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如何确定合适的实验室通风费率

文章出处:www.sdyechuang.cn 人气:发表时间:2019-12-28 16:10

工程师必须知道每小时所需的通风速率,这取决于建筑物的类型。无论是在教育机构还是医院设计实验室,了解通风的费率是关键。

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Learning Objects

深入概述影响不同类型实验室通风的各种规范和标准。

了解在保持最低要求通风的同时,节能是满足安全要求的关键。

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相关规范和标准

NFPA标准45

ANSI Z9.5

OSHA

ASHRAE标准90.1

加州机械规范(这是当地法规的一个例子)。

以下是每个法规/标准的通风部分的摘要,在与客户讨论实验室通风时可用作快速参考工具。

2014年FGI医院和门诊设施设计和建造指南(包括ANSI/ASHRAE/ASHE标准170)

ACH范围:4到10(USP 797要求30)

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NFPA 45:实验室消防标准

ACH范围:无给出范围

本标准提供了一个一般说明,即“实验室通风系统应设计成最大限度地降低火灾危险和风险”这意味着您需要咨询项目中的化学顾问,以了解正确的储存和稀释率。正常运行条件下,包含化学物质和通风柜的空间应连续为通风。在实现这一目标的同时,排气和供水系统也必须设计成防止系统在火灾或紧急情况下由于压差而失效或无法打开。实验室通风系统旨在确保来自实验室的化学烟雾、蒸汽或气体不会被回收。

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特殊的局部排气系统通风,如通气管,应具有足够的捕获速度来携带释放的化学物质。重要的是不要低估提供适当捕获速度所需的因素。这些计算在ACGIH工业通风指南中,根据配置和工艺,可以在75至2000英尺/分钟的范围内进行。

ANSI Z9.5

ACH范围:“每小时换气不是设计污染物控制系统的基本概念。”然而,它建议对挥发性排放物和气味进行4-10次空气转换。

本标准是最全面的,应在任何实验室设计中遵循。本标准中未规定乙酰胆碱效率。它仅规定通风的具体房价应由业主或其指定人员决定或同意。所有污染物都应该从源头上加以控制。

标准的以下部分与麻省理工学院的李先生提到的完全相同。它指出,不可能确定满足所有条件的空气交换率:“每小时的空气交换率不是设计污染物控制系统的基本概念。”

事实上,它进一步准确地指出:“过多的气流会导致非常低效的设计。”然而,该标准要求稀释通风,以控制实验室中挥发性排放物和气味的累积。然而,通风柜中的烟雾捕获是源排气通风的主要方法。根据加热、冷却和舒适要求以及曝光控制设备的数量和尺寸,通风的典型稀释率可以在4到10之间。 ACH。设计通风系统时,必须考虑安全和能源使用以及通风柜的地面风速。通风柜制造商必须证明通风柜已经通过ANSI/ ASHRAE标准110测试:测试实验室通风柜选定表面风速的性能方法。低流速“节能通风柜”的表面速度为0.3至0.4 M/s,但这些类型的通风柜必须具有优异的密封特性,并在敞开的窗户、门口和交通流的条件下运行,因为这些会产生不利影响。影响通风柜中化学品的容纳。

本标准建议考虑使用可变风量(VAV)通风柜来节省通风能量。这是一个节约能源的好地方,因为从通风柜排放的空气需要被调节空气所替代。空调需要更大的空气处理装置、冷却器和锅炉。能源部发布的数据显示,单个通风柜使用的能源多达3.5户,这确实有助于减少与通风柜相关的任何通风。

但是,如果使用VAV通风柜,建议安装紧急控制装置,即使滑动门关闭且发生溢流,也能实现全流量排气。“表面风速”的典型范围为0.4 m/s至0.4 m/s。不建议运行在0.3 m/s以下。达到一定表面风速的气流必须能够将蒸汽浓度保持在可燃性下限(LFL)或爆炸下限(LEL)的10%至25%之间。这通常是由化学顾问计算的。

实验室中的气压通常为负,除非试图保护一个空间,如洁净房间,在这种情况下,空间压力将为正。设计建筑外壳结构以减少维持适当增压所需的输送空气量非常重要。该标准还认识到,由于有效的大泄漏面积,在敞开的门上保持压差是不切实际的。带有报警延迟的门开关通常用于避免与开门相关的误报警。节约能源和资本成本的方法不是固定通风系统的大小来适应通风柜的全部流量。分集因子可用于预测一次使用的实际数量通风柜。在应用多样性因素时,设计师必须考虑广泛的主题,包括但不限于:扩展考虑、每实验室、通风柜的最小和最大通风费率、研究人员数量、滑动门管理(用户滑动门习惯)以及可变风量通风柜的使用。

对于用户来说,就多样性因素达成一致并理解实验室的局限性非常重要。如果使用分集因子,并非所有通风柜都可以同时使用。必须安装气流报警系统,以在系统运行超出多样性允许的能力时提醒用户。

本标准还要求设计应急通风系统,以确保当实验室中存在某些类型和数量的化学品或压缩气体时,应急通风。这将由团队中的化学顾问决定,并允许在泄漏期间增加空间中的通风速率ACH。

在紧急模式或火灾模式下,如果不考虑房间增压,则不能执行简单地关闭空间供应和保持排气流的典型方案。通风系统不应产生大的压差,以免用户开门离开该区域。

一般来说,该标准规定,实验室不得使用带有危险化学品或生物危害的回风。作为一种节能策略,应评估能量回收系统,以减少调节大量外部进气所需的能量。

最后,为实验室选择的通风速率取决于最大热舒适气流、未被污染物控制装置捕获的污染物的稀释和替换以及空气的补充,以解释污染物控制装置的操作,例如实验室通风柜、空间加压或最小化通风的占用。在确定通风费率之前,必须考虑这些因素。

OSHA

ACH范围:无范围

OSHA要求通风柜风速始终保持向内的气流。平均表面风速至少为0.5 m/s,任何点至少为0.35 男/女.如果有自动控制系统,并且在这些条件下通风柜符合ASHRAE标准110,0.3 不使用m/s会降低风速。该标准还要求地面风速足够大,高于爆炸下限的20%。ASHRAE标准90.1允许实验室消除能量回收效率和温度重置策略方面的典型能量要求。标准规定实验室通风废气流量高于5000 Cfm建筑应具有VAV排气系统通风和/或提供能量回收。服务于实验室空间的系统应在空闲期间将废气和新鲜空气量减少到三个选项中的最大值:该区域峰值气流的50%,室外最小气流或适用法规或认证要求的气流速度标准。该标准还规定了允许的通风气流通过捕集式空气罩(见表2)。

ASHRAE标准90.1

ACH范围:无范围

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加州机械代码

ACH范围:4到10

对于教育实验室,加州法规要求每人10立方英尺(密度25/1000平方英尺)和0.18立方英尺/平方英尺。州医院条例、全州健康计划和发展办公室要求表3中列出的特定ACH效率。

图6

谁参与了?

对标准和规范的了解不足以为实验室设计通风系统。在与用户制定通风政策时,与以下利益相关者和设计团队成员会面非常重要:

最终用户

环境健康与安全(EHS)部门

设备工程师

设计团队化学顾问

规划师实验室

建筑师

通风为实验室选择的费率取决于热舒适的最大气流、污染物控制装置未捕获的污染物的稀释和更换,以及解释污染物控制装置操作的补充空气。每个因素都会带来一个难题。最终用户将讨论如何使用该系统,这将影响控制策略以及实验室计划人员如何选择设备。环境健康安全部将传达业主/公司制定的标准。设施工程师可以对建筑维护和能源使用有深入的了解。化学顾问将提供影响紧急排气要求和通风柜风速的数据,以维持LEL。实验室计划者就各种热负荷和污染源排放量提供建议。最后,建筑师将协助提供通风密封信息,帮助确定要保持的压差。

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上述规范和标准中的政策将根据设计的实验室类型而有所不同。以下是不同类型实验室的注意事项:

研发:卫生保健标准和规范不适用。在决定通风R&D设施时,了解未来增长的目的和计划是有帮助的。如前所述,通风柜需要大量能量。如果你不完全理解每个部门是如何运作的,每个部门需要几个通风柜孩子。例如,我曾经参加过一个项目,公司开始使用14 100%使用生物安全柜(BSC)。在与各个部门交谈了一段时间后,确定只有一个平衡计分卡需要100%用尽。这不仅为业主节省了排气扇和不锈钢管道系统的前期成本,还节省了大型供气系统、锅炉和冷却器的成本,并引入了调节后的外部空气来弥补通过平衡计分卡排放的空气。在设计实验室时,ACH速率没有单一的答案。设计师需要确保他们遵循标准护理。为了提供真正的咨询服务,团队必须提供关于安全、能源使用、初始成本和建议选项的建议,以满足设施的特定需求。