全新风空调系统在辐射类检测实验室的设计思路

2020-12-28华海东HUAHaidong陈毅生CHENYisheng陈敏雪CHENMinxue

价值工程 2020年34期

华海东HUA Hai-dong；陈毅生CHEN Yi-sheng；陈敏雪CHEN Min-xue

（浙江省计量科学研究院，杭州310007）

0 引言

随着社会经济的不断发展，建筑行业的发展也极为迅速，而且各种实验室项目的建设也根据人们生活息息相关，其中空调系统作为实验室建设的重要设施之一，应合理选用空调系统的类型，不仅要保障实验室检测环境，也要带给工作人员一个空气质量相对较好的环境，更要本着节能、省力、使用寿命长等多个原则进行考虑，全新风恒温恒湿空调系统是值得在建实验室建设项目中应用和推广的空调系统，对特殊的检测实验室环境有一定的提升作用。

实验室空调系统设计思路：

1 系统要求

该实验室使用面积为80m2左右每间，分为设备区、检测区，要求检测时呈负压状态，空调系统具有送风、加热、加湿、制冷、除湿、新风和空气净化能力、排风为一体的系统；采用微处理自动控制系统，根据污染程度的实时检测自动开启强排风将有毒气体进行排放，控制实验室系统负压状态的一套系统，根据连续测量实验室运行状况，实现对实验室环境的控制。

2 空调系统布局

送风系统设计此空调系统有2 种运行模式，分别为：①在检测试验时空调采用全新风模式，利用空调设备的送风和排风的调节使房间温室度得以平衡，因为检测时实验室回风没有到空调设备中，使得空调设备不会因为空调设备的回风而使实验室外部环境受到污染。②在检测完毕后，在模式①下对实验室环境进行检测，待合格后自动开启机组回风关闭室外排风，通过新风补给和回风的混合通过空调处理机达到室内温度控制目的，也使设备使用功耗可以降低。

设备运行过程中产生的辐射会与空气发生电离作用，产生少量的臭氧和氮氧化物等有害气体，对于实验内产生的少量臭氧，设置排风口设在实验室底部，采取严格的防辐射泄漏措施防护，经过监测装置检测处理后通过风道高排排入大气。如图1 所示。

3 实验室布局及建筑墙体参数

混凝土施工应一次完成，不得留有施工缝，墙体模板不得采用套管对拉螺杆，应采用一次性全牙对拉螺杆，拆模后割断螺杆。混凝土应振捣均匀、密实，特别要防止过振导致骨料沉底问题。养护期内应落实各项混凝土养护措施，避免或减少混凝土裂缝的出现。对出现的裂缝，应采取高压灌浆方式填补，防止射线细裂缝直穿泄露或造成混凝土防护当量不足。

整体布局示意图如图2 和图3 所示。（其墙体采用钢筋混凝土墙，局部墙体中间加铅板，门釆用铅板屏蔽门，与墙体缝隙要填实）。

具体参数如表1。

表1 墙体参数表

用线束朝向岩石层，岩土层方向不再设置关注点，经分析，机房主要关注点位为5 个点：

A 点：迷道外墙外表面30cm 处，操作室；

B 点：防护门外表面30cm 处，防护门外；

C 点：东墙外表面30cm 处，实验室；

D 点：顶棚外表面30cm 处，绿化草坪；

E 点：楼下离地100cm 处，地下停车场。

按照关注点人员居留因子的不同，分别确定各关注点的最高剂量率参考控制水平Hc，max。人员居留因子T≥1/2 的场所：Hc，max≤2.5μSv/h；人员居留因子T＜1/2 的场所：Hc，max≤10μSv/h。

图1 空调系统布局图

图2 空调系统平面图

图3 墙体管线剖面图

关注点位的剂量率参考控制水平，如表2。

表2 关注点剂量率参考表

经计算：机房外各关注点的γ 辐射剂量率最大值为1.08×10-1μSv/h，低于最高剂量率参考控制水平Hc，max≤10μSv/h 的剂量率限值。防护门外关注点的γ 辐射剂量率最大值为5.25×10-2μSv/h，低于最高剂量率参考控制水平Hc，max≤2.5μSv/h 的剂量率限值。同时，由于拟建机房室顶30cm 处的γ 辐射剂量率低于100μSv/h，故不再考虑天空散射对周围环境的影响。

4 实验室空调系统使用场景模拟

实验室要求空调对实验室环境温湿度精度高，且必须控制合适的温湿度，以保证精密仪器的正常使用。此空调系统采用全新风处理的空调机组，进行新风预处理，处理后新风应达到室内状态等焓点。实验室均采用变频风冷恒温恒湿机组，混合段系统不运行时风阀均应严密关闭；区域内排风管上均设电动风阀与排风机连锁。在设计恒温恒湿实验室空调配置时需要考虑热源增加时的扩容量，实验室建设于地下室内，环境温湿度一定程度上比较稳定，使得空调设备在进入正常使用后的功耗不会太大。全新风处理可以避免此类实验室在有实验负荷运行时产生的微小尘粒随回风设施进入到外部非实验区域，有效避免实验室在检测时所产生的废气由于设备原因进入非实验区域。模拟实验场景温度如图4 所示。