某实验室供暖通风设计

李晋芝

(太原理工大学建筑设计研究院，山西太原　030024)



某实验室供暖通风设计

李晋芝

(太原理工大学建筑设计研究院，山西太原030024)

摘要:结合工程实例，介绍了实验室供暖系统的设计方法，从通风设备、排风方式、通风施工等方面阐述了实验室的通风设计要点，有利于满足实验室设计规范要求，优化送排风系统，为工作人员提供安全、舒适的环境。

关键词:实验室，供暖系统，通风系统

实验室为存在一定危险系数的空间，因此为了保证实验室工作人员的安全，身心健康，创造舒适的实验环境，实验室的设计尤为重要。

1　工程概况

某工程的4层、5层为实验室，主要功能房间有原子吸收、气相色谱、液相色谱、无机前处理室、LC-MS、高温室、天平室等，主要的配套设备为通风柜、原子吸收罩、挥发性试剂柜、万向罩、马弗炉等高温设备。

2　实验室供暖系统设计

供暖系统分为散热器供暖和低温地板辐射供暖，由于本工程为改造项目，层高较低，实验室仪器多，占地大，地面各种水管、地漏等分布不均匀，影响地板辐射供暖盘管的布置，经多方面考虑，采用双管下供下回同程式散热器供暖系统，主干管位于3层梁下，所有散热器均落地明装。有特殊洁净要求的房间天平室，无菌培养室内不设置散热器。

本工程实验室为敞开的大空间，为了散热效果好，达到房间所需的温度，因此应选择辐射对流式的，由《12系列建筑标准设计图集》N1供暖工程散热器安装说明:“1．5设有热计量的供暖系统应选用内腔无粘砂灰铸铁散热器”，最后选择双金属压铸铝合金散热器，特点:单片散热量较大，可用于工厂和公共建筑等热负荷大的空间。散热器前供水管上设置高阻恒温阀，具有预设阻力功能(有冻结危险处除外)，且其安装时必须使其阀柄及阀头与地面保持水平，应避免阳光直射，恒温控制阀须具有带水、带压清堵或更换阀芯以及防冻设施的功能;可以根据房间温度的需要调节室温;回水支管上设置高阻铜质回水调节锁闭阀。

所有穿越不供暖房间及暖沟内的供暖管道采用离心玻璃棉保温，DN≤50管道保温厚度为50 mm，65≤DN≤150管道保温厚度为60 mm;管道保温层外部缠玻璃丝布做保护层，离心玻璃棉密度:50 kg/m3，导热系数:0．04 W/(m·K)。供暖水质应满足《全国民用建筑工程设计技术措施:暖通空调·动力》(2009年版)2．10．1的相关要求。供暖入口须安装超声波热量表及数字锁定静态水力平衡阀(由外网专业调节开度)。数字锁定静态水力平衡阀采用SPF45型，具有调节，截止，开度显示及开度锁定功能;超声波热量表需采用当地节能办备案过的产品，并应满足城镇建设行业标准CJ 128—2007热量表及JGJ 173—2009供热计量技术规程3．0．6条的相关规定。

3　实验室通风系统设计

实验操作使用一些酸、碱、有机溶剂等试剂品，化学物之混合，加热，冷却，蒸馏，蒸发，稀释及反应都可能产生高毒性、易挥发、易燃、易爆、强碱、强酸、可燃气体等，因此实验室要有良好的通风条件。

1)本工程主要为通风柜、原子吸收罩、挥发性试剂柜、万向罩等设备，因此应以局部排风系统为主，辅以全面通风。

全面通风采用通风竖井，按换气次数6次/h计算。该实验室设置七氟丙烷气溶胶灭火，气体灭火后需要排除七氟丙烷气溶胶，需设置机械排风系统，所以屋顶设置双速斜流排风机平时低速运行排风;火灾时由消控室操作关闭防火阀，连锁关闭排风机，火灾扑灭后由消控室操作开启防火阀，同时连锁排风机高速运行排风，将房间内的灭火气体排至室外。由于七氟丙烷气溶胶较空气重，故排风口应分设在房间的下部和上部。实验室通风还应考虑送风的设计，在排风量不大的情况下，采用门窗缝隙补风还可以满足所需的补风量，但是在局部排风较多的实验室，是远远不够的，JGJ 91—1993科学实验室建筑设计规范6．3．4条明确规定:“工作时间连续使用排风系统的实验室应设置送风系统。送风量宜为排风量的70%，并应根据工艺要求对送风进行空气净化处理。对于采暖地区，冬季应对送风进行加热，送风气流不应破坏实验室排风装置的正常工作。间歇使用排风系统且排风量大于每小时两次换气的实验室，应设置有组织的自然进风，对于采暖地区，冬季应由建筑物的采暖系统补充加热进风的耗热量”。该实验室设置卧式空气处理机组平时开启送风，着火时开启补风;送风口应尽量靠近局部排风集中的位置。为了调节风量的大小，风机均采用变频控制，自动调节。

2)实验室排风系统可以设置为独立排风系统，也可以设置为集中排风系统，形式的选择应综合考虑功能的需要，维护的便利及安全可靠性。集中排风系统风管少，屋面穿孔少，排风口布置均匀，但不适宜排除有危险物质和混合后发生爆炸等危险的物质。该实验室使用酸、碱、有机溶剂等可能产生高毒性、易挥发、易燃、易爆、强碱、强酸、可燃气体，因此应采用独立排风系统，需占用建筑空间多，但系统平衡调节方便，不会发生相互间的反应，比较安全可靠。每个功能房间各成一个独立的系统，互不干扰。

局部排风量按排气罩口面积和所需风速计算(按甲方提供通风柜、原子吸收罩、挥发性试剂柜、万向罩等配套设备及设施要求布置;通风系统应由专业厂家根据选用设备实际情况对风量、风压、净化效果、排放浓度等进行校核;排放应满足当地环保部门对该项目环境影响评价的要求)。

以通风柜为例:计算公式:

其中，G为排风量;S为操作窗开启面积;V为面风速;h为时间，1 h;L为通风柜长度;H为操作窗开启高度;μ为安全系数，取1．1～1．2;实验室中央台、实验室边台上用排风罩排风量的计算方法同通风柜排风量的计算方法。

每个系统出屋面设置排风机，消声器，手动对开多叶调节阀，对于间歇使用的排风系统，每个支路设置24 V电动蝶阀，调节风量大小;连续使用的排风系统，每个支路设置蝶阀。排风机按照材质分类有普通钢制风机、不锈钢风机、PP风机和玻璃钢风机;按照气流方式分为离心式、轴流式、混流，根据系统的复杂程度、风机特点、风机能耗等选择玻璃钢离心风机，其用于输送有腐蚀性且易燃易爆的气体;屋顶落地安装平时用风机需设置减震基础。由于该实验室位于人员密集区，产生的有害气体需经过酸雾塔净化处理后方可排入大气，排气管应高出屋面3 m以上。

3)通风施工说明。

全面通风系统风管采用镀锌钢板制作;局部排风系统风管采用硬聚氯乙烯风管。风管材料厚度以及制作方法，应该按照GB 50738—2011通风与空调工程施工规范的规定确定，风管采用法兰连接法，全面通风系统风管软接头采用不燃材料软接头，法兰垫片用厚3 mm橡胶垫片;局部通风系统风管软接头采用防腐材料软接头，法兰垫片用厚3 mm软聚乙烯板。局部通风系统阀门材质为不锈钢。安装防火阀时应先对其外观质量和动作的灵活性与可靠性进行检验，确认合格后再进行安装，与阀件上标志的箭头方向相一致，严禁反向;防火阀必须单独配置支吊架。风道安装时应在适当位置预留检测孔，风管上的可拆卸接口不得设于墙体或楼板内。

4　结语

“安全、健康、和谐、适用、长远”是该实验室设计的核心，在充分满足实验室设计规范要求的前提下，降低噪声，有效的排放实验过程中产生的对健康有害的污染物质，优化送排风系统，这样才能保证实验人员的身心健康，保证周围环境的舒适，安全。

参考文献:

［1］住房和城乡建设部工程质量安全监管司，中国建筑标准设计研究院．全国民用建筑工程设计技术措施:暖通空调·动力(2009年版)［M］．北京:中国计划出版社，2009．

［2］JGJ 91—1993，科学实验室建筑设计规范［S］．

［3］GB 50738—2011，通风与空调工程施工规范［S］．

［4］GB 50243—2002，通风与空调工程施工质量验收规范［S］．

［5］GB 50736—2012，民用建筑供暖通风与空气调节设计规范［S］．

［6］12系列建筑标准设计图集［Z］．

［7］JGJ 173—2009，供热计量技术规程［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

作者简介:李晋芝(1984-)，女，工程师

收稿日期:2015-10-28

文章编号:1009-6825(2016)01-0131-02

中图分类号:TU834

文献标识码:A