การทำความเข้าใจหน้าที่ของห้องปฏิบัติการเป็นปัจจัยกำหนดในการเลือกและออกแบบระบบระบายอากาศ การจัดหาสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัยสำหรับพนักงานคือเป้าหมายหลัก ในการออกแบบระบบห้องปฏิบัติการ ผู้ออกแบบต้องศึกษาปัจจัยทั้งหมดอย่างละเอียดและค้นหาการออกแบบที่เหมาะสมที่สุด . ห้องปฏิบัติการเคมีประกอบด้วยห้องเคมีเปียก ห้องทำความร้อน ห้องอุณหภูมิและความชื้นคงที่ ห้องทดสอบทั่วไป ห้องฉีด และห้องทำงาน ยกเว้นสภาพแวดล้อมของห้องอุณหภูมิและความชื้นคงที่ ห้องอื่นๆ ต้องการการควบคุมอุณหภูมิเท่านั้น และไม่มีข้อกำหนดเรื่องความสะอาด ASHRAE กำหนดว่าพารามิเตอร์การออกแบบเครื่องปรับอากาศและการระบายอากาศในห้องปฏิบัติการมีดังต่อไปนี้:
1) ข้อกำหนดด้านอุณหภูมิและความชื้นในร่มและกลางแจ้ง
2) คุณภาพอากาศ
3) อุปกรณ์และภาระความร้อนในกระบวนการ รวมทั้งความร้อนที่รับรู้และความร้อนแฝง
4) การเพิ่มขึ้นของภาระภายในที่คาดหวัง
5) จำนวนขั้นต่ำของการเปลี่ยนแปลงอากาศ;
6) การบริโภคและประกอบลม;
7) ประเภทของอุปกรณ์ไอเสีย;
8) การควบคุมและการเตือนภัย
9) สามารถปรับขนาดและปริมาณของตู้ดูดควันได้
10) ความแตกต่างของความดันห้อง
11) สำรองอุปกรณ์และแหล่งจ่ายไฟ
1. การเลือกจำนวนการเปลี่ยนแปลงของอากาศ
& quot;รหัสการออกแบบระเบียบการทำความร้อน การระบายอากาศ และการปรับอากาศด้วยสารเคมี" กำหนดว่าอัตราการแลกเปลี่ยนอากาศขั้นต่ำของห้องปฏิบัติการโดยทั่วไปคือ 6 ครั้ง/ชม. ถึง 8 ครั้ง/ชม. ASHRAE กำหนดว่าจำนวนโดยรวมของการเปลี่ยนแปลงของอากาศในห้องปฏิบัติการควรกำหนดโดยปริมาตรอากาศต่อไปนี้: ปริมาณอากาศทั้งหมดที่ปล่อยออกจากอุปกรณ์ระบายอากาศในพื้นที่หรือไอเสียในห้องอื่นๆ ปริมาณอากาศเย็นที่ต้องการเพื่อขจัดภาระความร้อนของห้อง จำนวนขั้นต่ำของการเปลี่ยนแปลงอากาศที่จำเป็น ภายใต้เงื่อนไขการใช้งาน ควรคงจำนวนการเปลี่ยนแปลงของอากาศขั้นต่ำในห้องปฏิบัติการไว้ที่ 6 ครั้ง/ชม.~10 ครั้ง/ชม.
ภายใต้สถานการณ์ปกติ>10 ครั้ง/ชั่วโมง การเปลี่ยนแปลงของอากาศในห้องถือว่าเหมาะสม อย่างไรก็ตาม เมื่อมีความเป็นไปได้ที่จะมีอุปกรณ์วิเคราะห์ภาระความร้อนสูงในห้องปฏิบัติการ หรือมีไอเสียเฉพาะที่ภายในห้องค่อนข้างมาก ปริมาณการระบายอากาศอาจต้องเพิ่มขึ้นตามลำดับ ห้องเคมีเปียกมีตู้ดูดควัน และห้องทำความร้อนมีเตาให้ความร้อนจำนวนมาก วิธีการคำนวณของตู้ดูดควันอ้างอิงถึง"รหัสการออกแบบการทำความร้อนด้วยสารเคมี การระบายอากาศ และการปรับอากาศ" สำหรับสารอันตรายที่เบา ปานกลาง หรืออันตราย เมื่อเติมอากาศบนเพดานในอาคาร พื้นผิวการดูดต่ำสุดของพอร์ตการทำงานของตู้ดูดควันจะมีความเร็ว 0.5 เมตร/วินาที สำหรับอัตราการใช้ตู้ดูดควัน เมื่อตู้ดูดควันมีจำนวนมากกว่า 2 ตู้ อัตราการใช้พร้อมกันควรอยู่ที่ 60%~70% เตาให้ความร้อนคำนวณปริมาตรอากาศเสียที่ต้องการตามกฎสมดุลความร้อนที่รักษาอุณหภูมิความร้อนในเตาหลอม จากข้อมูลข้างต้น สามารถคำนวณปริมาตรการระบายอากาศทั้งหมดที่ปลอดภัยได้ นอกจากนี้ ปริมาตรของเครื่องปรับอากาศที่คำนวณโดยโหลดจะเปรียบเทียบกับจำนวนการเปลี่ยนแปลงของอากาศขั้นต่ำ 10 เท่า และค่าสูงสุดของสามจะถูกนำมาเปรียบเทียบ
2. รูปแบบการจ่ายอากาศและไอเสีย
& quot;รหัสการออกแบบระเบียบการทำความร้อน การระบายอากาศ และการปรับอากาศด้วยสารเคมี" กำหนดว่าเมื่อปริมาณอากาศเสียของห้องปฏิบัติการมีขนาดใหญ่ ควรติดตั้งระบบจ่ายอากาศบริสุทธิ์ภายนอกและควรรวมโหลดอากาศบริสุทธิ์ด้วย
& quot;รหัสการออกแบบอาคารห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์" กำหนดว่าอุปกรณ์ไอเสียแต่ละเครื่องควรติดตั้งระบบไอเสียอิสระ อุปกรณ์ไอเสียทั้งหมดในห้องปฏิบัติการเดียวกันควรใช้ระบบไอเสียร่วมกัน ห้องปฏิบัติการที่ใช้ระบบระบายอากาศอย่างต่อเนื่องในระหว่างชั่วโมงทำงานควรติดตั้งระบบจ่ายอากาศ และปริมาณการจ่ายอากาศควรเป็น 70% ของปริมาตรอากาศเสีย และการจ่ายอากาศควรทำให้อากาศบริสุทธิ์ตามข้อกำหนดของกระบวนการ สำหรับพื้นที่ทำความร้อน อากาศที่จ่ายควรได้รับความร้อนในฤดูหนาว การไหลของอากาศที่จ่ายไปไม่ควรขัดขวางการทำงานปกติของอุปกรณ์ระบายอากาศในห้องปฏิบัติการ
ASHRAE กำหนดว่าก๊าซทั้งหมดที่ระบายออกจากห้องปฏิบัติการเคมีต้องถูกปล่อยออกโดยตรงนอกอาคารและไม่สามารถรีไซเคิลได้ ดังนั้น เว้นแต่ห้องปฏิบัติการเคมีจะมีข้อกำหนดด้านความสะอาดด้วย ก็จำเป็นต้องรักษาแรงดันลบให้สัมพันธ์กับพื้นที่ที่อยู่ติดกัน การเลือกระบบจ่ายอากาศบริสุทธิ์ 100% ควรเป็นส่วนสำคัญของการประเมินความเสี่ยงในห้องปฏิบัติการหรือไม่
มีการติดตั้งระบบไอเสียอิสระระหว่างแต่ละหน่วยของห้องปฏิบัติการ และติดตั้งไอเสียบนหลังคา ห้องเคมีเปียกและห้องทำความร้อนต้องได้รับการบำบัดด้วยอากาศบริสุทธิ์ อันเนื่องมาจากการผลิตก๊าซพิษ กัดกร่อน และอุณหภูมิสูง สำหรับห้องปฏิบัติการทั่วไปอื่นๆ สำหรับการวิเคราะห์ด้วยคอมพิวเตอร์ และห้องอุณหภูมิและความชื้นคงที่สำหรับการทดสอบวัสดุ ระบบจ่ายอากาศใหม่เอี่ยม 100% ไม่ใช่ทางเลือกเดียว เนื่องจากกระบวนการทำงานที่แตกต่างกันของห้องปฏิบัติการ การระบายอากาศหรือการบำบัดอากาศบริสุทธิ์จึงไม่จำเป็น สิ่งสำคัญอันดับแรกคือต้องปฏิบัติตามกระบวนการเท่านั้น อากาศบริสุทธิ์ 100% มีไว้สำหรับสิ่งแวดล้อมของตู้ดูดควัน และสำหรับการบำบัดอากาศหมุนเวียนในห้องปฏิบัติการทั่วไปที่ตรงตามข้อกำหนด ไม่จำเป็นต้องใช้อากาศบริสุทธิ์ 100% นอกจากนี้ ในสภาพแวดล้อมที่มีเครื่องปรับอากาศบริสุทธิ์ การใช้พลังงานยังสูงมาก
3. ความแตกต่างของความดันห้อง
& quot;รหัสการออกแบบระเบียบการทำความร้อน การระบายอากาศ และการปรับอากาศด้วยสารเคมี" กำหนดว่าห้องปฏิบัติการควรรักษาความดันที่ค่อนข้างเป็นลบ
ASHRAE กำหนดว่าก๊าซทั้งหมดที่ระบายออกจากห้องปฏิบัติการเคมีต้องถูกปล่อยออกโดยตรงนอกอาคารและไม่สามารถรีไซเคิลได้ ดังนั้น เว้นแต่ห้องปฏิบัติการเคมีจะมีข้อกำหนดด้านความสะอาดด้วย ก็จำเป็นต้องรักษาแรงดันลบให้สัมพันธ์กับพื้นที่ที่อยู่ติดกัน
ข้อบังคับนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุการใช้งานเฉพาะ ในโครงการนี้ ห้องอุณหภูมิและความชื้นคงที่ต้องการช่วงการควบคุมอุณหภูมิและความชื้นที่เข้มงวด และควรได้รับการออกแบบให้เป็นแรงดันบวก เพราะถ้าการออกแบบเป็นแรงดันลบ อากาศในบริเวณข้างเคียงจะเข้ามา ด้านหนึ่ง อาจทำลายความแม่นยำของการควบคุมอุณหภูมิและความชื้น ในทางกลับกันหากอากาศเสียเข้าไปก็อาจทำให้เกิดปัญหาด้านความปลอดภัยได้เช่นกัน สำหรับห้องเคมีเปียกและห้องทำความร้อน เพื่อป้องกันไม่ให้ก๊าซพิษ กัดกร่อน อุณหภูมิสูงหรือสารระเหยถูกปล่อยออกสู่ห้อง หรือแม้แต่พื้นที่อื่นๆ จำเป็นต้องออกแบบแรงดันลบ พื้นที่สำนักงานของอาคารห้องปฏิบัติการควรรักษาแรงดันบวกที่สัมพันธ์กับทางเดินและห้องปฏิบัติการเสมอ การไหลของอากาศในห้องปฏิบัติการควรไหลจากบริเวณที่มีความเสี่ยงต่ำไปยังพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูง และสุดท้ายจะถูกระบายออกสู่ภายนอกด้วยตู้ดูดควันหรืออุปกรณ์ทำความร้อนประเภทต่างๆ
4.ระบบควบคุม
การควบคุมควรผสานรวมรายการข้างต้นเพื่อให้เป็นไปตามความดันห้อง ความต่างของแรงดันของแต่ละห้อง การระบายอากาศ อุณหภูมิและความชื้น และข้อกำหนดในการควบคุมความปลอดภัยต่างๆ ของห้องปฏิบัติการทั้งหมด ในขณะที่ลดการใช้พลังงานลง มักจะมีแหล่งมลพิษทางเคมีมากมายที่ไม่ดีต่อสุขภาพของมนุษย์ในห้องปฏิบัติการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งก๊าซที่เป็นอันตราย และการกำจัดสิ่งเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญมาก แต่ในขณะเดียวกัน พลังงานมักถูกบริโภคในปริมาณมาก ดังนั้นข้อกำหนดของระบบควบคุมการระบายอากาศของห้องปฏิบัติการ' จึงครอบคลุมตั้งแต่ปริมาตรอากาศคงที่ในช่วงต้น ระบบปริมาตรอากาศแปรผัน bistable ไปจนถึงระบบควบคุมแบบปรับได้ล่าสุด สภาพแวดล้อมที่ปลอดภัยที่สุดและสะดวกสบายที่สุดและวิธีที่ประหยัดพลังงานที่สุดคืออย่าฟุ่มเฟือยเกินไป ระบบตอบสนองอย่างรวดเร็วเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยส่วนบุคคล และควบคุมการจ่ายอากาศและความสมดุลของไอเสียและแรงดันภายในอาคารอย่างแม่นยำด้วยความแม่นยำสูงสุดเพื่อให้มีเสถียรภาพสูงสุด พยายามลดการลงทุนเริ่มต้นของผู้ใช้' ในขณะที่ลดค่าใช้จ่ายของผู้ใช้' ในแง่ของการใช้งาน การใช้พลังงาน และการบำรุงรักษา
ASHRAE กำหนดว่าการควบคุมในห้องปฏิบัติการจะปรับการควบคุมอุณหภูมิและความชื้นของอุปกรณ์ในมือข้างหนึ่ง ในทางกลับกัน จะตรวจสอบสิ่งอำนวยความสะดวกด้านความปลอดภัยเพื่อปกป้องพนักงาน และระบบที่จะใช้ ตราบเท่าที่เหมาะสมกับห้องปฏิบัติการปัจจุบัน
การระบายอากาศของห้องปฏิบัติการเคมีใช้ปริมาตรอากาศคงที่หรือระบบควบคุมปริมาตรอากาศแบบแปรผันหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับการพิจารณาอย่างครอบคลุมของการลงทุนเริ่มต้นและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานของฟังก์ชันที่จำเป็นโดยผู้ออกแบบ ผู้ใช้ และผู้จัดการสถานที่ ระบบปริมาตรอากาศคงที่ (CAV) ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้มีการไหลของอากาศเสียทั้งหมดสำหรับตู้ดูดควันและเตาให้ความร้อนทั้งหมด ไม่ว่าตู้ดูดควันและเตาให้ความร้อนจะถูกใช้งานหรือไม่ก็ตาม อัตราการไหลทั้งหมดจะคงที่ วิธีนี้ใช้กลไกจำกัดการหยุดเพื่อจำกัดการเปิดวาล์ว ซึ่งอาจลดอัตราการไหลได้มากถึง 40% ระบบปริมาตรอากาศแบบแปรผัน (VAV) เป็นการออกแบบแบบเซซึ่งความจุของระบบลดลงมากกว่า 10% หรือ 20%
ปัญหาหลักที่ต้องแก้ไขโดยการออกแบบการระบายอากาศของห้องปฏิบัติการคือปัญหาด้านความปลอดภัย และยังต้องพิจารณาถึงการสร้างสภาพแวดล้อมการทำงานที่สะดวกสบายสำหรับผู้ทดลอง การแก้ปัญหาอุณหภูมิ การไหลของอากาศ และเสียงรบกวน โดยให้ใช้พลังงานน้อยที่สุด ระบบมีเสถียรภาพและควบคุมได้ง่าย , ใช้งานง่ายและจัดการ กล่าวโดยย่อ คือ การออกแบบจากด้านความปลอดภัย ความสะดวกสบาย การประหยัดพลังงาน และการทำงานที่เชื่อถือได้ ผ่านห้องปฏิบัติการเคมีประเภทนี้ที่เกี่ยวข้องกับจำนวนการเปลี่ยนแปลงของอากาศ รูปแบบของการจ่ายอากาศและไอเสีย ความแตกต่างของความดันห้อง มาตรฐานระบบควบคุม