实验室装修建设中通风系统及管路规划设计

实验室通风系统及管路规划设计是一项关乎安全、健康、实验质量和运行效率的核心工程。它需要多专业协作，并严格遵守相关规范和标准。下面我将为您提供一个全面、系统性的规划设计框架。接下来由雷鸣小编带大家进行了解。

一、 核心设计原则

1. 安全第一：有效控制有害物（化学品蒸气、气溶胶、病原微生物等），保护人员健康，是设计的首要目标。

2. 保证实验环境：为精密仪器和敏感实验提供稳定的温湿度、洁净度和压力环境。

3. 能源效率与可持续性：在保证安全的前提下，通过变风量控制、热回收等技术降低能耗。

4. 可靠性：系统需稳定、耐用，关键部分（如排风机）应有备份。

5. 灵活性：适应实验室布局变化和未来实验类型的调整。

6. 易于维护：管道、过滤器、风机等应便于检修、清洁和更换。

二、 系统组成与关键设备

一个完整的实验室通风系统主要包括：

1. 通风柜与局部排风设备：

   · 通风柜：是核心设备，类型包括通用型、旁通式、变风量（VAV）型、无管道（过滤式）等。选择取决于实验危害类型。

   · 万向抽气罩/原子吸收罩：用于固定点位（如仪器上方）的局部排风。

   · 试剂柜/药品储存柜通风：用于储存挥发性化学品的空间。

2. 新风/补风系统：

   · 为维持室内压力平衡和人员健康，需从室外引入经过滤、温湿度处理的新鲜空气。

   · 补风方式：可分为房间整体补风和通风柜专用补风（如从柜前上方送入）。

3. 排风系统：

   · 排风管道：将污染空气从源头输送到室外。

   · 风机：通常位于建筑屋顶，提供排风动力。常采用一用一备的配置。

   · 废气处理设备：如活性炭过滤器、喷淋塔、高效过滤器（HEPA）等，用于处理特定污染物后再排放。

4. 气流控制与管理系统：

   · 变风量（VAV）控制系统：根据通风柜窗扇开度或面风速自动调节排风量，是节能关键。

   · 房间压力控制：通过调节送排风量差，使不同功能区（如生化实验室、洁净室、PCR室）保持特定的负压或正压，防止交叉污染。

   · 监控与报警系统：实时监测面风速、管道压力、过滤器阻力、设备状态等，异常时报警。

三、 管路规划设计要点

1. 管道设计

· 材质：首选聚丙烯（PP） 或 玻璃钢（FRP），耐化学腐蚀。对于普通通风，也可使用镀锌钢板（内涂防腐涂层）。禁止使用普通PVC（易老化、易燃）。

· 布局：

  · “短、直、顺”原则：尽量减少弯头、三通，缩短管道长度，降低阻力。

  · 主管道：通常设置在技术夹层或吊顶内，应有清晰的走向标识。

  · 支管道：从主管平稳连接至各通风设备。

  · 坡度：水平管道应向主干管或排风处理装置方向设置一定坡度（约0.5-1%），并在最低点设冷凝水排放口。

· 风速：

  · 主管道推荐风速：8-14 m/s。风速过低易积尘，过高则噪音大、阻力大。

  · 支管道风速：根据设备风量确定，保证通风柜面风速通常为 0.3-0.5 m/s。

· 静压箱：在风机入口/出口设置，用于稳定气流、降低噪音。

2. 排风出口设计

· 位置：应远离新风进气口、门窗和人员活动区（通常高出屋顶至少3米）。遵循“高进低排”或“下风侧排放”原则。

· 速度：排风口风速应 ≥ 10 m/s，实现动力扩散，防止废气倒灌。

· 防雨防虫：安装风帽和防虫网。

四、 规划设计流程

 1. 需求评估与分析：

   · 明确实验类型（化学、生物、物理、动物等）。

   · 统计各实验室所需的通风设备类型、数量、规格和定位。

   · 确定危险品清单和可能产生的污染物。

2. 标准与规范：

   · 遵循 《建筑设计防火规范》、《实验室生物安全通用要求》、《科研建筑设计标准》、《通风与空调工程施工质量验收规范》 等国家标准。

   · 参考国际标准如 ASHRAE 110（通风柜测试）、SEFA、NFPA 45等。

3. 计算与选型：

   · 风量计算：根据通风柜操作面风速、房间换气次数（通常6-12次/小时）、设备排风量等计算总排风量和补风量。

   · 压力计算：计算系统最不利环路的阻力（管道摩擦阻力、局部阻力、设备阻力），用于风机选型。

   · 设备选型：选定风机（类型、风压、风量）、废气处理装置、控制系统品牌等。

4. 系统分区：

   · 将排放相容性污染物的实验室划入同一排风系统。

   · 严禁将排放不相容化学品（如强酸与强碱、氧化剂与还原剂）或不同生物安全级别的实验室排风并入同一管道系统。

   · 高危害性（如放射性、剧毒）或特殊要求（如洁净室）的实验室应设独立系统。

5. 图纸设计与深化：

   · 绘制详细的 平面图、剖面图 和 系统原理图。

   · 进行 BIM（建筑信息模型） 协同设计，解决管道与建筑结构、电气、给排水等专业的碰撞问题。

6. 控制策略设计：

   · 确定房间压力控制逻辑（如余风量恒定法）。

   · 设计VAV控制方案和系统启停、连锁逻辑（如排风机先于送风机启动，后于送风机关闭）。

7. 施工、调试与认证：

   · 严格按图施工。

   · 系统安装完成后，必须进行现场平衡调试，确保各支路风量达到设计值。

   · 对通风柜进行性能测试（面风速、示踪气体 containment 测试等）。

   · 编制系统操作、维护手册，并对实验室人员进行培训。

五、 常见设计误区与注意事项

· 误区一：仅依靠房间整体换气。局部排风（通风柜）才是控制污染源最有效的方法。

· 误区二：忽视补风。补风不足会导致通风柜排风效率下降，房门难以开启，甚至产生安全隐患。

· 误区三：系统过大或过小。过度设计浪费能源，设计不足则危害安全。精确计算至关重要。

· 注意事项：

  · 管道穿过防火墙时，必须设置 防火阀。

  · 考虑风机的 噪声与振动 控制，采取隔音、减振措施。

  · 为未来可能增加的设备预留 扩容能力（如预留支管阀门或风机余压）。

  · 生物安全实验室（BSL-2及以上）的排风必须经过高效过滤器（HEPA）处理，且系统需保证定向气流。

北京雷鸣朗德实验室设备有限公司是从事实验室规划设计、生产安装、及售后服务于一体的专业企业。公司注重产品的技术开发，本着“人性化”的原则，为客户提供更直观、更专业的产品建议和布局方案。