通过对新风在洁净系统中的应用进行分析,论述了当前医院、药厂、电子厂房及生物实验室等洁净度要求较高的环境面临的问题,进行了分析和总结对工程施工过程及材料的选择提出相应的对策及建议。
一、新风的重要性
随着社会形势的不断发展,人们对自己居住的环境、医疗、工作及食品、药品的生产环境也有着新的要求。长久处于密不通风的环境会使人感觉不舒服,需要通过与室外的空气交换,补充新鲜空气满足人们的需求,新风应运而生。新风主要让人们在室内也可以呼吸到新鲜、干净、高品质的空气,凡是有人长时间在其中活动,并且密不透风的地方都需要新鲜的空气。新风系统是一种室内通风排气属于开放式的循环系统,用室外的新鲜空气更新室内由于居住及生活过程而污染了的空气,以保持室内空气的洁净度达到某一最低标准的水平。
二、新风在净化系统中的作用
新风在空调系统中的主要作用有:补充室内所需新风及满足室内卫生所需新风、维持室内压差所需的新风。
1.补充室内所需新风及满足室内卫生所需随着温室气体的排放,CO₂的浓度不断上升,目前CO₂的浓度已经由上世纪中期的315ppm达到376ppm,50年时间浓度增加近20%。温室效应还不断的增加,CO₂的浓度还在持续不断的上升,人们生活的环境面临着更严峻的挑战。
下面以洁净室为例作以简单说明,研究表明:人们在CO₂浓度为700-1000ppm时感觉良好;达到1500ppm时,明显感觉不适;达到3000ppm时,会出现头痛和其他症状。人体每小时排除的CO₂约为20L,如需保持室内CO₂浓度在700-1000ppm,则需要的新风量为:
Q=Q1/(Cv1- Cv2)*1000000
=0.02/(700-376)*1000000
=61 m³/h
式中 Q:每人每小时所需新风量,m³/h;
Q1:人体每小时排除CO₂量,m³/h;
Cv1:保持室内CO₂浓度,ppm;
Cv2:新风CO₂浓度,ppm;
以上理论计算从侧面也说明《医院洁净手术部建筑技术规范》GB50333-2002中规定为每人每小时60 m³/h是合适的,是能够满足医护人员在室内所需要补充的新风量的,从而保证医护人员在洁净环境下的正常工作及生活。
洁净厂房内如果存在有害气体,应该根据车间内所含有害气体的允许浓度来计算稀释室内有害气的新风量,若没有明显有害气体发生,根据《洁净厂房设计规范》(GB50073-2001)的规定,保证净化车间供给洁净室内的新鲜空气量不小于40m3/ (h-人)。
洁净室内的温、湿度都由净化机组的盘管进行控制实现,在我国大部分地区夏季的新风是需要除湿的,从室外引进的新风要先进行降温除湿,将室外的新风处理到室内状态点的等含线上还是直接处理到机器露点,怎么样处理才能不会造成能量的抵消浪费,给机组的运行造成更大的能耗损失?通过工程实践表明,直接将室外新风处理到机器露点,让室外新风承担了全部的热湿负荷,再与室内空气进行混合,混合后进行加热或者不加热达到送风状态点后,送入室内。这样实际是有能量相互抵消浪费的,应该根据不同地区、湿度不同及机组的选配形式,最好采用先将新风处理到室内状态点的等含线上,再与室内状态点混合,经净化机组处理至室内状态点的等湿线与95%的交点上,这样尽量减少能量的抵消浪费。
冬季,新风需要预热加湿,对于普通的区域,需要加热的部位比较多,如维护结构和新风,但是净化区域的空间相对比较密闭,此时新风就是主要的加热源,我国南北方气候差异较大,不同区域应采用不同的方式,特别是近几年的气候条件更加反常,容易在过渡季节及需要采暖的时间段出现极值温度,但是这个时间又不会持续很长,所以新风到底加热到什么程度也是值得注意的问题,如将室外新风不进行预热,直接过滤与室内空气进行混合,这样能很好的中和室内温度,不浪费且节约了因为室内温度较高而需要降温的能耗,但是如果不预热,则会对新风表冷器及循环机组表冷器构成威胁,表冷器会因为温度过低而容易出现冻裂现象,因此在选型及设计时需要综合考虑。
2. 维持室内压差所需的新风
保持室内正压值所需新风,就等于维持正压需要的新风量加上维持室内正常运转的系统(主要指室内漏风量与空调系统)的漏风量与有组织排风量之和,即补入新风量应与正压风量和系统漏风量相等。
洁净室内的漏风量主要有以下部分组成:洁净室的门及医疗设备、装饰遗留缝隙、其他专业配合安装的设备。这些装饰面本身不需要特别的密封,主要是与吊顶和夹墙相通地方,都要做好密封措施,这些接口的数量比较多,后续施工过程中应该特别注重,尽可能的减少缝隙,避免能源的损失。
空调系统漏风量主要有:净化机组、空调部件制作安装遗留缝隙、风管系统。风管可以说是漏风中的大户,若风管漏风量小,特别严密,调试时正压很容易实现,反之就给调试人员带来很多麻烦,因此,施工过程中,风管制作安装过程中尽可能的选择技术比较成熟的人员来施工;还应特别注意风管咬口的密封,法兰风管的翻边转角,都应用密封胶进行处理;抽芯铆钉应用全密闭性的,并在铆钉处做好密封处理,空调部件的漏风量也不容小觑,诸如弯头、三通、阀门及风口等,这些管件自身的严密性,在采购选材上就要明确的要求,阀门和风口应采用整体表面喷涂处理的产品,这些部件在与风管连接处应做好密封处理。空调机组在采购时,应选择技术成熟的专业净化机组,专用净化空调机组的密封性相对较高,降低了漏风量。
三、新风在净化系统中的存在的问题及解决方案
洁净区域自身的密闭相对良好,洁净室内尘埃颗粒90%来源于新风,如果能在源头控制好的话,就对整个系统的良好运行带来大的作用。洁净室自身维护结构的负荷都很小,因此比较大的能耗就在新风上。其中空调系统的漏风占据了主导地位,通过风管和部件漏掉的新风量,需要补充增加新风量来平衡系统,从而导致了机组能耗的增加,加湿又使得过滤器的更换频率增加。这不仅对施工过程提出了较高的要求,同时也给工程施工完毕的调试工作带来不便,更增加了机组设备的运行及后期维护管理的成本。这些问题在施工前应引起我们足够的重视,并通过合理的选型及采取有效的预防措施,尽量减少新风在净化系统中的影响,把能耗将到最低。
四、结束语
综上所述,都只是论述了新风在净化系统的主要应用,同时也对施工和选材提出了相应的建议及要求。目前经济发展的新形势下,节能降耗是所有人都比较关注的话题,如果通过我们的工程实践能在这方面有比较好的开端,那么新风在净化空调系统的投资、能耗及运行费用等方面会大幅减少,产生十分显著的节能降耗效益及经济效益。因此在以后的工程实践中尽可能的在满足这两方面的前提下,让新风在空调系统中发挥更大的作用,在净化系统中做出更大的贡献。
参考文献:
[1]《医院洁净手术部建筑技术规范》GB50333-2002.
[2]《洁净厂房设计规范》(GB50073-2001).
[3]《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87).
[4]《隔离病房设计原理》许钟麟 2006.07.
工程四部 王巧莹