二、實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)方案選擇
在實(shí)際工程中，尤其是一些欠發(fā)達(dá)的城市，在實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅僅要考慮系統(tǒng)后期的運(yùn)行費(fèi)用，還會(huì)受到初投資的限制，并兼顧到后期改造(主要表現(xiàn)為增加通風(fēng)柜的臺(tái)數(shù)等)的靈活性上，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)方案的選擇上不可一概而論?？紤]到實(shí)驗(yàn)室變風(fēng)量控制系統(tǒng)(VAV系統(tǒng))相對(duì)較高的初投資，此時(shí)在選擇實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)方案時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況，送、排風(fēng)采取定風(fēng)量或變風(fēng)量聯(lián)合控制的方案。本文以蘭州地區(qū)的氣象條件為例，結(jié)合實(shí)際工程，簡(jiǎn)單介紹在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，如何選擇實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)計(jì)方案。
蘭州屬于寒冷地區(qū)，冬季供暖室外計(jì)算溫度:零下9度,夏季空調(diào)室外計(jì)算干球溫度: 31.2度, 夏季空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度: 20.1度，冬季空調(diào)室外計(jì)算溫度: 零下11.5度。在對(duì)蘭州的某實(shí)驗(yàn)樓進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，由于受到初投資限制，只是對(duì)一些有溫度要求的房間(如潔凈區(qū)、某些儀器室、試劑室等房間)設(shè)計(jì)了多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)和空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)(主要針對(duì)潔凈室、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房)，其余房間冬季采用市政熱網(wǎng)供暖，夏季采用通風(fēng)換氣降溫。另外，在實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，送、排風(fēng)采取定風(fēng)量或變風(fēng)量聯(lián)合控制的方案，相比全套的變風(fēng)量控制系統(tǒng)，可以降低初投資。采取該方案后，在滿足實(shí)驗(yàn)室使用功能的前提下，在初投資有限的條件下，該項(xiàng)目得以實(shí)施。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)室等級(jí)不同,病毒控制中心內(nèi)規(guī)定最小換氣次數(shù):低風(fēng)險(xiǎn)為6次/小時(shí)，中等風(fēng)險(xiǎn)為8次/小時(shí)，高風(fēng)險(xiǎn)為10次/小時(shí)。為了分析方便，將設(shè)有通風(fēng)柜的實(shí)驗(yàn)室(如理化實(shí)驗(yàn)室等)運(yùn)行時(shí)換氣次數(shù)下限設(shè)定為8次/h,室內(nèi)無(wú)通風(fēng)柜(如儀器室等)的實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行時(shí)換氣次數(shù)下限定為6次/h。在通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜、排風(fēng)罩等不同的通風(fēng)設(shè)備的排風(fēng)量，一般的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室最大排風(fēng)量存在下列4種情況:通風(fēng)量不足8次/h換氣次數(shù)，在8-12次/h換氣之間，大于12次/h換氣以及室內(nèi)無(wú)排風(fēng)柜、排風(fēng)量滿足6次/h換氣次數(shù)。

1、房間排風(fēng)換氣次數(shù)不足8次/h

在實(shí)際工程中，針對(duì)某些排風(fēng)柜臺(tái)數(shù)較少的房間，排風(fēng)柜開到最大也不能滿足8次/h換氣的實(shí)驗(yàn)室，可采用以下方案:
方案1:房間采用定風(fēng)量送風(fēng)，變風(fēng)量排風(fēng)柜，增加房間變風(fēng)量排風(fēng)閥，使其與排風(fēng)柜的變風(fēng)量閥聯(lián)動(dòng)，這樣既能滿足換氣次數(shù)的要求，也能實(shí)現(xiàn)變風(fēng)量排風(fēng)柜的面風(fēng)速控制。該方案初投資較高，系統(tǒng)靈活性較好，后期改造費(fèi)用較低。
方案2:房間采用定風(fēng)量送風(fēng)，滿足最小換氣次數(shù)的要求，采用定風(fēng)量排風(fēng)柜，定風(fēng)量閥將排風(fēng)柜鎖定在最大排風(fēng)量工況下運(yùn)行，房間設(shè)定風(fēng)量排風(fēng)閥，與排風(fēng)，柜共同作用達(dá)到房間排風(fēng)量要求。該方案初投資較低，但后期改造靈活性差，改造費(fèi)用也較高，而且采用定風(fēng)量系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用高，現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)計(jì)中該方案已逐漸被淘汰。

2、房間排風(fēng)量為8-12次/h換氣次數(shù)之間

理化實(shí)驗(yàn)室等房間排風(fēng)柜較多，房間排風(fēng)量大于8.次/h但小于12次/h,排風(fēng)柜都關(guān)閉時(shí)最小排風(fēng)量不能滿足8次/h換氣次數(shù)的要求，針對(duì)這種類型的實(shí)驗(yàn)室可采用以下方案:
方案3:房間采用變風(fēng)量送風(fēng)，排風(fēng)柜采用變風(fēng)量排風(fēng)閥，二者聯(lián)動(dòng)控制，房間增加定風(fēng)量控制的全面排風(fēng)閥。當(dāng)排風(fēng)柜關(guān)閉時(shí)，定風(fēng)量閥控制的全面排風(fēng)使實(shí)驗(yàn)室的換氣次數(shù)達(dá)到8次/h。方案3除具備方案1靈活性的優(yōu)點(diǎn)之外，當(dāng)排風(fēng)柜全部關(guān)閉時(shí)，系統(tǒng)按照房間最小通風(fēng)換氣次數(shù)8次/h運(yùn)行。因此，該系統(tǒng)比較節(jié)能，且該方案氣流組織較好，但系統(tǒng)的初投資較高。
方案4:通風(fēng)柜為變風(fēng)量型，房間采用定風(fēng)量送風(fēng)閥。總送風(fēng)量按最高和最低排風(fēng)量的平均值定風(fēng)量送風(fēng)。其中，按房間最小換氣次數(shù)的80%送至室內(nèi)，其余送至走廊。送至走廊的新風(fēng)量根據(jù)室內(nèi)排風(fēng)量的變化形成的負(fù)壓，空氣從走廊流向室內(nèi)，從而補(bǔ)充室內(nèi)新風(fēng)量的不足，
保持風(fēng)量平衡。該方案排風(fēng)為變風(fēng)量型，相比定風(fēng)量排風(fēng)系統(tǒng)能耗較低，且送風(fēng)采用定風(fēng)量系統(tǒng)，可節(jié)省初投資。同時(shí)該方案具備方案1改造靈活的特點(diǎn)，對(duì)于初投資受限制、夏季氣溫較低的西北地區(qū)適宜。
3、房間排風(fēng)量大于12次/h換氣次數(shù)
房間內(nèi)排風(fēng)柜開到最大時(shí)換氣次數(shù)大于12次/h,但通風(fēng)柜都關(guān)閉時(shí)不能滿足8次/h的換氣次數(shù)的要求，針對(duì)這類實(shí)驗(yàn)室，有以下兩種做法:（1）采用方案3，（2）采用方案5，即采用變風(fēng)量送風(fēng)和變風(fēng)量排風(fēng)柜排風(fēng)，二者聯(lián)動(dòng)控制，當(dāng)通風(fēng)柜關(guān)閉時(shí)，增加通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門關(guān)閉時(shí)的最小排風(fēng)量,從而取消房間輔助排風(fēng)閥。
方案5比方案3節(jié)省了1個(gè)房間排風(fēng)定風(fēng)量閥，初投資略有降低。在節(jié)能和改造的靈活性方面，二者區(qū)別不大，如果增加通風(fēng)柜最小柜門關(guān)閉高度對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響。

4、房間無(wú)通風(fēng)柜，排風(fēng)量滿足6次/h

對(duì)于實(shí)驗(yàn)室無(wú)通風(fēng)柜(例如儀器室等)但萬(wàn)向排風(fēng)罩較多時(shí)，萬(wàn)向排風(fēng)罩的排風(fēng)量可滿足6次/h換氣時(shí)，可以選用以下方案。
方案6:房間送風(fēng)定風(fēng)量控制，在每個(gè)房間的總管上設(shè)置1個(gè)定風(fēng)量排風(fēng)閥。該方案造價(jià)較低，由于萬(wàn)向排風(fēng)罩較多，房間總風(fēng)量可控制。
方案7:送風(fēng)不變，在每個(gè)支風(fēng)管上設(shè)置定風(fēng)量閥，每個(gè)支管上一般設(shè)4—6個(gè)排風(fēng)罩。該方案使得排風(fēng)罩的風(fēng)量容易分配，但定風(fēng)量閥的數(shù)量會(huì)增加，造價(jià)較高。
5、無(wú)通風(fēng)柜，排風(fēng)量不足6次/h
對(duì)于無(wú)通風(fēng)柜且萬(wàn)向排風(fēng)罩比較少的房間，在房間送、排風(fēng)管上各設(shè)置1個(gè)定風(fēng)量閥保證房間排風(fēng)量滿足6次/h換氣次數(shù)的要求。
現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室能耗遠(yuǎn)高于一般的公共建筑，而變風(fēng)量控制系統(tǒng)對(duì)于能耗的降低起到關(guān)鍵性的作用。另外，實(shí)驗(yàn)室的具體情況也是千差萬(wàn)別，通風(fēng)方案不可一概而論，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室功能、通風(fēng)量大小、資金狀況、節(jié)能需求等綜合衡量后確定。
一般情況下，當(dāng)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)量大于6次/h換氣次數(shù),應(yīng)選擇變風(fēng)量通風(fēng)方案，可降低運(yùn)行能耗，當(dāng)通風(fēng)量在8-12次/h換氣次數(shù)時(shí)，采用方案3,即房間采用變風(fēng)量送風(fēng)，通風(fēng)柜采用變風(fēng)量排風(fēng)閥，二者聯(lián)動(dòng)控制，房間增加定風(fēng)量控制的全面排風(fēng)閥，氣流組織合理，運(yùn)行節(jié)能。當(dāng)通風(fēng)量大于12次/h換氣次數(shù)時(shí)，采用方案5，節(jié)能潛力大，如果受投資限制，可選用方案4，一方面可節(jié)省初投資，又可以達(dá)到較為合理的氣流組織。由于定風(fēng)量通風(fēng)方案未來(lái)改造的靈活性較差，改造費(fèi)用也比較高，如果整個(gè)實(shí)驗(yàn)室建筑均采用定風(fēng)量系統(tǒng)，能耗非常大，現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)計(jì)中已經(jīng)逐漸被淘汰，一般情況下不推薦使用。