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摘要: ABSL-3实验室为生物安全防护三级生物实验室,通过空调系统及相对应排风机、房间压力控制监控内容,实现区域自控技术,监测送、排风机的运行状态、手自动状态,及变频器频率反馈、变频器故障报警、变频器柜急停按钮状态;送、排风机两端的压差状态。
关键词: 三级生物实验室、监测、自动控制、房间压力、送排风机
一、引言
BSL-3实验室是生物安全防护三级实验室简称,整个实验室完全密封,室内处于负压状态,从而使内部气体不会泄漏到外面造成污染。通过人流、物流、气流单向流动,确保里面的污染物不会泄漏到外面造成污染,最大程度保证核心区操作人员的安全。实验室设置两道缓冲区,第一道是负压,第二道缓冲区在一进车门的两侧,大约一平米左右。BSL-3实验室各核心工作间负压要求高,气压(负压)与室外大气压的压差值应不小于40Pa,与相邻区域的压差(负压)应不小于15Pa。实验室防护区各房间的最小换气次数应不小于12次/h。因此,通过房间压力自动控制施工技术,对于高等级生物实验室有着重要意义。
二、项目概况
疾控P3项目为三级生物实验室,在于翻新后改造为生物传染实验室,对新冠病毒等强传染病毒进行生物研究。改造内容包括建筑及装修工程、强电工程、弱电工程、消防工程、通风空调工程、给排水工程、采暖工程、室外工程、外立面翻新工程等,翻新改造涉及建筑面积2576㎡。项目属于局部建筑工程调整及局部机电末端调整,不增加建筑面积,不涉及整平面、整系统调整,不改变原有结构体系及防火分区。
三、房间压力自控施工技术
(一)送、排风机控制
由设在送风总管上的风道静压传感器来调节送风机变频器的频率。当风道静压大于设定值时,适当降低送风机变频器频率,反之亦然。同理,由设在排风机总管上的风道静压传感器来调节排风机变频器的频率。按程序编制的时间和顺序或由中控室人工启、停风机;并与新风门的控制联动;正常运行时,先开水阀、风阀再开风机。停机时,先停风机联锁关闭风阀与水阀。
(二)房间压力控制
控制方案是余风量控制法加房间压差再设定的串级控制法。室内送风量与排风量之间保持一定的风量差(ΔV),会产生一定的压差。通过调节送风量或排风量,动态地达到平衡,使送风量和排风量之间保持恒定的风量差,从而维持恒定的压差。采用余风量控制作为基本控制回路,即送风量SA、排风量EA保持一定的差值。当送风量SA >排风量 EA时, 室内保持正压;当送风量SA <排风量 EA时,室内保持负压。
采用压差进行风量再设定:泄漏发生变化时,根据压差实测值与设定值的偏差,压差控制器对排风量/送风量进行再设定,最终使压力达到设定值。监测房间压差及相对房间压差,穿透防护屏障的室内压差传感器采样管配备与HEPA过滤器过滤效率相当的过滤装置。
对于生物实验室,典型的应用就是房间既有通风柜或生物安全柜,又有辅助的排风以及送风,同时还有万向抽气手等装置。从控制上来讲,我们既要保证房间的负压要求,也要保证房间的换气次数要求,当然也要保证房间的温湿度要求。
为保证房间的最小换气次数,排风柜VAV控制器将其风量变化信号传输给辅助排风VAV控制器,辅助排风VAV控制器根据设定风量调节排风量。与此同时,所有排风风量进行叠加,将排风总风量变化信号反馈给送风VAV控制器,送风VAV控制器对送风量进行快速调整,使得送风量与排风量始终保持一定的差值,从而保持房间压力。
(三)其他控制技术
风道内的静压实施有效管理和控制;送排风的变频控制将根据风道静压通过PID运算后进行直接调节;根据末端风量需求加权求和的结果,对房间送风静压进行偏置,在保证控制效果的前提下,达到最佳的节能控制。
房间压力是个相对值,如果压力基准选择不当,比如选择走廊等处作为压力基准,走廊的压力变化是会受到周围房间压力的变化而变化的,则此时房间压力的读数的准确性难以保证。因此需设置一个不会受到周围压力变化影响的参考点为基准点,所有被测房间的压力测量都以此参考点为基准,则可以保证房间压力读数的准确性。
可选用BMS系统选用EY3600系统作为控制平台,整个系统由中央管理工作站、通讯网络与现场总线、现场控制器以及现场设备组成,该系统是一种无主控制器的集散型控制系统,具有较灵活多样的现场控制器,它采用了较先进的图形化编程与操作方式,并且具有系统容量大和综合控制能力较强等特点。特别是建立在BACnet等技术上开发的系列控制器产品可以充分满足控制系统对开放性和标准化的行业要求。
四、总结
ABSL-3实验室房间压力自动控制施工技术,是通过空调系统及相对应排风机、房间压力控制实现,以室内送风量与排风量之间保持一定的风量差(ΔV),会产生一定的压差,调节送风量或排风量,动态地达到平衡,使送风量和排风量之间保持恒定的风量差,从而维持室内恒定的负压状态。
参考文献
[1] 张旵东,曹国慶. 高等级生物安全实验室自控系统设计探讨(J).建筑电气,2019.
[2]陈方圆,曹国庆.高等级生物安全实验室两种气密性测试方法的对比分析(J).建筑科学,2018
关键词: 三级生物实验室、监测、自动控制、房间压力、送排风机
一、引言
BSL-3实验室是生物安全防护三级实验室简称,整个实验室完全密封,室内处于负压状态,从而使内部气体不会泄漏到外面造成污染。通过人流、物流、气流单向流动,确保里面的污染物不会泄漏到外面造成污染,最大程度保证核心区操作人员的安全。实验室设置两道缓冲区,第一道是负压,第二道缓冲区在一进车门的两侧,大约一平米左右。BSL-3实验室各核心工作间负压要求高,气压(负压)与室外大气压的压差值应不小于40Pa,与相邻区域的压差(负压)应不小于15Pa。实验室防护区各房间的最小换气次数应不小于12次/h。因此,通过房间压力自动控制施工技术,对于高等级生物实验室有着重要意义。
二、项目概况
疾控P3项目为三级生物实验室,在于翻新后改造为生物传染实验室,对新冠病毒等强传染病毒进行生物研究。改造内容包括建筑及装修工程、强电工程、弱电工程、消防工程、通风空调工程、给排水工程、采暖工程、室外工程、外立面翻新工程等,翻新改造涉及建筑面积2576㎡。项目属于局部建筑工程调整及局部机电末端调整,不增加建筑面积,不涉及整平面、整系统调整,不改变原有结构体系及防火分区。
三、房间压力自控施工技术
(一)送、排风机控制
由设在送风总管上的风道静压传感器来调节送风机变频器的频率。当风道静压大于设定值时,适当降低送风机变频器频率,反之亦然。同理,由设在排风机总管上的风道静压传感器来调节排风机变频器的频率。按程序编制的时间和顺序或由中控室人工启、停风机;并与新风门的控制联动;正常运行时,先开水阀、风阀再开风机。停机时,先停风机联锁关闭风阀与水阀。
(二)房间压力控制
控制方案是余风量控制法加房间压差再设定的串级控制法。室内送风量与排风量之间保持一定的风量差(ΔV),会产生一定的压差。通过调节送风量或排风量,动态地达到平衡,使送风量和排风量之间保持恒定的风量差,从而维持恒定的压差。采用余风量控制作为基本控制回路,即送风量SA、排风量EA保持一定的差值。当送风量SA >排风量 EA时, 室内保持正压;当送风量SA <排风量 EA时,室内保持负压。
采用压差进行风量再设定:泄漏发生变化时,根据压差实测值与设定值的偏差,压差控制器对排风量/送风量进行再设定,最终使压力达到设定值。监测房间压差及相对房间压差,穿透防护屏障的室内压差传感器采样管配备与HEPA过滤器过滤效率相当的过滤装置。
对于生物实验室,典型的应用就是房间既有通风柜或生物安全柜,又有辅助的排风以及送风,同时还有万向抽气手等装置。从控制上来讲,我们既要保证房间的负压要求,也要保证房间的换气次数要求,当然也要保证房间的温湿度要求。
为保证房间的最小换气次数,排风柜VAV控制器将其风量变化信号传输给辅助排风VAV控制器,辅助排风VAV控制器根据设定风量调节排风量。与此同时,所有排风风量进行叠加,将排风总风量变化信号反馈给送风VAV控制器,送风VAV控制器对送风量进行快速调整,使得送风量与排风量始终保持一定的差值,从而保持房间压力。
(三)其他控制技术
风道内的静压实施有效管理和控制;送排风的变频控制将根据风道静压通过PID运算后进行直接调节;根据末端风量需求加权求和的结果,对房间送风静压进行偏置,在保证控制效果的前提下,达到最佳的节能控制。
房间压力是个相对值,如果压力基准选择不当,比如选择走廊等处作为压力基准,走廊的压力变化是会受到周围房间压力的变化而变化的,则此时房间压力的读数的准确性难以保证。因此需设置一个不会受到周围压力变化影响的参考点为基准点,所有被测房间的压力测量都以此参考点为基准,则可以保证房间压力读数的准确性。
可选用BMS系统选用EY3600系统作为控制平台,整个系统由中央管理工作站、通讯网络与现场总线、现场控制器以及现场设备组成,该系统是一种无主控制器的集散型控制系统,具有较灵活多样的现场控制器,它采用了较先进的图形化编程与操作方式,并且具有系统容量大和综合控制能力较强等特点。特别是建立在BACnet等技术上开发的系列控制器产品可以充分满足控制系统对开放性和标准化的行业要求。
四、总结
ABSL-3实验室房间压力自动控制施工技术,是通过空调系统及相对应排风机、房间压力控制实现,以室内送风量与排风量之间保持一定的风量差(ΔV),会产生一定的压差,调节送风量或排风量,动态地达到平衡,使送风量和排风量之间保持恒定的风量差,从而维持室内恒定的负压状态。
参考文献
[1] 张旵东,曹国慶. 高等级生物安全实验室自控系统设计探讨(J).建筑电气,2019.
[2]陈方圆,曹国庆.高等级生物安全实验室两种气密性测试方法的对比分析(J).建筑科学,2018