豆鵬亮符聰

1南寧市勘察測(cè)繪地理信息院

2華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司

0 引言

實(shí)驗(yàn)室是用于完成各種實(shí)驗(yàn)工作的特殊場(chǎng)所，其通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞，直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)人員的身體健康，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)室的初投資及運(yùn)行費(fèi)用。已建成的某中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)，其實(shí)驗(yàn)室多為化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量有毒有害氣體，為確保實(shí)驗(yàn)人員安全，能產(chǎn)生有毒有害氣體的實(shí)驗(yàn)要盡量在排風(fēng)柜或生物安全柜內(nèi)進(jìn)行，產(chǎn)生的有毒有害氣體要通過(guò)排風(fēng)柜、萬(wàn)向排氣罩等局部排風(fēng)設(shè)施迅速的排至室外。

本項(xiàng)目由于在設(shè)計(jì)過(guò)程中和實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)備提供商溝通不暢，施工過(guò)程中又經(jīng)過(guò)多次修改，最終導(dǎo)致完工后系統(tǒng)運(yùn)行存在種種問(wèn)題，難以滿足實(shí)驗(yàn)室的使用要求。

本文通過(guò)對(duì)所研究項(xiàng)目通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了相應(yīng)的解決方案，并對(duì)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)計(jì)中的不足之處進(jìn)行了總結(jié)。

1 某中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)概述和存在問(wèn)題

為排除實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量有毒有害氣體，實(shí)驗(yàn)室中設(shè)置了通風(fēng)柜（圖1）、萬(wàn)向排氣罩（圖2）、原子罩等局部排風(fēng)設(shè)備對(duì)這些有毒有害氣體進(jìn)行控制，通過(guò)設(shè)置在屋面的有毒有害氣體處理設(shè)備處理后由排風(fēng)機(jī)將其排至室外大氣。

圖1 實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜現(xiàn)場(chǎng)圖

圖2 實(shí)驗(yàn)室萬(wàn)向罩現(xiàn)場(chǎng)圖

通風(fēng)系統(tǒng)采用定風(fēng)量，系統(tǒng)所帶排風(fēng)設(shè)備較多，有的系統(tǒng)所帶實(shí)驗(yàn)室甚至多達(dá)五六個(gè)、跨三四個(gè)樓層，風(fēng)機(jī)開啟時(shí)排風(fēng)設(shè)備全部開啟運(yùn)行，對(duì)共用系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室同時(shí)進(jìn)行排風(fēng)。

后期驗(yàn)收中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題主要有：

1）部分實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)柜，萬(wàn)向罩無(wú)風(fēng)或風(fēng)量極小，致使實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。

2）部分頂層的實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)罩風(fēng)量過(guò)大，風(fēng)管振動(dòng)嚴(yán)重，有較大的噪音。

3）一個(gè)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)多個(gè)實(shí)驗(yàn)室同時(shí)排風(fēng)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行能耗高。

4）施工質(zhì)量差。屋面排風(fēng)機(jī)出口處的做法未按圖施工，由風(fēng)帽改為了風(fēng)口。風(fēng)機(jī)與風(fēng)管的連接處漏風(fēng)嚴(yán)重。

5）部分實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜不能有效控制有害氣體，難以滿足實(shí)驗(yàn)要求。

2 中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)問(wèn)題的原因分析

通過(guò)查看設(shè)計(jì)圖紙和在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)開啟時(shí)各個(gè)排風(fēng)設(shè)備的通風(fēng)效果、風(fēng)管風(fēng)速、風(fēng)機(jī)風(fēng)量等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，分析導(dǎo)致上述問(wèn)題的主要原因如下：

1）接實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的分支管上未合理設(shè)置調(diào)節(jié)閥，阻力不平衡，導(dǎo)致近排風(fēng)機(jī)的設(shè)備排風(fēng)量過(guò)大，末端的風(fēng)量過(guò)小。

2）設(shè)計(jì)過(guò)程中與實(shí)驗(yàn)室設(shè)備提供商溝通不暢，設(shè)備布置調(diào)整后未能及時(shí)提供給設(shè)計(jì)院，導(dǎo)致部分系統(tǒng)排風(fēng)機(jī)選型風(fēng)量偏小，難以滿足所帶排風(fēng)設(shè)備的風(fēng)量要求，其結(jié)果就是部分排風(fēng)設(shè)備風(fēng)量很小甚至無(wú)風(fēng)。

3）施工質(zhì)量較差，采用的無(wú)機(jī)玻璃鋼風(fēng)管現(xiàn)場(chǎng)制作，制作工藝落后，風(fēng)管阻力大，漏風(fēng)嚴(yán)重。

4）系統(tǒng)劃分不合理，一個(gè)系統(tǒng)所帶通風(fēng)設(shè)備過(guò)多，一個(gè)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)需要幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)設(shè)備同時(shí)開啟，風(fēng)機(jī)運(yùn)行能耗高，造成很大的浪費(fèi)。

5）部分通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管設(shè)置不合理，有的風(fēng)管風(fēng)速過(guò)高，導(dǎo)致風(fēng)管的噪音過(guò)大。

6）實(shí)驗(yàn)通風(fēng)柜的設(shè)計(jì)本身存在著缺陷，從而導(dǎo)致不能有效地控制有毒有害氣體。

3 中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)問(wèn)題的解決方案

經(jīng)過(guò)跟實(shí)驗(yàn)室設(shè)備供應(yīng)商重新核對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備平面布置，分析測(cè)試數(shù)據(jù)，通過(guò)綜合比較，提出兩個(gè)整改方案。

方案一：采用定風(fēng)量。

①根據(jù)實(shí)際情況重新劃分系統(tǒng)，適當(dāng)增加風(fēng)機(jī)、增設(shè)立管，減少通風(fēng)系統(tǒng)所帶的實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)備，解決系統(tǒng)過(guò)大而調(diào)節(jié)不便、部分排風(fēng)設(shè)備風(fēng)量小、風(fēng)機(jī)能耗高、風(fēng)管風(fēng)速過(guò)大等問(wèn)題。

②連接排風(fēng)設(shè)備的支管上增加手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，進(jìn)行了風(fēng)量平衡的調(diào)節(jié)，解決了近端風(fēng)量大，遠(yuǎn)端風(fēng)量小的問(wèn)題。

③對(duì)風(fēng)機(jī)出口處的風(fēng)管進(jìn)行改造，將原來(lái)的百葉風(fēng)口改為風(fēng)帽，減少風(fēng)機(jī)出口阻力。

④檢查漏風(fēng)嚴(yán)重的地方，進(jìn)行整改。

⑤對(duì)部分存在設(shè)計(jì)缺陷，不能滿足實(shí)驗(yàn)要求的排風(fēng)柜進(jìn)行更換。

方案二：采用變風(fēng)量。

①排風(fēng)機(jī)增加變頻器，在排風(fēng)主風(fēng)道上設(shè)壓力傳感器，將壓力傳感器測(cè)得的壓力與設(shè)定壓力值比較，由變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的[1]。

②在每個(gè)連接通風(fēng)柜的支管上裝設(shè)電動(dòng)風(fēng)閥，風(fēng)閥與通風(fēng)柜連鎖啟閉。

其余措施同方案一③～⑤。

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，排風(fēng)柜根據(jù)實(shí)際需要開啟，聯(lián)動(dòng)開啟電動(dòng)風(fēng)閥（圖3），排風(fēng)機(jī)根據(jù)壓差控制變頻運(yùn)行，風(fēng)機(jī)風(fēng)量與實(shí)驗(yàn)室實(shí)際使用所需風(fēng)量的相匹配，降低風(fēng)機(jī)能耗，達(dá)到節(jié)能的目的。

圖3 變風(fēng)量系統(tǒng)控制原理圖

對(duì)方案一和方案二的優(yōu)缺點(diǎn)和改造投資費(fèi)用等方面進(jìn)行綜合對(duì)比，甲方最終選用方案一，并據(jù)此方案實(shí)施了改造，改造之后系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，通風(fēng)效果良好，均能滿足實(shí)驗(yàn)時(shí)的通風(fēng)要求。

表1 方案對(duì)比

4 實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需注意的問(wèn)題

通過(guò)對(duì)本案例設(shè)計(jì)中的不足之處進(jìn)行總結(jié)，得出如下一般性的注意事項(xiàng)，在以后的設(shè)計(jì)中應(yīng)避免犯類似的錯(cuò)誤，保證實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)合理運(yùn)行。

1）實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與工藝的要求有密切的關(guān)系，設(shè)計(jì)之初一定要明確工藝的需求，與實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)廠家密切配合，詳細(xì)了解工藝要求，確定實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)備的布置，以此作為通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

2）合理配置通風(fēng)系統(tǒng)，系統(tǒng)較大時(shí)推薦采用變風(fēng)量系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)裝設(shè)變頻器，采用壓差控制風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行，能保證風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的風(fēng)量與實(shí)際需求的風(fēng)量相匹配，減少風(fēng)機(jī)能耗。

3）系統(tǒng)不宜過(guò)大，盡量減少不同實(shí)驗(yàn)室之間的相互影響，小而靈活，使用更為方便。

4）對(duì)實(shí)驗(yàn)通風(fēng)設(shè)備要詳細(xì)了解其性能，采取措施平衡風(fēng)量，滿足每個(gè)通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的需求，從而有效的排除有毒有害氣體。

5）噪音問(wèn)題要足夠的重視。

對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，一般排風(fēng)量比較大，限于建筑空間，風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速可能會(huì)取值較大，一般不應(yīng)大于8m/s，否則氣流喘流噪聲會(huì)較高。

另外，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)一般沒(méi)有吊頂，通風(fēng)管道也沒(méi)有保溫，使得噪聲的衰減量較小，而且風(fēng)速過(guò)大，消聲器會(huì)失去作用，使實(shí)驗(yàn)室內(nèi)噪聲超標(biāo)，不能夠正常使用[1]。

因此，在設(shè)計(jì)中要合理選擇風(fēng)管流速，主管流速不應(yīng)大于8m/s，并且要準(zhǔn)確計(jì)算風(fēng)管阻力，否則風(fēng)機(jī)壓頭選擇過(guò)大會(huì)導(dǎo)致風(fēng)管內(nèi)實(shí)際流速偏高，產(chǎn)生“呼嘯”噪聲。同時(shí)做好屋面風(fēng)機(jī)的減震，防止風(fēng)機(jī)的振動(dòng)直接傳遞到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)[2]。

5 結(jié)論

本文對(duì)中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，找到了問(wèn)題存在的原因，并對(duì)癥下藥提出了相應(yīng)解決方案，經(jīng)過(guò)對(duì)方案的綜合比較采用了合理的整改方案，改造后的效果也是令人滿意的，為解決類似工程問(wèn)題提供了解決思路。

通過(guò)對(duì)本項(xiàng)目通風(fēng)設(shè)計(jì)中的不足之處進(jìn)行總結(jié)，得出了設(shè)計(jì)類似項(xiàng)目時(shí)需要注意的一些問(wèn)題，為以后類似項(xiàng)目的設(shè)計(jì)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1] 李伯軍,李蔚,徐國(guó)珍.談實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].公用工程設(shè)計(jì),2009,57(4):57-60.

[2] 張偉偉.化學(xué)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題分析[J].建筑熱能通風(fēng)空調(diào),2010,29(1):97-100.

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