)所帶來(lái)的能耗損失。
通風(fēng)柜運(yùn)行時(shí)與周圍的環(huán)境會(huì)相互影響。送風(fēng)口要遠(yuǎn)離空氣擾動(dòng)大的通風(fēng)柜，避免造成能源浪費(fèi)。排風(fēng)管道的沒計(jì)原則是管內(nèi)為負(fù)壓，防止管道廢氣泄漏，排風(fēng)管長(zhǎng)度越短越好，而且一臺(tái)風(fēng)機(jī)連接的通風(fēng)柜越少越好。排風(fēng)通道盡可能豎直布置，通道越高越好。如需改變風(fēng)道風(fēng)速.則應(yīng)配置相應(yīng)的變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)。注意排風(fēng)通道的末端應(yīng)避開補(bǔ)風(fēng)管道送氣口。
