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如何確定合適的實驗室通風費率

文章出處:www.chuabenhdongduoc.com 人氣:發表時間:2019-12-28 16:10

工程師必須知道每小時所需的通風速率,這取決于建筑物的類型。無論是在教育機構還是醫院設計實驗室,了解通風的費率是關鍵。

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Learning Objects

深入概述影響不同類型實驗室通風的各種規范和標準。

了解在保持最低要求通風的同時,節能是滿足安全要求的關鍵。

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相關規范和標準

NFPA標準45

ANSI Z9.5

OSHA

ASHRAE標準90.1

加州機械規范(這是當地法規的一個例子)。

以下是每個法規/標準的通風部分的摘要,在與客戶討論實驗室通風時可用作快速參考工具。

2014年FGI醫院和門診設施設計和建造指南(包括ANSI/ASHRAE/ASHE標準170)

ACH范圍:4到10(USP 797要求30)

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NFPA 45:實驗室消防標準

ACH范圍:無給出范圍

本標準提供了一個一般說明,即“實驗室通風系統應設計成最大限度地降低火災危險和風險”這意味著您需要咨詢項目中的化學顧問,以了解正確的儲存和稀釋率。正常運行條件下,包含化學物質和通風柜的空間應連續為通風。在實現這一目標的同時,排氣和供水系統也必須設計成防止系統在火災或緊急情況下由于壓差而失效或無法打開。實驗室通風系統旨在確保來自實驗室的化學煙霧、蒸汽或氣體不會被回收。

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特殊的局部排氣系統通風,如通氣管,應具有足夠的捕獲速度來攜帶釋放的化學物質。重要的是不要低估提供適當捕獲速度所需的因素。這些計算在ACGIH工業通風指南中,根據配置和工藝,可以在75至2000英尺/分鐘的范圍內進行。

ANSI Z9.5

ACH范圍:“每小時換氣不是設計污染物控制系統的基本概念?!比欢?,它建議對揮發性排放物和氣味進行4-10次空氣轉換。

本標準是最全面的,應在任何實驗室設計中遵循。本標準中未規定乙酰膽堿效率。它僅規定通風的具體房價應由業主或其指定人員決定或同意。所有污染物都應該從源頭上加以控制。

標準的以下部分與麻省理工學院的李先生提到的完全相同。它指出,不可能確定滿足所有條件的空氣交換率:“每小時的空氣交換率不是設計污染物控制系統的基本概念?!?/p>

事實上,它進一步準確地指出:“過多的氣流會導致非常低效的設計?!比欢?,該標準要求稀釋通風,以控制實驗室中揮發性排放物和氣味的累積。然而,通風柜中的煙霧捕獲是源排氣通風的主要方法。根據加熱、冷卻和舒適要求以及曝光控制設備的數量和尺寸,通風的典型稀釋率可以在4到10之間。 ACH。設計通風系統時,必須考慮安全和能源使用以及通風柜的地面風速。通風柜制造商必須證明通風柜已經通過ANSI/ ASHRAE標準110測試:測試實驗室通風柜選定表面風速的性能方法。低流速“節能通風柜”的表面速度為0.3至0.4 M/s,但這些類型的通風柜必須具有優異的密封特性,并在敞開的窗戶、門口和交通流的條件下運行,因為這些會產生不利影響。影響通風柜中化學品的容納。

本標準建議考慮使用可變風量(VAV)通風柜來節省通風能量。這是一個節約能源的好地方,因為從通風柜排放的空氣需要被調節空氣所替代??照{需要更大的空氣處理裝置、冷卻器和鍋爐。能源部發布的數據顯示,單個通風柜使用的能源多達3.5戶,這確實有助于減少與通風柜相關的任何通風。

但是,如果使用VAV通風柜,建議安裝緊急控制裝置,即使滑動門關閉且發生溢流,也能實現全流量排氣?!氨砻骘L速”的典型范圍為0.4 m/s至0.4 m/s。不建議運行在0.3 m/s以下。達到一定表面風速的氣流必須能夠將蒸汽濃度保持在可燃性下限(LFL)或爆炸下限(LEL)的10%至25%之間。這通常是由化學顧問計算的。

實驗室中的氣壓通常為負,除非試圖保護一個空間,如潔凈房間,在這種情況下,空間壓力將為正。設計建筑外殼結構以減少維持適當增壓所需的輸送空氣量非常重要。該標準還認識到,由于有效的大泄漏面積,在敞開的門上保持壓差是不切實際的。帶有報警延遲的門開關通常用于避免與開門相關的誤報警。節約能源和資本成本的方法不是固定通風系統的大小來適應通風柜的全部流量。分集因子可用于預測一次使用的實際數量通風柜。在應用多樣性因素時,設計師必須考慮廣泛的主題,包括但不限于:擴展考慮、每實驗室、通風柜的最小和最大通風費率、研究人員數量、滑動門管理(用戶滑動門習慣)以及可變風量通風柜的使用。

對于用戶來說,就多樣性因素達成一致并理解實驗室的局限性非常重要。如果使用分集因子,并非所有通風柜都可以同時使用。必須安裝氣流報警系統,以在系統運行超出多樣性允許的能力時提醒用戶。

本標準還要求設計應急通風系統,以確保當實驗室中存在某些類型和數量的化學品或壓縮氣體時,應急通風。這將由團隊中的化學顧問決定,并允許在泄漏期間增加空間中的通風速率ACH。

在緊急模式或火災模式下,如果不考慮房間增壓,則不能執行簡單地關閉空間供應和保持排氣流的典型方案。通風系統不應產生大的壓差,以免用戶開門離開該區域。

一般來說,該標準規定,實驗室不得使用帶有危險化學品或生物危害的回風。作為一種節能策略,應評估能量回收系統,以減少調節大量外部進氣所需的能量。

最后,為實驗室選擇的通風速率取決于最大熱舒適氣流、未被污染物控制裝置捕獲的污染物的稀釋和替換以及空氣的補充,以解釋污染物控制裝置的操作,例如實驗室通風柜、空間加壓或最小化通風的占用。在確定通風費率之前,必須考慮這些因素。

OSHA

ACH范圍:無范圍

OSHA要求通風柜風速始終保持向內的氣流。平均表面風速至少為0.5 m/s,任何點至少為0.35 男/女.如果有自動控制系統,并且在這些條件下通風柜符合ASHRAE標準110,0.3 不使用m/s會降低風速。該標準還要求地面風速足夠大,高于爆炸下限的20%。ASHRAE標準90.1允許實驗室消除能量回收效率和溫度重置策略方面的典型能量要求。標準規定實驗室通風廢氣流量高于5000 Cfm建筑應具有VAV排氣系統通風和/或提供能量回收。服務于實驗室空間的系統應在空閑期間將廢氣和新鮮空氣量減少到三個選項中的最大值:該區域峰值氣流的50%,室外最小氣流或適用法規或認證要求的氣流速度標準。該標準還規定了允許的通風氣流通過捕集式空氣罩(見表2)。

ASHRAE標準90.1

ACH范圍:無范圍

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加州機械代碼

ACH范圍:4到10

對于教育實驗室,加州法規要求每人10立方英尺(密度25/1000平方英尺)和0.18立方英尺/平方英尺。州醫院條例、全州健康計劃和發展辦公室要求表3中列出的特定ACH效率。

圖6

誰參與了?

對標準和規范的了解不足以為實驗室設計通風系統。在與用戶制定通風政策時,與以下利益相關者和設計團隊成員會面非常重要:

最終用戶

環境健康與安全(EHS)部門

設備工程師

設計團隊化學顧問

規劃師實驗室

建筑師

通風為實驗室選擇的費率取決于熱舒適的最大氣流、污染物控制裝置未捕獲的污染物的稀釋和更換,以及解釋污染物控制裝置操作的補充空氣。每個因素都會帶來一個難題。最終用戶將討論如何使用該系統,這將影響控制策略以及實驗室計劃人員如何選擇設備。環境健康安全部將傳達業主/公司制定的標準。設施工程師可以對建筑維護和能源使用有深入的了解?;瘜W顧問將提供影響緊急排氣要求和通風柜風速的數據,以維持LEL。實驗室計劃者就各種熱負荷和污染源排放量提供建議。最后,建筑師將協助提供通風密封信息,幫助確定要保持的壓差。

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上述規范和標準中的政策將根據設計的實驗室類型而有所不同。以下是不同類型實驗室的注意事項:

研發:衛生保健標準和規范不適用。在決定通風R&D設施時,了解未來增長的目的和計劃是有幫助的。如前所述,通風柜需要大量能量。如果你不完全理解每個部門是如何運作的,每個部門需要幾個通風柜孩子。例如,我曾經參加過一個項目,公司開始使用14 100%使用生物安全柜(BSC)。在與各個部門交談了一段時間后,確定只有一個平衡計分卡需要100%用盡。這不僅為業主節省了排氣扇和不銹鋼管道系統的前期成本,還節省了大型供氣系統、鍋爐和冷卻器的成本,并引入了調節后的外部空氣來彌補通過平衡計分卡排放的空氣。在設計實驗室時,ACH速率沒有單一的答案。設計師需要確保他們遵循標準護理。為了提供真正的咨詢服務,團隊必須提供關于安全、能源使用、初始成本和建議選項的建議,以滿足設施的特定需求。

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