文福 杜然 舒刚 周纪帅 卜萃文

中冶南方工程技术有限公司

1 工程概述

该项目为越南地区某大型钢铁联合企业检化验中心大楼工程。包括实验楼和办公楼，中间通过连廊连接，总建筑面积约22000 m2。其中实验大楼建筑面积约13000 m2，地上4 层，包含仪器校正、表面检测、化学分析、物理分析、样本前处理等多种功能的实验室。

根据各实验室的环境需求，其室内设计参数可归结为以下几种类型（表1）：

表1 实验室室内环境需求参数

2 排风净化系统

2.1 系统划分

为满足各实验室排烟试验柜、抽气罩等工艺需要，设置排风净化系统。本项目排风净化系统按所排除气体的性质划分，具体分为：腐蚀性废气排气净化系统、有机废气排气净化系统和抽气罩排风系统（见图1）。

图1 排风系统流程图

腐蚀性废气排气净化系统针对各实验室试验柜和药品柜中产生酸性或碱性气体，通过管道系统集中收集、洗涤塔集中净化，达标后排放至室外大气环境。其中产生高氯酸气体（强氧化性）的实验柜，单独收集、单独净化后排放，避免与其它气体混合后引起燃烧爆炸。排风机叶轮、机壳采用玻璃钢材质，管道采用 PPH管（难燃型）。

有机性废气排气净化系统针对各实验室实验柜和药品柜中产生的挥发性有机化合物（VOCs），通过管道系统集中收集、干式吸附净化器集中净化，达标后排放至室外大气环境。排风机叶轮、机壳采用不锈钢材质，管道采用PPH 管（难燃型）。

高温炉、试验台等处产生的小范围热气、挥发性气体等通过万向排气罩或金属抽气罩集中收集后直接排放至室外大气环境。排风机叶轮、机壳采用不锈钢材质，排风主管道采用 PPH 管（难燃型），与高温炉金属排气罩相接的排风支管采用不锈钢材质。

2.2 排风量计算

各排风点的风量按试验柜和排风罩的工艺需求确定：本项目各点排风量按排烟试验柜 1380～1260 m3/h、药品柜 360 m3/h、金属抽气罩 600～120 m3/h、万向排气罩180 m3/h 计算。

由于系统排风点较多，例如：大型化学分析二室共设有 3 台耐酸碱排烟试验柜、3 台耐有机排烟试验柜、2 台药品柜、18 个万向排气罩，各排风点不会同时工作，为避免系统风量选取过大，系统总风量计算时需乘以各排风点的最大同时使用系数。本项目相同性质排风点最大同时使用系数取0.7。

2.3 自控系统

各排风点配电动阀，需要排风时与工艺设施连锁或手动开启，实验完毕后关闭。排风机配变频控制柜、DDC 控制箱，排风主管设压差测量及信号变送装置，通过检测排风总管内的负压值调整风机转速，维持系统所系的总排风量。

3 新风空调系统

为满足各实验室环境压力要求，设置新风空调系统。室外新风经机组处理后送至各实验室室内，补偿各实验室排风（试验柜、抽气罩等）和维持室内微正压或微负压的环境所需的渗漏风量，同时满足人员卫生需求。

3.1 新风量的确定

本工程室内微正压取值按5～10 Pa 设计[1]，微负压取值按-5～-10 Pa 设计，满足室内外环境压差所需风量按换气次数法取1.5～2 次/h[2]，系统新风量按补偿排风与保持室内环境压差所需风量之和、人员卫生所需新风量两项较大值选取[1]。

3.2 新风处理过程

由于本项目位于夏热冬暖地区，无需考虑冬季加热，机组由进风段、中效过滤段、表冷段、送风段组成。新风空调机组将室外新风过滤后处理至室内设计干球温度，不承担室内冷负荷，新风部分湿负荷由室内风机盘管承担。新风处理机组所需的冷冻水由集中制冷站提供。

3.3 送风形式和自控系统

室外新风经机组处理后通过送风支管分别送至实验室吊顶下部工作空间和吊顶上部封闭空间。两路新风送风管支管上均设电动调节阀，室内工作空间和吊顶上部封闭空间均设压力传感器。通过检测实验室工作空间内环境压力值，调节吊顶下部工作空间送风支管电动调节阀开度，调整室外新风的送入量，维持室内工作区所需的环境压力。送至吊顶上部封闭空间的新风主要用于补充排烟试验柜的部分排风（见图 2），通过检测吊顶上部封闭空间内环境压力值，调节吊顶上部封闭空间送风支管电动调节阀开度，调整室外新风的送入量，维持排烟试验柜所需的排风补风量。

风机配变频控制柜、DDC 控制箱，新风送风主管设压差测量及信号变送装置，通过检测新风总管内的正压值调整风机转速，维持系统所系的总新风送入量。通过设置在送风主管的温度传感器和冷水管路的两通调节阀控制空调机组出风干球温度。

图2 新风系统流程图

4 其它空调系统

4.1 恒温恒湿柜式空调系统

为满足校正室、水平仪室、天平室等室内温度波动≤±1 ℃的温度需求，室内设置风冷恒温恒湿柜式空调，室外机集中布置在实验楼屋面上。其中校正室、水平仪室等对室内气流扰动比较敏感的房间，室内气流组织采用地板（孔板）下送风方式。室内温湿度通过温、湿度控制器，将回风的温湿度与设定的温湿作对比，自动运行压缩机（降温、除湿），加湿器，电加热（升温）等元件，实现室内恒温恒湿的自动控制。

4.2 风机盘管空调系统

在室内温度要求 23±5 ℃的实验室房间设置风机盘管式空调系统，承担室内热湿负荷和部分新风湿负荷，风机盘管所需的冷冻水（供 7 ℃/回 12 ℃）由集中制冷站提供。由设于房间的带三速开关的温度控制器控制设于回水支管上的两通电动阀动作，以实现房间温度控制在设定的基准上。

对于X 衍射实验室、XRF 室、金相实验室等相对湿度要求＜40%房间，还设置了工业除湿机，以进一步降低湿度，满足室内环境湿度要求。

5 节能措施

本项目节能措施有：

1）各排风点考虑最大同时使用系数，降低总设计排风量和新风补风量。

2）新风系统和排风系统设置变频控制、压力检测、电动调节阀等，根据实际需求情况调节风机转速。

3）排烟试验柜采用吊顶上部补风的形式，降低吊顶下部工作空间新风送入量，减少风机盘管负荷。

4）空调风管及冷水管道采取保温措施，空调房间维护结构采取保温措施，采光窗采用LOW-E 玻璃。

6 结语

本项目已投入使用，各实验室室内的环境参数均达到要求。本文仅对实验大楼内排风系统、新风系统和空调系统进行了介绍，实际项目中还应考虑集中制冷站冷水系统根据用户实际需求的变流量控制，以实现最大的节能效果。同时变风量系统风管电动调节阀与压力传感器连锁使用的适用性、经济性等问题还值得继续探讨。