实验室通风系统的施工质量直接关系到实验环境的安全性、舒适性以及实验工作的顺利开展。以下从施工准备、通风管道安装、通风设备安装到系统调试,全面梳理各阶段的核心要点与操作规范。
一、施工准备阶段
施工准备是确保后续施工顺利进行的基础,需从设计、材料、场地、人员等多方面进行周密部署。
设计方案确认
施工团队与设计人员的深度沟通是首要环节。双方需逐字逐句解读设计图纸,对通风管道走向、通风设备位置、风口分布等细节进行三维模拟推演,确保其与实验室的功能分区、实验设备布局以及潜在的气流需求完全匹配。同时,风量、风压等关键参数必须通过专业软件计算复核,例如根据实验室内化学试剂的挥发量、实验设备的散热功率等,精准确定每小时的换气次数,为后续施工提供无可争议的技术依据。
材料与设备采购
材料与设备的采购如同为系统注入“血液”,需严苛把关。通风管道材料的选择需结合实验室特性,如腐蚀性较强的化学实验室可优先选用PP风管,而高温环境下则更适合镀锌钢板风管。采购过程中,要对每批次产品进行抽样检测,像通风柜的台面耐腐蚀性、排风扇的电机绝缘性能等都需现场测试。此外,所有产品必须附带完整的合格证明、检测报告以及安装维护手册,对于进口设备,还需提供报关单和原产地证明,确保其“身份”合法、性能可靠。
施工场地规划
施工现场的清理要达到“无尘化”标准,不仅要移除明显的障碍物,还要对地面进行平整度检测,误差不得超过5mm。材料堆放区需划分不同区域,如风管存放区要设置防潮垫,电器设备区要搭建防雨棚,且各区之间保持3米以上的安全距离。施工操作区要绘制详细的施工动线图,避免管道安装与电路铺设等交叉作业产生冲突。临时防护设施方面,安全围挡的高度不低于1.8米,警示标识要采用夜光材料,确保夜间施工也能清晰可见。
施工工具与人员配备
施工工具的准备要实现“专业化、成套化”。电焊机需配备防触电保护器,切割机要安装防护罩,咬口机的模具要根据风管厚度提前更换。人员组建采用“1+N”模式,即1名总工程师统筹协调,N名各专业技工分工协作,每个工种都需持有相应的职业资格证书。施工前的技术交底要制作成图文并茂的手册,将风管焊接的电流参数、支架安装的承重标准等细节明确标注;安全培训则通过VR模拟事故场景,让施工人员亲身体验违规操作的后果,强化安全意识。
二、通风管道安装阶段
通风管道是系统的“血管”,其安装质量直接影响气流的稳定性和密封性。
管道预制
管道预制如同“量体裁衣”,必须精准无误。在专业加工场地,使用激光测量仪对管道的长度、弯头角度、三通位置进行三维定位,误差控制在1mm以内。切割时采用等离子切割技术,确保切口光滑无毛刺;折弯使用数控折弯机,保证弯头的曲率半径符合流体力学要求,减少气流阻力。对于法兰连接的管道,法兰面的平整度要通过百分表检测,偏差不得超过0.5mm;咬口连接的管道,咬口深度和宽度要均匀一致,拼接后用密封胶在接口内侧进行二次密封,确保在1000Pa的风压下无漏风现象。
管道吊装与安装
管道吊装是“高空作业”的关键环节,需使用经校准的起重机和卷扬机,吊装点的选择要通过结构力学计算,避免损伤建筑物承重结构。管道安装时,采用水平仪和铅垂线进行双重校准,水平管道的坡度严格控制在0.3%-0.5%,例如10米长的管道,两端高度差需在3-5mm之间,确保冷凝水能够自然流向排水口。支架和吊架的间距根据管径大小精确计算,如直径500mm的水平管道,支架间距为3.5米,且支架与管道之间需垫橡胶垫,减少震动噪音。膨胀螺栓的埋深不低于10倍螺栓直径,焊接固定时焊缝长度不小于支架宽度的2/3,确保牢固可靠。
风口安装
风口是气流的“出入口”,其安装位置和形式直接影响气流组织效果。在实验操作区域,出风口采用旋流风口,确保净化后的空气形成均匀的涡流,覆盖整个操作面;而在有害气体产生区,吸风口采用锥形集气罩,其边缘与污染源的距离控制在1.5倍罩口直径范围内,风速保持在0.8-1.2m/s,确保有害气体被有效捕捉。风口与管道的连接采用防火帆布,长度为200-300mm,既保证密封性,又能吸收设备震动产生的位移。安装完成后,用烟雾发生器测试风口的气流方向,确保无短路或死区现象。
三、通风设备安装阶段
通风设备是系统的“心脏”,其安装精度决定了系统的运行效率。
通风柜安装
通风柜安装前,基础地面需进行抗压测试,承载力不低于5kN/m²。安装时,用水平仪在柜体的四个角进行测量,水平度误差控制在2mm/m以内,垂直度误差不超过1mm/m。柜体与墙面之间预留300mm的检修空间,便于后期维护。玻璃视窗的升降轨道要涂抹润滑脂,确保升降灵活,且关闭时与柜体的密封间隙不超过0.5mm。排风管与主管道的连接采用法兰加密封垫的方式,螺栓均匀拧紧,并用肥皂水检测接口是否漏气。电源和水源接口要安装防漏阀,且与通风柜的电器元件保持安全距离,防止水汽侵蚀。
排风扇安装
排风扇的安装位置要避开强气流区域,如窗户正下方。安装高度以2.2米为宜,既保证排风效果,又便于人员操作。固定排风扇时,膨胀螺栓需穿透墙体至少100mm,或采用穿墙螺栓双面固定,确保在最大风量运行时无明显震动。进风口的过滤网要选用G4级别的初效过滤器,且便于拆卸清洗,每周需检查一次过滤效果。出风口与管道的连接要设置止回阀,防止室外空气倒灌,影响室内气压平衡。
空气处理机组安装
空气处理机组的安装场地需进行地面硬化处理,承载力不低于设备重量的1.5倍。安装时,机组的水平度通过垫铁调整,误差控制在0.1mm/m以内,确保内部风机和换热器运行平稳。管道连接采用法兰连接,且在机组进出口处安装柔性短管,减少震动传递。电气控制系统的接线要按照电路图进行,每个端子都需编号并挂标识牌,接地电阻不大于4Ω。温度、湿度传感器安装在气流平稳的位置,远离热源和水源,确保检测数据的准确性。安装完成后,进行单机试运行,检查各部件的运行状态,如风机的转向是否正确,换热器的进出口温差是否符合设计要求。
四、通风系统调试阶段
系统调试是检验施工质量的“最后一道关卡”,需全面测试系统的各项性能指标。
单机调试
单机调试如同“体检”,需对每个设备进行单独“问诊”。通风柜启动后,测试玻璃视窗在不同高度时的排风量,确保最小排风量不低于1000m³/h;排风扇运行时,用声级计测量其噪音,距离1米处不超过65分贝;空气处理机组则需测试制冷量、制热量以及加湿量,与设计值的偏差不得超过5%。同时,记录电机的电流、电压、功率等参数,绘制运行曲线,与设备铭牌进行对比,判断是否存在过载或低效运行的情况。对于发现的问题,如通风柜玻璃视窗卡顿,需立即调整轨道;排风扇风量不足,需检查叶轮是否有异物或电机转速是否正常。
系统调试
系统调试是对整个“呼吸系统”的全面评估。通过调节各支管的调节阀,使每个风口的风量达到设计值的±10%范围内,例如设计风量为500m³/h的风口,实际测量值需在450-550m³/h之间。用风压计测试系统的总风压和各段管道的阻力损失,确保风机的全压能够克服系统阻力。漏风率测试采用静压箱法,在管道内保持500Pa的静压,漏风率不得超过2%。此外,还需测试室内的气压梯度,如化学实验室相对于走廊要保持-5Pa的负压,防止有害气体外泄;洁净实验室则需保持+10Pa的正压,防止外界污染物进入。
验收交付
验收交付是施工的“收官之战”,需组织设计单位、监理单位、使用单位共同参与。验收内容包括管道的安装垂直度、平整度,设备的运行噪音、振动,风口的风量、风速,系统的风压、漏风率等,每一项都需出具量化的检测报告。对于不合格的项目,如管道支架间距超标,需立即整改并重新检测。验收合格后,移交的资料包括施工图纸、材料设备合格证、检测报告、调试记录、操作规程等,形成完整的技术档案。同时,对使用单位的操作人员进行培训,使其掌握设备的日常维护和应急处理方法,如如何更换过滤器、如何处理突然停电等情况,确保系统能够长期稳定运行。