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1、調(diào)查分析及難題
在本建筑實驗室工程設(shè)計時，小編曾于1997年底、1998年夏天依次2次陪同華中師大負責人領(lǐng)導(dǎo)干部、化學系老師赴北京市、天津市、南京市、廣州市及武漢地區(qū)對國家教育部近二十所高等學校的有機化學樓、物理學樓、化工廠樓及一些國家級別試驗樓作了實地考察科學研究。這種試驗樓絕大多數(shù)是在上世紀70代末，八十年代及九十年代初修建的，且某些是上世紀四十年代修建的舊式工程建筑。根據(jù)實地考察發(fā)覺這種試驗樓不一樣水平存有下列難題：建筑外觀老舊、損壞；建筑外墻上到處安裝吊式離心風機，機器設(shè)備噪音大；房間內(nèi)機器設(shè)備脆化，管道雜亂無章。
自然通風實際效果差。房間內(nèi)、走道各種各樣味道大、嗆鼻。通風風管損壞透風顯著，脆化比較嚴重。
實驗室“三廢”疏忽大意，不符環(huán)境保護規(guī)定。
因而，掌握發(fā)覺這種 試驗樓自然通風存在的不足，針對怎樣搞好將來的試驗樓自然通風設(shè)計方案工作中是很有使用價值的。
2、項目概況
華中師大邵逸夫有機化學樓為一幢課堂教學與化學成分分析試驗的綜合型工程建筑。它是由中國香港邵逸夫老先生冠名贊助，中國教育部付款，院校自籌經(jīng)費而修建的。其工程建筑坐落于校園內(nèi)桂子山上，工程建筑占地面積1780M2，建筑面積12164m2。教院校一部分八層，為Ⅰ區(qū)，關(guān)鍵作用為課堂教學用地，由學術(shù)研究多功能廳、會議廳、書社及辦公室等構(gòu)成。試驗樓一部分為七層，部分五層。七層一部分為Ⅱ區(qū)，樓高3.8m，五層一部分為Ⅲ區(qū)，樓高3.8m。Ⅱ及Ⅲ區(qū)平屋面部分設(shè)立排風機廊，其高寬比為2.4m。工程項目于1998年12月設(shè)計方案，2001年1月完工。Ⅱ區(qū)一層為教學方式實驗室，化工廠實驗室及科研部門；二層為無機天平室、無機科學研究及實驗室；三層為有機化學試驗及科研部門；四層為剖析實驗室；五層為有機化學試驗及科研部門；六～七層為生成調(diào)研室及課堂教學個人工作室。Ⅱ區(qū)共設(shè)通風柜134臺。
Ⅲ區(qū)一層為無機藥物庫、無機玻璃深加工、儀器設(shè)備房；二層為無機科學研究及紫外光譜室；三層為有機化學科研部門、電教技術(shù)性室及熱電系統(tǒng)軟件室；四層為光譜分析法、分子光譜圖、亮度、熒光、氣象色譜儀室；五層為有機化學科學研究及紅外光譜分析室。Ⅲ區(qū)共設(shè)通風柜37臺。
依據(jù)校領(lǐng)導(dǎo)設(shè)計方案規(guī)定：通風柜選用機械設(shè)備排風系統(tǒng)方法，Ⅱ區(qū)無機實驗室及五層有機化學實驗室的試驗臺選用部分排風系統(tǒng)方法；其他不造成有害氣體的實驗室按一般機械設(shè)備排風系統(tǒng)設(shè)計方案，換風按1～2次/h測算。規(guī)定保證房間內(nèi)、走道無臭味。關(guān)鍵考慮到“三廢”的排出。
3、實驗室有害氣體的類型及釋放量
在化學實驗操作全過程中，常常會造成各種各樣難嗅的、有浸蝕的、有害及易燃易爆的汽體。這種有害氣體如不立即排入戶外，不但導(dǎo)致房間內(nèi)環(huán)境污染，危害試驗工作人員的身心健康與安全性，并且會危害機器設(shè)備的精密度和使用年限。因而，掌握實驗室造成的有害氣體類型及釋放量對通風管道設(shè)計方案是十分關(guān)鍵的。有機化學樓實驗室有害氣體依照有機化學特點大部分可分成無機及有機化學兩類。
無機類有害氣體關(guān)鍵有：SO2、SO3、H2S、NO、NO2、NH3、CL2、HCL、HF1、SiF4、CO及活性氧、氰化氫等。
有機化學類有害氣體關(guān)鍵有：甲烷氣體、己烷、乙炔氣體、苯、室內(nèi)甲醛、乙醇、苯甲酸等。
因為校領(lǐng)導(dǎo)沒法給予實驗室試驗全過程中造成有害氣體釋放量的詳盡數(shù)據(jù)信息，因此 在設(shè)計方案時，只有做定性研究，沒法開展定性分析，要開展定性分析僅有根據(jù)試驗評測獲得數(shù)據(jù)信息。但從判定上講，有機化學實驗室造成有害氣體的釋放量相對性加工廠公司加工工藝全過程中造成有害氣體的釋放量要小得多。
4 、排風系統(tǒng)設(shè)計方案
| 有害氣體的排風系統(tǒng)方法 | 實際操作口進風速率m/s |
| 部分排氣管 | 0.5 |
| 有機化學通風柜 | 0.5～0.7 |
| 放射性物質(zhì)工作中箱 | 1.0 |
4.2.1 無機實驗室、有機化學實驗室及化肥所生成實驗室排風系統(tǒng)分離設(shè)定。
4.2.2 針對混和后很有可能造成點燃、發(fā)生爆炸、結(jié)聚凝塊或產(chǎn)生毒副作用更強的有害物質(zhì)時，單設(shè)排風系統(tǒng)。
4.2.3 針對有害氣體、蒸氣或煙塵的散發(fā)源分離設(shè)定部分排風系統(tǒng)設(shè)備。
4.2.4 帶有有毒化學物質(zhì)或刺鼻味道化學物質(zhì)的部分排風系統(tǒng)所排出來的汽體，應(yīng)排至房屋建筑驅(qū)動力黑影區(qū)和正壓力區(qū)之上。
4.2.5 部分排風系統(tǒng)排出來的汽體在排進空氣以前，應(yīng)依據(jù)所含有害物質(zhì)的毒副作用及濃度值明確是不是必須開展凈化處理解決。
4.3 通風柜排風系統(tǒng)設(shè)計方案
4.3.1 通風柜的布局
本工程項目Ⅱ區(qū)設(shè)立通風柜134臺、Ⅲ區(qū)設(shè)立通風柜37臺。其外觀規(guī)格均為1600×750×1700（長×寬×高），實際操作口規(guī)格均為350×600×2（長×高×總數(shù)）。
為避免從窗前進到的戶外氣旋的影響，本工程項目通風柜均布局在屋子挨近走道的內(nèi)墻腳。
4.3.2 通風柜風量測算
其風量按住計算公式： L=3600FVβ m3/h L=3600×0.35×0.6×2×0.7×1.1 =1164m3/h
4.4 通風柜排風系統(tǒng)設(shè)計方案
從方便使用及排風系統(tǒng)實際效果視角考慮到，最好一臺通風柜為一個排風系統(tǒng)。但因為本工程項目通風柜總數(shù)多，且另外有實驗室其他排風系統(tǒng)，若一臺通風柜設(shè)一個排風系統(tǒng)，那麼豎直通風風管的總數(shù)及離心風機廊離心風機數(shù)量諸多，無法布局。因而本工程項目經(jīng)綜合性考慮到，反復(fù)研究，一般2～3臺通風柜設(shè)計方案為一個排風系統(tǒng)，但正常情況下不超過4個。 4.4 實驗室試驗臺部分排風系統(tǒng)設(shè)計方案
4.4.1 側(cè)吸罩風量測算
依據(jù)設(shè)計方案規(guī)定，Ⅱ區(qū)二層無機及五層有機化學實驗室內(nèi)的試驗臺規(guī)定設(shè)定部分排風系統(tǒng)。
每個實驗室設(shè)立三小組長4.0M、寬1.2m、高0.8米的試驗臺。
本建筑工程設(shè)計在每一組試驗臺表面設(shè)立6個（一邊3個）側(cè)吸罩，其規(guī)格為：口部Φ200，法蘭盤邊150mm，對接Φ150，規(guī)定側(cè)吸罩口距試驗櫥柜臺面水平距離0.2m處造成0.25m/s的呼吸速率。
依據(jù)吸流流譜及Dalla-Valle試驗公式計算，側(cè)吸罩
排風量為： L=0.75·（5x2 F）·Ux·3600 m3/h L=0.75·（5·0.42 為使試驗工作人員在櫥柜臺面更加便捷地開展實驗過程，本建筑工程設(shè)計特將側(cè)吸罩設(shè)計方案成一個可360°轉(zhuǎn)動的套筒規(guī)格式側(cè)吸罩。詳試驗臺模型。
4.4.2 排風系統(tǒng)通風風管布局
設(shè)計方案時，為盡量避免實驗室上空布局的管道，降低各種各樣管道影響試驗工作人員的視野，使房間內(nèi)布局干凈整潔、光源光亮，對通風風管、上、下水管道、實驗室用各種各樣氣體管道作了用心統(tǒng)一的分配。試驗臺下邊除支墩外，其他均為中空，側(cè)邊設(shè)定柜子門。各種各樣管道均設(shè)定在櫥柜臺面下邊，支管道豎直頒布面。側(cè)吸罩支通風風管與櫥柜臺面下邊主通風風管相接處接一手動蝶閥，可便捷地根據(jù)打開櫥柜臺面下邊側(cè)邊柜子門開展排風量及均衡調(diào)整。另外在側(cè)吸罩支通風風管在臺表面的法蘭盤處設(shè)一鋼絲網(wǎng)片以避免臟東西進到試驗臺下邊的主通風風管，進而危害排風系統(tǒng)的一切正常運作。 通風風管選用豎直敷設(shè)方式引至高層離心風機廊離心風機。 試驗臺剖視圖 4.5 無有害氣體造成的實驗室、廢水間及洗手間排風系統(tǒng)設(shè)計方案
無有害氣體造成的實驗室按1～2次/h，廢水間及洗手間按10次/h測算風量。離心風機設(shè)定于離心風機廊，通風風管選用豎直敷設(shè)方式。
4.6 排風系統(tǒng)的送風系統(tǒng)軟件及自然通風設(shè)計方案
調(diào)研研究表明，其試驗樓自然通風實際效果差、屋子及走道臭味比較嚴重除通風降溫設(shè)備老舊，通風風管脆化損壞透風外，主要是沒有對排風系統(tǒng)開展有機構(gòu)的送風及開展有效的自然通風設(shè)計方案。
本建筑工程設(shè)計在Ⅱ區(qū)一～七層，Ⅲ區(qū)二～五層各層設(shè)定一臺低噪音離心風機箱排風做為實驗室排風系統(tǒng)的送風用，不夠一部分由外窗開展送風。排風通風風管布局在各層內(nèi)走道，通風風管上勻稱布局數(shù)個Φ360圓形散流器。全部實驗室至走道的門邊設(shè)定兩個250×500單面固定不動百葉窗。最先通風機將戶外清新空氣通風管道、散流器送至走道，使走道維持正壓力；隨后根據(jù)門邊百葉窗進入房間，最終根據(jù)通風柜及側(cè)吸罩、通風風管、排煙風機排入戶外。實驗室因為排風系統(tǒng)的運作，持續(xù)保持負壓力。那樣，有害氣體就不容易進到走道，進而確保走道無臭味。
Ⅱ區(qū)一～七層各層設(shè)定1臺560～630Pa，8500～19000M3/h 2.2～5KW單速離心風機箱1臺。實驗室一部分應(yīng)用時開低速檔，所有應(yīng)用時開快速。
Ⅲ區(qū)二～五層每樓高置1臺580Pa，9000M3/h，2.2KW離心風機箱1臺。
因為武漢地區(qū)嚴寒時間較短，假期時試驗樓大部分不應(yīng)用，且實驗室冬天沒有設(shè)定供暖系統(tǒng)，因此 為節(jié)約資源，設(shè)計方案時沒有對送風開展加溫解決。
4.7 平屋面排風機廊設(shè)計方案及通風風管布局特性
因為外立面美觀大方的必須（不允許離心風機外掛軟件），有利于通風降溫設(shè)備實際操作與管理方法及對汽體的凈化處理及噪聲處理，本建筑工程設(shè)計在Ⅱ、Ⅲ區(qū)平屋面設(shè)立排風機廊。秉著節(jié)省土建造價的標準，離心風機廓樓高操縱在2.7米。離心風機廓兩側(cè)主梁上翻，有益于機器設(shè)備、管路的布局及實際操作、檢修。全部排煙風機設(shè)定于排風機廊。
排煙風機的通風風管選用豎直敷設(shè)方式，在實驗室走道內(nèi)外墻側(cè)設(shè)定通風管道井。 離心風機廊布局平面圖 本工程項目共設(shè)排風系統(tǒng)91個，送風系統(tǒng)10個。
因為排風機廓排煙風機臺數(shù)很多，自然通風管道繁雜，離心風機廓樓高較低，歷經(jīng)細心科學研究，設(shè)計方案時，通風風管選用了“線路板”式布局計劃方案，防止了排風系統(tǒng)間通風風管交叉式打架斗毆，給設(shè)備維護、實際操作、檢修產(chǎn)生便捷。
5、實驗室排風系統(tǒng)的操縱及消防設(shè)計規(guī)范
5.1 在各排風系統(tǒng)通風柜處或房間內(nèi)均設(shè)立離心風機的啟/停電源開關(guān)，同一排風系統(tǒng)只需有1臺通風柜或?qū)嶒炇夜ぷ髦校艧燂L機均能運作。
5.2 在排風系統(tǒng)管水準支通風風管與豎直通風風管相接處及排風管超越疏散出口兩邊均設(shè)立70℃防火調(diào)節(jié)閥。
6 、排風系統(tǒng)的消音與減震設(shè)計方案
在離心風機底端設(shè)立ZTB型減震器，離心風機進出口貿(mào)易選用耐腐蝕軟接聯(lián)接。在排煙風機通道均設(shè)定消音彎管，通風機出入口設(shè)定1臺復(fù)合型特性阻抗消音器，離心風機廊房間內(nèi)墻面設(shè)定吸音材料，使其噪音符合要求規(guī)定。
7 、通風柜、排風機及通風風管材料的挑選
7.1 因為化學實驗操作全過程中造成的有害氣體具備明顯的浸蝕功效，因此 設(shè)計方案時，離心式風機選用玻璃鋼風機，通風風管選用了圓形機械設(shè)備纏繞式有機化學玻璃鋼風管。7.2 通風柜的挑選
因基本建設(shè)資金不足，校領(lǐng)導(dǎo)決策Ⅱ區(qū)五～七層通風柜購入陳品通風柜，其性價比高。其他通風柜為校加工廠加工制做，其框架選用歷經(jīng)腐解決的畫框，其他選用3毫米厚夾層玻璃。
8 、有害氣體的凈化處理解決及排出方法
擴初實驗室設(shè)計時，小編曾就有害氣體的凈化處理解決向校領(lǐng)導(dǎo)明確提出了一套詳細的計劃方案。因為其凈化處理處理設(shè)備需近1上百萬資產(chǎn)，校領(lǐng)導(dǎo)考慮到試驗室汽體排放濃度較低，經(jīng)與環(huán)保局商議后沒有執(zhí)行有害氣體凈化處理解決計劃方案。為使有害氣體排放濃度盡量減少、施工圖時采用了防范措施。在排風機廊頂端設(shè)計方案一高500mm靜壓箱。全部離心風機的排風系統(tǒng)先進到靜壓箱后再根據(jù)傘狀無動力風帽排至空氣，進而使比中空重的有害氣體、混和后造成的水蒸氣沉集在靜壓箱內(nèi)，進而做到減少排放有害氣體濃度的目地。
靜壓箱內(nèi)內(nèi)貼δ=3毫米厚有機玻璃板厚鋼板，并設(shè)5‰傾斜度及多條污水管排至廢水間，靜壓箱選用人力方法按時對沉集的有機廢氣開展解決。
