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实验室通风度量标准

实验室通风度量标准

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【概要描述】

实验室通风度量标准

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1.最小需求通风率

通风是大多数实验室能源消耗的主要部分,特别是化学和生物实验室。通风设备能源使用的主要驱动力是出于健康和安全需要的最小化通风率。

唯一例外的情况是实验室的通风率由热负荷决定(经常超过出于健康和安全需要的最小通风率)或者是实验室的通风柜密度较大,每25平方英尺面积就配有1平方英尺的通风柜。规定最小通风率的目的是寻求优化的机会。特别的是,这种情境下的优化意味着在保证安全的同时减少换气率。换气率的标准由以下两个指标决定:

每小时换气次数(ACH):这是最常用的度量标准。不同的标准和指南指出ACH数值在4~12之间,范围很广。出于健康和安全考量,超过6ACH(使用时)和4 ACH(空闲时)的数值应该进行调整。

每分钟立方英尺/平方英尺(CFM/sf):一些实验室专家认为,由于实验室的危险性更多地与楼面面积关联,而不是体积,这个度量标准更加合适。例如,挑高天花板的实验室不需要更多的通风。《国际建筑规范(2003)》要求H-5等级的危险环境中,CFM/sf比值为1。

2.通风柜密度

通风柜会消耗巨大的能量,实验室设计者应该与业主共同协商,避免安装过多、过大的通风柜。特别是,在有低能耗替代品(如通气管、平衡柜、化学储藏柜)时,不宜使用通风柜。通风柜的密度应当与其他有类似程序需求的实验室采用相同标准。

3.通风柜框格管理

在通风柜的尺寸和数量得到优化之后,另一个减少通风柜能耗的机会就是通过低容量通风柜和带有高效框格的变风量通风柜来缩小气流。

框格管理没有通用的度量标准,建议使用通风柜气流管理比值,即平均流量与最小化流量的比值。最小化流量是指当框格关闭时,通过通风柜的流量。对一个典型的6英尺通风柜来说,这通常约为300cfm(相当于美国消防协会-45强制执行的最小标准25 cfm/sf)。配有18”框格塞的典型的6英尺通风柜的运营约为900cfm。因此,如果框格一直不关闭,气流管理的比值是3。如果框格关闭50%,比值是2。

4.通风气流效率

通风气流效率是空调设计工程师能够影响整体实验室效率的最显著方式,有两个主要相关度量标准:

压力损失(in.w.g.):供气和排气系统的每个组件都可以优化,以降低压力损失。

通风系统,瓦/每分钟立方英尺(W/cfm):这一度量标准是供气和排气扇的总功率除以供气和排气扇的总CFM。它综合衡量了实验室内部空气移动的效率,从进气到出气,并且将低压力损失设计和风扇系统的效率(电动机、皮带、驱动器)纳入了考虑。21世纪实验室基准数据库中不同实验室通风系统峰值负荷的效率范围。效率的范围值很广,在0.3 W/cfm~1.9 W/cfm之间。《美国采暖、制冷与空调工程师协会90.12004》所制定的风扇功率限制提供了附加的基准。

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