實驗室通風(fēng)房的設(shè)計
山東鑫廣實驗設(shè)備科技有限公司實驗室通風(fēng)房的設(shè)計
實驗室通風(fēng)房(通常稱為“通風(fēng)櫥”或“實驗室”,但您指的更可能是包含通風(fēng)櫥等設(shè)備的“通風(fēng)實驗室”)的設(shè)計是一個復(fù)雜且至關(guān)重要的工程。它直接關(guān)系到實驗人員的安全、實驗的準(zhǔn)確性以及設(shè)備的壽命。
下面我將從核心原則、關(guān)鍵組成部分、設(shè)計流程和注意事項四個方面,為您全面解析實驗室通風(fēng)房的設(shè)計。
一、核心設(shè)計原則
1. 安全
保護人員: 首要目標(biāo)是防止實驗人員吸入有毒、有害、易燃易爆或具有異味的化學(xué)氣體。
保護環(huán)境: 將實驗產(chǎn)生的污染物經(jīng)過有效處理后安全排放到大氣中,符合環(huán)保法規(guī)。
設(shè)備防護: 避免腐蝕性氣體對實驗室儀器和設(shè)備造成損害。
2. 功能性與效率
滿足實驗需求: 通風(fēng)系統(tǒng)必須能處理實驗過程中可能產(chǎn)生的大污染物負荷。
氣流控制: 保證足夠的排風(fēng)量和風(fēng)速(通常為0.3-0.5 m/s),確保污染物被有效捕獲,不發(fā)生逸散。
能效與可持續(xù)性: 在保證安全的前提下,采用變風(fēng)量(VAV)系統(tǒng)、補風(fēng)型通風(fēng)櫥等技術(shù),降低能耗。
3. 合規(guī)性
設(shè)計必須符合國家和地方的建筑規(guī)范、消防法規(guī)、環(huán)保要求以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如美國的OSHA、NFPA,中國的《科研建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 91等)。
二、關(guān)鍵組成部分
一個完整的通風(fēng)實驗室設(shè)計包括以下幾個核心部分:
1. 通風(fēng)櫥與局部排風(fēng)設(shè)備
通風(fēng)櫥: 是核心安全設(shè)備。類型包括:
標(biāo)準(zhǔn)型: 通用型,適用于大多數(shù)化學(xué)實驗。
旁通型: 當(dāng)視窗關(guān)閉時,仍有部分風(fēng)量從上方固定開口通過,節(jié)能且安全。
補風(fēng)型: 從室外引入一部分空氣直接送到操作者呼吸區(qū),減少對室內(nèi)空調(diào)風(fēng)的消耗,適用于對室內(nèi)溫濕度要求高或排風(fēng)量巨大的實驗室。
放射性/高氯酸專用: 使用特殊材質(zhì)和設(shè)計,處理特定危險品。
萬象抽氣罩/原子吸收罩: 用于排放定點產(chǎn)生的高熱或高濃度氣體(如馬弗爐、ICP-MS)。
試劑柜/藥品儲存柜: 帶有排風(fēng)功能,用于儲存揮發(fā)性化學(xué)品。
2. 房間整體通風(fēng)系統(tǒng)
送風(fēng)系統(tǒng):
來源: 通常來自大樓的空調(diào)系統(tǒng)或獨立的空調(diào)機組。
布局: 送風(fēng)口應(yīng)布置在遠離排風(fēng)設(shè)備(如通風(fēng)櫥)的區(qū)域,通常在天花板或側(cè)墻高處,引導(dǎo)氣流從清潔區(qū)(走廊、辦公區(qū))流向污染區(qū)(實驗區(qū)),再流向排風(fēng)設(shè)備。
排風(fēng)系統(tǒng):
排風(fēng)機: 需要有足夠的靜壓來克服管道阻力,通常一用一備。
排風(fēng)管道: 材質(zhì)需耐腐蝕(如PP、PVC、不銹鋼),設(shè)計需平滑以減少阻力,并有一定坡度以便排出冷凝液。
排風(fēng)口: 位于屋頂,應(yīng)高于鄰近建筑物,并考慮廢氣處理裝置(如洗滌塔、活性炭過濾器)的需要。
3. 氣流組織與壓差控制
氣流組織: 必須保證氣流模式是定向流,即從走廊(相對清潔區(qū))流入實驗室(相對污染區(qū))。這通過控制送風(fēng)量和排風(fēng)量的差值來實現(xiàn)。
房間壓差:
負壓實驗室: 絕大多數(shù)化學(xué)、生物實驗室要求為負壓(排風(fēng)量 > 送風(fēng)量),防止污染物外泄。
壓差傳感器與控制系統(tǒng): 實時監(jiān)測并自動調(diào)節(jié)送/排風(fēng)量,以維持壓差(通常-5 to -15 Pa)。
4. 控制系統(tǒng)
現(xiàn)代實驗室通風(fēng)系統(tǒng)依賴于復(fù)雜的自動化控制系統(tǒng):
變風(fēng)量(VAV)系統(tǒng): 根據(jù)通風(fēng)櫥視窗的開啟高度,自動調(diào)節(jié)排風(fēng)量和送風(fēng)量,在保證安全面風(fēng)速的同時,大幅節(jié)約能源。
監(jiān)視與報警: 系統(tǒng)應(yīng)能監(jiān)控通風(fēng)櫥面風(fēng)速、房間壓差、風(fēng)機狀態(tài)等關(guān)鍵參數(shù),并在出現(xiàn)異常時(如面風(fēng)速過低)發(fā)出聲光報警。
5. 基礎(chǔ)設(shè)施與布局
空間規(guī)劃: 通風(fēng)櫥不應(yīng)放置在門口、人員走動頻繁或氣流紊亂的區(qū)域。實驗臺、水池、氣瓶柜、緊急沖淋器等需合理布局,形成合理的工作流線。
水、電、氣: 預(yù)留充足的實驗用氣體管道、純水和廢水接口、不同電壓的電源插座。
建筑材料: 墻面、地面、天花板應(yīng)使用耐腐蝕、易清潔的材料(如環(huán)氧樹脂地面、玻鎂板墻面)。
三、設(shè)計流程
1. 需求評估:
明確實驗類型(化學(xué)、生物、物理?)。
確定使用的化學(xué)品類型、數(shù)量和危險性。
統(tǒng)計所需的通風(fēng)櫥數(shù)量、類型和其他局部排風(fēng)設(shè)備。
確定實驗室的人員密度和設(shè)備發(fā)熱量。
2. 概念設(shè)計:
確定實驗室的平面布局,定位通風(fēng)櫥、實驗臺、安全設(shè)施。
確定氣流組織方案和房間壓力要求。
初步選擇通風(fēng)系統(tǒng)類型(定風(fēng)量CAV vs. 變風(fēng)量VAV)。
3. 詳細設(shè)計:
暖通設(shè)計: 計算總排風(fēng)量和送風(fēng)量,設(shè)計風(fēng)管路徑,選型風(fēng)機和空調(diào)機組。
自控設(shè)計: 設(shè)計控制系統(tǒng)原理圖,確定監(jiān)控點和報警邏輯。
結(jié)構(gòu)與電氣設(shè)計: 協(xié)調(diào)管道穿墻、開洞,預(yù)留設(shè)備電源和照明。
4. 施工與調(diào)試:
在施工過程中嚴格監(jiān)督,確保按圖施工。
系統(tǒng)安裝完成后,進行嚴格的平衡調(diào)試,使用風(fēng)速儀、壓差計等工具測試每個通風(fēng)櫥的面風(fēng)速、每個房間的壓差,確保所有參數(shù)符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
對實驗人員進行系統(tǒng)操作培訓(xùn)。
四、重要注意事項
靈活性: 設(shè)計時應(yīng)考慮未來可能的變化,為增加設(shè)備或改變布局留有余地。
噪音控制: 大風(fēng)量系統(tǒng)會產(chǎn)生噪音,需選用低噪音設(shè)備并采取消音措施。
應(yīng)急處理: 需有緊急排風(fēng)方案,例如在火災(zāi)或電源故障時,排風(fēng)機應(yīng)能持續(xù)工作或由備用電源驅(qū)動。
維護便利性: 風(fēng)管、風(fēng)機、過濾器等設(shè)備必須易于接近,以便日常維護和檢修。
專業(yè)團隊: 務(wù)必聘請有豐富實驗室設(shè)計經(jīng)驗的建筑師、暖通工程師和實驗室顧問共同完成項目。
總結(jié)而言,一個成功的實驗室通風(fēng)房設(shè)計,是一個將安全、功能、能效和合規(guī)性深度融合的系統(tǒng)工程。它始于對實驗需求的深刻理解,成于多專業(yè)團隊的協(xié)作,終通過嚴格的調(diào)試和持續(xù)的維護來保障其長期可靠運行。

山東鑫廣實驗設(shè)備科技有限公司成立于2007年,作為實驗室整體解決方案服務(wù)商,提供從實驗室設(shè)計、實驗室工程、實驗室家具、實驗室設(shè)備、實驗室耗材、到實驗室服務(wù)等實驗室建造一站式服務(wù),致力于研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)實驗室家具等產(chǎn)品及相關(guān)配套設(shè)備,并提供實驗室建設(shè)解決方案的新型高科技企業(yè)。公司下設(shè)研發(fā)生產(chǎn)車間,在各地拓展網(wǎng)絡(luò)和辦事處,為客戶提供產(chǎn)品和服務(wù)。
山東通風(fēng)柜廠家產(chǎn)品應(yīng)用于醫(yī)療、衛(wèi)生、檢疫、商檢、科教、生物制藥、食品化工、石油、環(huán)保、等多個行業(yè)的不同類別的實驗室。產(chǎn)品服務(wù)范圍涵蓋:實驗室規(guī)劃、實驗室整體裝修工程、實驗室家具、通排風(fēng)系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、水電、凈化潔凈系統(tǒng)、空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)。 吸取實驗室現(xiàn)狀,我公司推出了全新的實驗室系列產(chǎn)品(主要產(chǎn)品有:全鋼結(jié)構(gòu)、全木結(jié)構(gòu)、鋼木結(jié)構(gòu)等系列實驗臺和邊臺及儀器臺、操作臺、天平臺、器皿柜、通風(fēng)柜、水斗臺、試劑柜、超凈工作臺、配套設(shè)施等)。
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