化學實驗室的暖通設(shè)計
一般的暖通設(shè)計都是舒適性空調(diào)。舒適性主要考慮到溫度和濕度,并且同時考慮二氧化碳濃度,民用建筑不超過1000ppm,那就必須要有新風。而室內(nèi)污染物會考慮 PM2.5和甲醛等,一般現(xiàn)有技術(shù)也能控制妥當。所以對舒適性空調(diào)來說,我們更多考慮是熱濕負荷以及耦合的問題,而化學實驗室的暖通設(shè)計,除了考慮冷負荷、熱負荷,或者濕負荷以外,還要再加一個概念叫污染負荷。污染負荷主要包括兩部分:一部分我們稱之為氣體污染物,另一部分是顆粒污染物。然后將這四個因素耦合在一起,可以按照“就高不就低”的原則進行設(shè)計。所以,實驗室的暖通系統(tǒng)由于考慮的因素更多,其控制系統(tǒng)會更復(fù)雜,能耗也會更大。
來源于網(wǎng)絡(luò)-復(fù)旦大學化學實驗室
化學實驗室的污染負荷,哪些技術(shù)可以應(yīng)對?
一般,我們做實驗,都會在一個有通風柜或者排風的區(qū)域里進行。假設(shè)有一個實驗操作柜臺,在柜子前面1.5米,旁邊各1米,高度是2米的空間,我們稱之為工作區(qū)。在工作區(qū)里的空氣流速不能超過0.15m/s。對比家用空調(diào),要求是熱天不超過0.3m/s,冷天不超過0.2m/s或者0.25m/s。而有些工作區(qū)的空氣流速甚至要求不能超過0.1m/s。所以針對實驗室的暖通設(shè)計,我們不但要考慮冷熱怎么送進去,還要考慮氣流組織,以確保實驗操作人員不會吸入被污染的空氣。
針對生物實驗室而言,吸入被污染的空氣意味著你有可能已經(jīng)吸入病毒/細菌了。
那實驗室內(nèi)的污染物通常都有哪些?我們應(yīng)該采取怎樣的措施進行監(jiān)控?
事實上,實驗室內(nèi)的污染物是比較復(fù)雜的,以土木類實驗室舉例。通常,都認為這類實驗室內(nèi)一般只有些粉塵。但對于涉及防火研究的實驗,需要燃燒防火材料、保溫材料和一些建筑材料,所以會產(chǎn)生相當多的氣體污染物。在管理完善的實驗室里,實驗使用的排風柜有三輪檢測,第一輪是 as manufactured:會將產(chǎn)品放到特定的實驗室以測試產(chǎn)品性能;第二輪是 as installed:以測試安裝質(zhì)量;*后一輪是 as used:類似年度例行檢查。這樣才能確保排風柜的性能表現(xiàn)是符合標準要求的。
那么在滿足實驗室特殊需求的前提下,您覺得現(xiàn)在有哪些技術(shù)可以降低實驗室的能耗?
這還是有不少的。比如,我們?nèi)绻軐嶒炇业墓に嚵鞒逃兴私夂褪煜?,那么對于一些化學品使用強度不大的實驗室,剛才提到的排風柜的排風就不必排到室外了。用可靠的技術(shù)手段將粉塵,尤其是有害氣體進行吸附過濾之后,可以直接排在室內(nèi)再進行循環(huán),這就是一項非常好的技術(shù)。但它的前提條件是有非??煽康膫鞲衅饕约坝行У倪^濾手段。
過濾器更換按照衛(wèi)生標準要求。首先,將污染物分普通毒性和較強毒性,如果過濾器中的普通毒性污染物達到衛(wèi)生標準濃度的50%,就必須進行更換;而如果較強毒性污染物達到衛(wèi)生標準濃度的1%,也必須更換過濾器。
另一個就是如何有效利用實驗室排出空氣的能量。實驗室的換氣次數(shù)普遍在6~12次換氣/小時,在一些排風柜密集的實驗室能達到幾十次甚至上百次,這也是其能耗高的原因之一。在夏天,這些經(jīng)過處理后排出的空氣溫度為25℃~26℃,而在上海的室外大氣溫度要達到34℃,如果利用得當,這是一種有效的熱回收措施。我們可以將這些排出的空氣先用于空調(diào)的再熱,然后再去預(yù)冷新風,這樣它就是一個很好的應(yīng)用。
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