wentylacja i klimatyzacja laboratoriów

Krzysztof Kaiser
WENTYLACJA
I KLIMATYZACJA
LABORATORIÓW
seria
Fabryka Urządzeń
Wentylacyjno-Klimatyzacyjnych
KONWEKTOR Sp. z o.o.
87-600 Lipno, ul. Wojska Polskiego 6
tel. 54 287 22 34, 54 287 25 04
faks 54 287 24 97, 54 287 23 41
WWOax
www.konwektor.pl
Profesjonaliści
od dobrego
WBK
klimatu
POLSKI PRODUCENT
WOK
Wentylatorów dachowych, osiowych, bębnowych,
promieniowych, przeciwwybuchowych
Wymienników i nagrzewnic
Urządzeń grzewczo-wentylacyjnych
Posiadamy certyfikaty:
PN-EN 12101-3:2004
PN-EN ISO 3834-2:2007
ISO 9001:2008
WVPKH
NEOLUX
Nagrzewnica miedziano-aluminiowa
Nagrzewnica wodna, parowa
WPWDS
by
ECONET
– niskotemperaturowy system
dla Politechniki Poznańskiej
Pod koniec 2013 roku firma Fläkt Bovent Sp. z o.o. dostarczyła centrale wentylacyjne typu eQ i e3coStar oraz
system oddymiania garaży do Centrum Dydaktycznego
Wydziału Technologii Chemicznej Politechniki Poznańskiej przy ulicy Berdychowo w Poznaniu. Urządzenia
wentylacyjne spełniają założone wysokie kryteria energooszczędności wymagane dla budynku dydaktycznego. Natomiast zastosowane ergonomiczne rozwiązania
zapewniają niskie koszty eksploatacyjne oraz stabilność
pracy urządzeń w czasie ich użytkowania.
W Centrum Dydaktycznym mieszczą się
3 duże sale audytoryjne, 54 pomieszczenia laboratoryjne oraz pomieszczenia
dydaktyczne. Cały budynek ma łączną
powierzchnię 12 800 m² i mieści się na
pięciu kondygnacjach, w tym jednej kondygnacji podziemnej. Od 1 października
2014 roku budynek będzie otwarty dla
studentów wydziałów Technologii Chemicznej oraz Inżynierii Środowiska.
Firma Fläkt Woods dostarczyła 29 central wentylacyjnych o łącznej wydajności 164 000 m³/h (nawiew + wywiew =
301 000 m³/h). 20 central wentylacyjnych
zostało wyposażonych w silniki synchroniczne z magnesem trwałym (Permanent
Magnet) do wentylatorów z napędem
bezpośrednim PMSM w klasie Super Pre-
mium, a pozostałe 9 central w silniki typu EC. Centrale
wentylacyjne do pomieszczeń dydaktycznych zostały
wyposażone w sorpcyjne wymienniki obrotowe SEMCO, które osuszają powietrze nawiewane latem, natomiast zimą nawilżają je. Dzięki temu rozwiązaniu powietrze doprowadzane do pomieszczeń dydaktycznych
jest optymalne pod względem komfortu cieplnego.
Jednostki wentylacyjne przeznaczone do pomieszczeń
laboratoryjnych wykorzystują wysokosprawne wymienniki odzysku ciepła z czynnikiem pośredniczącym
ECOTERM. Najciekawszym rozwiązaniem jest układ
odzysku ciepła ECONET z czynnikiem pośredniczącym
w układzie ze zmienną prędkością przepływu czynnika.
Unikatowe rozwiązanie automatyki wraz z wymiennikami płytowymi umieszczonymi poza strumieniem
powietrza, które współtworzą cały system odzysku,
zostało dostarczone w formie prefabrykowanego elementu. Takie rozwiązanie gwarantuje stabilność pracy
jednostki przy zmiennych parametrach powietrza, tj.
temperatury oraz objętości powietrza transportowanego przez centrale wentylacyjne. Części składowe
systemu ECONET firmy Fläkt Woods są połączone ze
sobą, tworząc bardziej niezawodny i efektywnie działający system uzdatniania powietrza. Procesy odzyskiwania ciepła, ogrzewania i chłodzenia są zintegrowane
we wspólnym układzie i realizowane poprzez wężownice grzejne/chłodzące, pompy, zawory, systemy przewodów rurowych, elementy izolacyjne itp. W efekcie
powstaje krótsza i bardziej zwarta instalacja wentylacyjna. Z ekologicznego punktu widzenia jest to bardzo
korzystne, ponieważ zużywa się znacznie mniej energii,
nie trzeba bowiem transportować powietrza przez elementy zbyteczne. Dalsze
praktyczne rozwijanie zasady odzyskiwania energii prowadzi ponadto do
zwiększenia efektywności
układu o 50% w porównaniu z konwencjonalnymi
systemami wykorzystującymi wężownice. Sekcje
wywiewne central wentylacyjnych, które pracują
w środowisku zagrożonym
korozją chemiczną, wykonane są ze stali kwasoodpornej AISI 316L, natomiast wymienniki oraz
elementy sekcji wentylatora są pokryte farbą zabezpieczającą przed korozją.
Krzysztof Kaiser
Wentylacja i klimatyzacja
w laboratoriach
GRUPA
Warszawa 2014
Redakcja merytoryczna
Katarzyna Rybka
Opracowanie i redakcja
Agnieszka Orysiak
Wszelkie prawa zastrzeżone
© Copyright by Grupa Medium
© Copyright by Krzysztof Kaiser
ISBN 978-83-64094-28-6
Wydawca i rozpowszechnianie
Grupa MEDIUM Sp. z o.o. S.K.A.
04-112 Warszawa, ul. Karczewska 18
tel. 22 512 60 60
www.ksiegarniatechniczna.com.pl
Seria „i” – pod patronatem miesięcznika
Wydanie I
Warszawa 2014
Spis treści
Wstęp
1. Laboratoria – zalecenia ogólne dotyczące klimatyzacji i wentylacji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2. Klimatyzacja i wentylacja w wybranych laboratoriach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.1. Laboratoria chemiczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.1.1. Laboratoria z nanomateriałami . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.2. Laboratoria biologiczne i medyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.2.1. Laboratoria mikrobiologiczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.2.2. Laboratoria histopatologiczne i patomorfologiczne oraz hematologiczne
i analityki krwi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.2.3. Laboratoria do eksperymentowania na zwierzętach, laboratoria
biotechnologiczne i badań genetycznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.3. Laboratoria fizyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.3.1. Laboratoria izotopowe i radiologiczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.4. Laboratoria czyste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.5. Laboratoria dydaktyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3. Wentylacja miejscowa – odciągi miejscowe, okapy, ssawki, digestoria, komory
bezpiecznej pracy, komory laminarne czyste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.1. Digestoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.2. Komory bezpiecznej pracy oraz komory laminarne czyste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.2.1. Komory laminarne czyste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.2.2. Komory bezpiecznej pracy BSC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
4. Wymagania prawne dotyczące klimatyzacji i wentylacji w laboratoriach. . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3
Wstęp
Wstęp
Niniejsza monografia powstała z uwagi na brak literatury omawiającej problemy związane z wentylacją i klimatyzacją laboratoriów różnych rodzajów. Pomimo istnienia pewnych branżowych wytycznych dotyczących wymagań dla laboratoriów oraz pojedynczych opracowań i artykułów zwracających
uwagę na problem wentylacji i klimatyzacji w obiektach tego typu, na rynku wydawniczym nie pojawiła
się dotychczas monografia zawierająca zagregowaną, dostępną wiedzę w tym zakresie. Sytuacja ta
stała się impulsem do powstania niniejszej publikacji.
W rozdziale pierwszym omówiono zalecenia ogólne stawiane systemom wentylacyjnym i klimatyzacyjnym pomieszczeń laboratoryjnych. Należy zaznaczyć, że pojęcie laboratorium nie dotyczy wyłącznie pomieszczenia, w którym wykonywane są bezpośrednio badania i eksperymenty. Do strefy
laboratorium zalicza się m.in. magazyny odczynników niezbędnych w laboratorium, pomieszczenia
socjalne personelu czy pomieszczenia odzieży ochronnej.
Sprawnie działająca wentylacja w pomieszczeniach laboratoryjnych jest jedną z podstawowych
metod ochrony zdrowia personelu oraz ochrony obiektu przed pożarem lub eksplozją, natomiast zastosowanie klimatyzacji ma na celu przede wszystkim spełnienie wymagań dotyczących utrzymania
odpowiednich warunków badawczych otoczenia oraz zapewnienia komfortu osobom lub zwierzętom
– w przypadku laboratoriów zwierzęcych – przebywającym w laboratorium.
W rozdziale drugim zaprezentowano systemy wentylacji i klimatyzacji wybranych rodzajów laboratoriów oraz omówiono stosowane rozwiązania techniczne. Można w nim znaleźć informacje na temat wentylacji np. laboratoriów medycznych, chemicznych, fizycznych. W większości spotykanych
obiektów tego typu powstają szkodliwe gazy, pary, pyły, w tym pyły promieniotwórcze i aerozole radioaktywne, bioaerozole szkodliwe dla zdrowia, występuje zjonizowanie powietrza. Brak odpowiedniej
wymiany powietrza w laboratorium jest przyczyną wzrostu stężenia zanieczyszczeń. Na ogół wentylacja naturalna jest ze względów bezpieczeństwa niewystarczająca i konieczna jest wentylacja mechaniczna. W laboratoriach, w których emitowane są szkodliwe zanieczyszczenia, zastosowanie znajduje
wentylacja podciśnieniowa.
Wentylacja mechaniczna o odpowiednio dużej wydajności, wyposażona w odpowiedni system
filtracji i sposób rozdziału powietrza jest konieczna również w laboratoriach tzw. czystych, w których
w zależności od stawianych wymagań powietrze powinno mieć odpowiednią klasę czystości pyłowej
lub mikrobiologicznej. Doprowadzanie czystego, pozbawionego zanieczyszczeń powietrza i usuwanie
zużytego, zanieczyszczonego zmniejsza ryzyko skażenia badanego materiału. W laboratoriach zaliczanych do clean rooms zastosowanie znajduje wentylacja nadciśnieniowa.
W każdym laboratorium stosuje się pewne rozwiązania z zakresu wentylacji, umożliwiające usuwanie emitowanych do powietrza zanieczyszczeń i ograniczające ich rozprzestrzenianie się w pomieszczeniu. Zaliczyć do nich należy m.in. odciągi miejscowe, okapy, komory bezpiecznej pracy, digestoria. Urządzenia i rozwiązania techniczne spełniające te funkcje zaprezentowano w kolejnym, trzecim
rozdziale.
Rozdział ostatni natomiast zawiera krajowe wymagania prawne dotyczące stosowania wentylacji
i klimatyzacji w laboratoriach z krótkim komentarzem autora opracowania.
Książka ta, z uwagi na jej zakres tematyczny, może być podręcznikiem i poradnikiem dla wielu
Czytelników zajmujących się projektowaniem i eksploatacją instalacji, dla studentów i słuchaczy kierunków związanych z wentylacją pomieszczeń, a także dla każdego Czytelnika zainteresowanego zagadnieniami wentylacji i klimatyzacji.
Czy wybór zaprezentowanego materiału jest trafny, a sposób przedstawienia właściwy i zrozumiały,
pozostawiam ocenie Czytelników. Wyrażam wdzięczność wszystkim, którzy przyczynili się do wydania
tej publikacji, a szczególne słowa podziękowania za owocną współpracę kieruję do Wydawnictwa.
Autor
5