一、項(xiàng)目的概況
本建筑建筑為3層局部4層。建筑1層為研發(fā)行政辦公區(qū)域：包括研發(fā)中心的各行政部、辦公室及會(huì)議報(bào)告廳等單位公用輔助功能房間。建筑2層為潔凈實(shí)驗(yàn)區(qū)域：包括與其相關(guān)聯(lián)的一般區(qū)準(zhǔn)備間以及2層實(shí)驗(yàn)人員的專用辦公房間。建筑3層為研發(fā)實(shí)驗(yàn)區(qū)域：包括2個(gè)合成實(shí)驗(yàn)室、1個(gè)藥學(xué)實(shí)驗(yàn)室、1個(gè)儀器分析室。建筑局部4層是各種試劑、實(shí)驗(yàn)耗材的存放間，小型設(shè)備維修間，化學(xué)廢液臨時(shí)存放間，主要屬于存儲(chǔ)功能。
二、系統(tǒng)方案概述
對(duì)有溫度要求的存儲(chǔ)房間設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，并設(shè)置一套集中新風(fēng)系統(tǒng)為樓內(nèi)提供新風(fēng)，儲(chǔ)物間可根據(jù)實(shí)際存放的藥品種類設(shè)置排風(fēng)。實(shí)驗(yàn)區(qū)實(shí)驗(yàn)房間采用VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng);根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的設(shè)備通風(fēng)要求不同，設(shè)計(jì)變風(fēng)量控制系統(tǒng)或定風(fēng)量控制系統(tǒng)。
三、 實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)計(jì)
在實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)備中，通風(fēng)柜是常用的設(shè)備之一。其特點(diǎn)是：
（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程的安全性，通風(fēng)柜的結(jié)構(gòu)及排風(fēng)要保證有效捕捉和阻隔有害氣體在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的擴(kuò)散，保證實(shí)驗(yàn)人員免受有害物質(zhì)傷害以及確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。影響通風(fēng)柜性能的因素主要包括:面風(fēng)速、擾動(dòng)氣流和操作習(xí)慣。
面風(fēng)速:如果通風(fēng)柜的面風(fēng)速較低，則可能會(huì)使得有害物質(zhì)不能及時(shí)排出室內(nèi)，如果面風(fēng)速較高，則可能會(huì)產(chǎn)生局部擾流和渦流，使通風(fēng)柜內(nèi)的有害氣體溢出至實(shí)驗(yàn)室中。目前行業(yè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)面風(fēng)速是0.3—0.7m/s，在現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所中0.5 m/s被視為通風(fēng)柜個(gè)的安全運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。另外擾動(dòng)氣流的控制需要空調(diào)設(shè)計(jì)氣流組織的時(shí)候重點(diǎn)考慮，送風(fēng)口要盡可能的遠(yuǎn)離排風(fēng)氣流的動(dòng)力影響區(qū)域;操作習(xí)慣則是實(shí)驗(yàn)人員的職業(yè)素養(yǎng)，需要設(shè)計(jì)為使用者提供簡(jiǎn)單便捷的使用方式。
（2）穩(wěn)定性:在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為了使有害氣體在通風(fēng)柜柜門各個(gè)開度下均能達(dá)到并保持安全所需的面風(fēng)速，需要排風(fēng)量時(shí)時(shí)刻刻不停調(diào)整，這就要求其具備穩(wěn)定可靠的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，氣流控制系統(tǒng)需提供穩(wěn)定的氣流，且與風(fēng)管靜壓變化無(wú)關(guān)，對(duì)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間和控制精度要求很高。
（3）節(jié)能性:良好的通風(fēng)柜構(gòu)造可以使氣流及時(shí)排出，且所需的風(fēng)量較小，VAV系統(tǒng)的設(shè)置，又可以根據(jù)通風(fēng)柜的使用情況進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行工況，在操作通風(fēng)櫥柜門開啟高度不同時(shí)，調(diào)節(jié)排風(fēng)量，從而控制補(bǔ)風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的補(bǔ)風(fēng)量，使冷熱消耗即時(shí)調(diào)節(jié)，起到能源的高效利用，節(jié)約能耗。
由于各實(shí)驗(yàn)工位的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和步驟并非同時(shí)進(jìn)行，因此實(shí)驗(yàn)室VAV系統(tǒng)的設(shè)置，從理論上講，系統(tǒng)越大同時(shí)系數(shù)可以選取的越低，從設(shè)備選型和能源配置的方面考量，大系統(tǒng)更有利。結(jié)合實(shí)際工程和用戶的不同需求，往往系統(tǒng)都難以做到很大，這就要求各專業(yè)設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際條件權(quán)衡取舍，選擇相對(duì)優(yōu)化的方案。

1、合成實(shí)驗(yàn)室1空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量平衡

（1）系統(tǒng)最小排風(fēng)量的確定過(guò)程實(shí)驗(yàn)室上班時(shí)，系統(tǒng)提前運(yùn)行開機(jī)。此時(shí)各個(gè)工位實(shí)驗(yàn)操作都未進(jìn)行，系統(tǒng)在最小排風(fēng)量下運(yùn)行。桌上型通風(fēng)柜保持柜內(nèi)負(fù)壓的排風(fēng)量為200 m3/h，步入式通風(fēng)柜保持負(fù)壓的排風(fēng)量為500m/h,萬(wàn)象排風(fēng)罩、通風(fēng)試劑柜、臨時(shí)通風(fēng)柜為定風(fēng)量常開。
合成實(shí)驗(yàn)室1最小排風(fēng)量:200m3/h*10+500m/h*2+200 m2/h*2+300m3/h*2+200m3/h*3=4600 m2/h。
（2）系統(tǒng)最大排風(fēng)量的確定過(guò)程
實(shí)驗(yàn)室正常使用時(shí)，各個(gè)工位實(shí)驗(yàn)操作按照規(guī)程進(jìn)行運(yùn)行，由于房間內(nèi)排風(fēng)設(shè)備較多，而實(shí)
驗(yàn)人員與設(shè)備并非一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，一個(gè)實(shí)驗(yàn)人員可能負(fù)責(zé)一個(gè)或多個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)行操作，另外同類型的排風(fēng)設(shè)備的同時(shí)開啟時(shí)刻也不一致,因此，系統(tǒng)最大排風(fēng)量的配置需要結(jié)合以上各因素計(jì)算確定。
根據(jù)與實(shí)驗(yàn)人員的交流合成實(shí)驗(yàn)室1中，臺(tái)上型通風(fēng)櫥同時(shí)使用的最大數(shù)量為5臺(tái)，2臺(tái) 步入式通風(fēng)柜不會(huì)同時(shí)使用，而通風(fēng)試劑柜、萬(wàn)象排風(fēng)罩和存放使用過(guò)的器皿等物品的臨時(shí)通風(fēng)柜需要常開。
合成實(shí)驗(yàn)室1最大排風(fēng)量: 1500 m/h*5+3500m/h*1+200 m2/h*2+300 m/h*2+200 m2/h*3+200
m2/h*5+500 m3/h= 14100 m3/h
（3）系統(tǒng)送風(fēng)量的確定過(guò)程計(jì)算確定排風(fēng)系統(tǒng)的最大、最小風(fēng)量之后就需要確定系統(tǒng)的補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量。由于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用很多有毒有害和刺激氣味的化學(xué)試劑等，雖然通過(guò)通風(fēng)柜、排風(fēng)罩等局部隔離排風(fēng)設(shè)備保證了物質(zhì)的擴(kuò)散和危害，但是在清洗使用過(guò)的容器時(shí)，一些危害性較小的揮發(fā)性試劑，還是會(huì)或多或少散發(fā)在房間中，因此房間需要保持相對(duì)負(fù)壓狀態(tài)，避免物質(zhì)進(jìn)入普通的辦公區(qū)及走廊、吊頂?shù)葏^(qū)域，造成實(shí)驗(yàn)人員心理或身體上的不適。為保證實(shí)驗(yàn)房間的負(fù)壓控制，一般采取余風(fēng)量法、壓差法或者兩者結(jié)合的綜合控制。
A、純壓差控制方法
其控制原理為:壓差傳感器測(cè)量室內(nèi)與參照區(qū)域的壓差，與設(shè)定點(diǎn)比較后，控制器根據(jù)偏差對(duì)送風(fēng)量或排風(fēng)量進(jìn)行控制，從而達(dá)到要求的壓差。
B、余風(fēng)量控制方法
實(shí)驗(yàn)室的送風(fēng)量與排風(fēng)量之間保持一定的風(fēng)量差，必然會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生一定的壓差。余風(fēng)量控制即控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)測(cè)量風(fēng)量送風(fēng)和排風(fēng)量變化，通過(guò)調(diào)節(jié)送風(fēng)量或排風(fēng)量，動(dòng)態(tài)的達(dá)到相應(yīng)的風(fēng)量平衡，使送風(fēng)量和排風(fēng)量之間保持恒定的風(fēng)量差，從而維持恒定的壓差。
C、混合控制系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)室的壓差控制以及氣流方向控制必須確保壓差和氣流方向得到穩(wěn)定可靠的控制。對(duì)于這樣壓差控制非常關(guān)鍵的地方，采用純壓差控制和余風(fēng)量控制兩種方法混合的控制系統(tǒng)是更好的選擇，它可以確保對(duì)實(shí)驗(yàn)室壓差穩(wěn)定可靠的控制。通常的做法是采用余風(fēng)量控制作為基本控制方法，同時(shí)加入壓差傳感器和控制器對(duì)余風(fēng)量控制系統(tǒng)的余風(fēng)量進(jìn)行設(shè)定。當(dāng)房間特性發(fā)生變化時(shí)，如風(fēng)管的泄漏以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的氣密性等發(fā)生變化，余風(fēng)量也會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)壓差控制系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)的計(jì)算出一個(gè)合適的余風(fēng)量，以保持穩(wěn)定的壓差控制。
同時(shí)，一旦余風(fēng)量增加到一個(gè)預(yù)定值時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警，此時(shí)可能需要對(duì)流量測(cè)量裝置進(jìn)行校正，或者對(duì)風(fēng)管和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的泄漏進(jìn)行處理，使系統(tǒng)狀態(tài)回到正常范圍內(nèi)。因此這樣的系統(tǒng)可以通過(guò)對(duì)余風(fēng)量的監(jiān)視實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的控制系統(tǒng)、風(fēng)管系統(tǒng)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)完整性的監(jiān)視。
2、藥學(xué)實(shí)驗(yàn)室空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量平衡

(1)系統(tǒng)最小排風(fēng)量的確定單臺(tái)桌上型通風(fēng)柜保持柜內(nèi)負(fù)壓排風(fēng)量為200m2/n，萬(wàn)象排風(fēng)罩、通風(fēng)試劑柜、臨時(shí)通風(fēng)柜定風(fēng)量常開。
藥學(xué)實(shí)驗(yàn)室最小排風(fēng)量:200m/h*5+200m/h+300 m/h+200 m/h= =1700 m3/h。
(2)系統(tǒng)最大排風(fēng)量的確定過(guò)程
桌上型通風(fēng)柜同時(shí)使用的最大數(shù)量為3臺(tái)，通風(fēng)試劑柜、萬(wàn)象排風(fēng)罩和其它通風(fēng)設(shè)備常開。
藥學(xué)實(shí)驗(yàn)室最大排風(fēng)量: 1500 m/h*3+200m/h+ 300 m2/h+200m/h+200 m3/h*2 =5600 m3/h
(3)系統(tǒng)送風(fēng)量的確定過(guò)程
藥學(xué)實(shí)驗(yàn)室根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)和門窗縫隙計(jì)算得到的余風(fēng)量預(yù)設(shè)定值為600 m/h;既在最大最小排風(fēng)量時(shí)，通過(guò)門窗縫隙及圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲透的風(fēng)量均按600 m/h設(shè)計(jì)。最小送風(fēng)量為: 1700-600=1100 m2/h最大送風(fēng)量為: 5600-600=5000 m3/h

同一系統(tǒng)的風(fēng)量變化差別可達(dá)4倍以上，從而空氣處理的冷熱量等各種能耗的差值也會(huì)達(dá)到數(shù)倍之多，因此實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)采用VAV變風(fēng)量系統(tǒng)，在滿足實(shí)驗(yàn)安全的同時(shí)，可以在非操作時(shí)大大的降低系統(tǒng)能量消耗，有利于整個(gè)建筑物能源的優(yōu)化利用。
實(shí)驗(yàn)室控制的核心問(wèn)題是實(shí)驗(yàn)過(guò)程的安全性，因此實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)該充分考慮并預(yù)見實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能發(fā)生的危害情況，結(jié)合先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，規(guī)范化的使用操作，使空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，滿足使用需求。