隨著我國(guó)對(duì)教育和科研項(xiàng)目的重視和加大投入,一批高校、科研院所的教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓紛紛建成并投入使用。在這些實(shí)驗(yàn)樓特別是化學(xué)和生物類實(shí)驗(yàn)樓的設(shè)計(jì)中為了給師生和科研人員提供一個(gè)健康、舒適、安全、節(jié)能的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境是保障實(shí)驗(yàn)安全的重要保障。關(guān)于教學(xué)科研類實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì),目前只能參照我國(guó)1993開始執(zhí)行的建筑行業(yè)規(guī)范《科學(xué)實(shí)驗(yàn)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ91-93)。但此規(guī)范中對(duì)于實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)計(jì)的一些重要指標(biāo),如換氣次數(shù)、噪聲指標(biāo)等均未作出明確規(guī)定。本文將主要針對(duì)化學(xué)類實(shí)驗(yàn)室分析和討論通風(fēng)設(shè)計(jì)中所涉及到的一些問題。

一、通風(fēng)系統(tǒng)中的相關(guān)問題分析

1、通風(fēng)系統(tǒng)型式的選擇
實(shí)驗(yàn)樓通風(fēng)系統(tǒng)有幾種類型采用哪種類型應(yīng)根據(jù)企業(yè)的實(shí)際要求、項(xiàng)目所在地的氣象條件實(shí)驗(yàn)樓的檔次和使用情況、投資預(yù)算等因素決定。對(duì)于一般中學(xué)或大學(xué)的教學(xué)類化學(xué)實(shí)驗(yàn)樓 如果企業(yè)對(duì)溫度指標(biāo)沒有具體要求，可只設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)不需設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)；對(duì)于科研類的實(shí)驗(yàn)樓，由于科研人員可能長(zhǎng)時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室中操作使用，應(yīng)采用通風(fēng)+空調(diào)系統(tǒng)。當(dāng)實(shí)驗(yàn)室設(shè)有空調(diào)系統(tǒng)時(shí)其通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)該做成變風(fēng)量系統(tǒng)，有利于節(jié)能。通風(fēng)系統(tǒng)是采用自然進(jìn)風(fēng)還是機(jī)械送風(fēng)中指出對(duì)于工作時(shí)間連續(xù)使用排風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)設(shè)置送風(fēng)系統(tǒng),間歇使用且排風(fēng)換氣次數(shù)大于2次/h 的應(yīng)設(shè)置有組織的自然進(jìn)風(fēng)。對(duì)于工作時(shí)間是否連續(xù)使用這在實(shí)際工程中很難判定學(xué)校規(guī)模和實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置的不同使得排風(fēng)系統(tǒng)可能在一年中的某一段時(shí)間內(nèi)工作時(shí)間連續(xù)使用,其余時(shí)間可能是間歇運(yùn)行。
即使是科研類型的實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)系統(tǒng)的使用也沒有一定的規(guī)律性。設(shè)置機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)會(huì)增加工程造價(jià)并且有時(shí)當(dāng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)有幾套排風(fēng)系統(tǒng)時(shí)根本沒有建筑空間來設(shè)置機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)。建議規(guī)范中應(yīng)該采用一年中排風(fēng)系統(tǒng)連續(xù)使用時(shí)間占整個(gè)工作時(shí)間的百分?jǐn)?shù)的大小來決定是否設(shè)機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)一般都設(shè)有通風(fēng)柜用來做一些危害性比較大的實(shí)驗(yàn)(包括散發(fā)有害的有機(jī)和無機(jī)氣體的實(shí)驗(yàn))所以敞開的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上是否還要設(shè)局部排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)具體情況而定對(duì)于經(jīng)常做大量(比如同時(shí)上課的學(xué)生較多通風(fēng)柜的數(shù)量滿足不了學(xué)生同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn))散發(fā)危害性氣體實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，可以設(shè)置局部排風(fēng)系統(tǒng),如果是偶爾做危害性較大的實(shí)驗(yàn)?zāi)敲纯梢栽谕L(fēng)柜中操作這些實(shí)驗(yàn)這樣就可省去實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的局部排風(fēng)系統(tǒng)。若實(shí)驗(yàn)臺(tái)上未設(shè)置局部排風(fēng)系統(tǒng)則實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該設(shè)置全面排風(fēng)系統(tǒng)或者吊扇進(jìn)行通風(fēng)換氣二者沒必要同時(shí)設(shè)置。
局部排風(fēng)系統(tǒng)有兩種類型,第一種是上排風(fēng)既在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上設(shè)置局部排風(fēng)罩第二種是下排風(fēng),即排風(fēng)管從下一層吊頂穿過樓板接實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的萬向排風(fēng)罩。上排風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)罩要覆蓋整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)面,下排風(fēng)系統(tǒng)中的小排風(fēng)罩只需覆蓋實(shí)驗(yàn)臺(tái)上做實(shí)驗(yàn)處的小局部空間所以上排風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量要大于下排風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量而且如果在下排風(fēng)系統(tǒng)上接排風(fēng)罩處的支管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥則可根據(jù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。上此處是否需要做實(shí)驗(yàn)決定是否開啟此處的排風(fēng)罩這樣可以做成變風(fēng)量系統(tǒng)以節(jié)能。從這一點(diǎn)上講筆者認(rèn)為下排風(fēng)系統(tǒng)要優(yōu)于上排風(fēng)系統(tǒng)。
另外如果排除潮濕氣體時(shí)上排風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)罩的裙邊內(nèi)應(yīng)設(shè)置檐溝用對(duì)于下排風(fēng)系統(tǒng)則應(yīng)考慮在系統(tǒng)的最低處設(shè)置排液管或在風(fēng)管的最低處設(shè)排液口以便定期清理。
總之對(duì)于實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)究竟應(yīng)該采用什么型式,應(yīng)該根據(jù)具體情況作技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,進(jìn)行合理設(shè)計(jì)在滿足使用功能的前提下最大程度的實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。

2、換氣次數(shù)指標(biāo)的確定

對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)室換氣次數(shù)目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。目前實(shí)驗(yàn)室中規(guī)定學(xué)校的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的排風(fēng)換氣次數(shù)為3次/h。也有文獻(xiàn)指出化學(xué)實(shí)驗(yàn)室換氣要求每小時(shí)大于10次物理實(shí)驗(yàn)室每小時(shí)大于10次實(shí)驗(yàn)室無人時(shí)換氣可減少為6次。美國(guó)的實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中也沒有制定具體的實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)換氣次數(shù)指標(biāo),因?yàn)樗麄冋J(rèn)為這樣一個(gè)指標(biāo)不適合作為污染物控制指標(biāo)。某實(shí)驗(yàn)樓的設(shè)計(jì)中采用了如表中所示的換氣次數(shù)指標(biāo)此指標(biāo)是經(jīng)過一些專家的調(diào)查研究得出的結(jié)論。但在實(shí)際工程中輕度、中度和重度的標(biāo)準(zhǔn)很難分別即使是咨詢甲方的化學(xué)老師也很難講得清楚。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)室換氣次數(shù)指標(biāo)

對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)換氣次數(shù)指標(biāo)筆者認(rèn)為還是應(yīng)該制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),否則在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中很難進(jìn)行操作。另外,通風(fēng)換氣次數(shù)的定義在規(guī)范中也應(yīng)該明確嚴(yán)格地講應(yīng)該是排風(fēng)換氣次數(shù)在計(jì)算時(shí)是否應(yīng)該包括所有的排風(fēng)系統(tǒng)(包括全面排風(fēng)、通風(fēng)柜排風(fēng)和局部排風(fēng))在內(nèi)這是值得商榷的問題。當(dāng)某實(shí)驗(yàn)室有很多通風(fēng)柜時(shí)如果按通風(fēng)柜全開的情況計(jì)算房間的通風(fēng)換氣次數(shù)會(huì)很大甚至達(dá)到了75次/h。如果按通風(fēng)柜的排風(fēng)換氣次數(shù)計(jì)算可能已經(jīng)達(dá)到了指標(biāo)不需要另設(shè)別的排風(fēng)系統(tǒng)但是通風(fēng)柜一般都是沿墻擺放這種通風(fēng)方式的氣流組織可能達(dá)不到全室換氣的要求會(huì)出現(xiàn)“通風(fēng)死角”造成室內(nèi)氣味不能完全排除。所以目前換氣次數(shù)本身的計(jì)算也是一個(gè)很模糊的概念需要出臺(tái)規(guī)范確定其計(jì)算方法針對(duì)不同類型的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，比如中學(xué)和大學(xué)，教學(xué)和科研企業(yè)和學(xué)校應(yīng)根據(jù)具體情況經(jīng)過實(shí)際調(diào)查研究制定出通風(fēng)換氣次數(shù)的指標(biāo)范圍。