实验室是科研工作的核心场所，其通风系统直接关系到实验人员的健康安全、实验数据的准确性以及实验室的运行效率。本方案旨在对现有通风系统进行全面改造，提升空气质量、增强安全性能、优化能源利用效率，为科研人员创造安全、舒适、高效的实验环境。

一、设计依据与规范

1.国际标准

ASHRAE规定实验室换气次数需维持6~10次/h，通常>10次/h更合适，排风需直接排出室外，不可循环利用。

化学实验室通风柜面风速需稳定在0.5m/s±5%，采用VAV变风量控制，响应时间<3秒。

2.国内标准

GB 50019-2003要求化验室最小换气量6~8次/h，支管风速6~8m/s，干管8~14m/s，终端噪声≤62dB。

《科学实验室建筑设计规范》规定实验室需保持负压（除恒温恒湿间），办公区正压，防止交叉污染。

二、改造目标

安全性：确保有害气体100%排出，避免交叉污染，维持高危区域负压（-5~-10Pa）。

节能性：通过VAV系统预计降低能耗30%~50%，加装全热交换器回收冷/热量。

舒适性：控制室内温湿度，降低噪音（≤62dB），优化气流组织。

合规性：符合ASHRAE、GB及行业规范，满足环保排放要求。

三、技术方案

（一）系统优化

1.分区域控制

按功能划分独立通风单元（化学实验区、生物实验区、仪器区），实现差异化管理。

化学实验区采用全新风处理，生物实验区根据需求选择循环风或全新风。

2.变风量（VAV）系统

风机：采用EC风机，预计效率提升20%，支持无级调速，变频控制节能。

风阀：每台通风柜安装文丘里变风量风阀，联动变频控制系统，实现动态风量调节。

3.控制逻辑：

面风速稳定在0.5m/s±5%，超限报警并自动调整。

无人操作时降低风速至0.3m/s，节能同时保障安全。

4.气流组织

送风：清洁区（如走廊侧）布置送风口，新风经初效+中效+高效过滤。

排风：污染源（如通风柜顶部）就近设置排风口，采用层流或置换通风减少紊流。

压差控制：高危区域（如P2实验室）维持-5~-10Pa负压，办公区正压。

（二）设备升级

1.通风柜

尺寸：1500×800×2350mm，设计排风量1800m³/h，面风速0.5m/s。

配置液晶显示控制面板，具备高温报警、自动延时保护功能。

2.局部排风装置

万向抽气罩：面风速≥0.35m/s，排风量150~350m³/h。

原子吸收罩：面风速≥0.35m/s，排风量350~600m³/h。

3.废气处理

化学实验室增设活性炭吸附塔+酸碱洗涤塔，确保排放达标。

生物实验室配置高效过滤器，防止生物气溶胶扩散。

（三）节能与降噪

热回收系统：加装全热交换器，回收排风能量，预计节能15%~30%。

1.静音设计：

风机选用低噪音型号，风管加装消声器。

管道弯头采用弧形过渡，减少湍流噪声。

2.智能控制：

系统根据实时风量需求自动调节风机频率，避免能源浪费。

夜间模式降低风量，进一步节能。

（四）安全与合规

防爆设计：易燃易爆实验区采用防爆风机、防静电风管及泄爆装置。

应急电源：配置UPS，保障停电时通风系统持续运行30分钟以上。

监控与报警：

压差传感器实时监测区域压差，异常时声光报警。

通风柜面风速超限、过滤器堵塞时自动报警并记录。

四、实施步骤

1.现场调研（1周）

评估现有系统结构、设备老化、气流分布、能耗数据。

确定实验室类型（化学/生物/仪器）及特殊需求。

2.设计阶段（2周）

制定分区域控制方案，绘制管道布局图及设备选型清单。

编制施工计划及预算，明确分阶段目标。

3.一期改造（4周）

升级核心实验区通风柜及排风管道，安装VAV控制系统。

更换老旧风机，加装废气处理设备。

4.二期调试（2周）

完成全系统联动测试，调整风量平衡及压差控制。

培训用户操作及维护流程。

本方案通过VAV系统、分区域控制、废气处理及热回收技术，实现安全、节能、舒适的实验室环境。分阶段实施可控制成本，确保改造期间实验室正常运行。