潔凈室的設(shè)計(jì)計(jì)算
潔凈室的設(shè)計(jì)計(jì)算包括空調(diào)負(fù)荷計(jì)算，風(fēng)量計(jì)算，潔凈度校核計(jì)算等內(nèi)容。
一，空調(diào)負(fù)荷計(jì)算
潔凈室的空調(diào)負(fù)荷包括復(fù)季冷負(fù)荷與冬季熱負(fù)荷。有人認(rèn)為計(jì)算方法與一般空調(diào)負(fù)荷的計(jì)算方法相同。其實(shí)，潔凈室的負(fù)荷計(jì)算與一般空調(diào)的負(fù)荷計(jì)算有許多區(qū)別。對(duì)于許多材料中推薦的負(fù)荷估算指標(biāo)，作者不知道這些估算指標(biāo)的詳細(xì)來(lái)源，在工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)這些估算指標(biāo)比實(shí)際負(fù)荷大很多。對(duì)于一些沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員，也許會(huì)受到估算指標(biāo)的影響而不相信自己的計(jì)算數(shù)據(jù)，進(jìn)而加大安全裕量，或者干脆套用估算指標(biāo)，這是非常有害的。在前幾年GMP認(rèn)證后，許多制藥企業(yè)感嘆凈化空調(diào)系統(tǒng)能耗太大而用不起。難道是凈化空調(diào)系統(tǒng)的錯(cuò)誤嗎？作者發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是冷負(fù)荷還是送風(fēng)量都是層層加碼，導(dǎo)致機(jī)組、水泵、風(fēng)機(jī)等容量偏大很多。凈化空調(diào)比一般空調(diào)的能耗大是肯定的，但應(yīng)大的有依據(jù)。當(dāng)前，對(duì)凈化空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)迫在眉睫。
作者在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，有不少空調(diào)用戶(hù)在最熱月，實(shí)際用冷量是設(shè)計(jì)冷量的1/2 ~ 3/5。若把這樣的設(shè)計(jì)作為估算冷負(fù)荷指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)源，其數(shù)據(jù)必然大很多。所以，設(shè)計(jì)人員應(yīng)相信自己的計(jì)箅，回訪(fǎng)自己的用戶(hù)，獲得真實(shí)的冷負(fù)荷指標(biāo)。對(duì)于各種書(shū)籍中相互復(fù)制的冷負(fù)荷估算指標(biāo)成科學(xué)對(duì)待，只有在工程設(shè)計(jì)初期估算造價(jià)時(shí)，有一點(diǎn)參考價(jià)值。在施工圖階段，應(yīng)采用計(jì)算出的冷負(fù)荷選擇設(shè)備。
空調(diào)負(fù)荷計(jì)算方法很多，目前有許多負(fù)荷計(jì)算的軟件，使負(fù)荷計(jì)算變得非常容易。在應(yīng)用軟件或手工計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)了解凈化空調(diào)與一般空調(diào)負(fù)荷計(jì)算的不同點(diǎn)。計(jì)算軟件大多是針對(duì)- 般空調(diào)而編制的，在計(jì)算潔凈室負(fù)荷時(shí)應(yīng)把圍護(hù)結(jié)構(gòu)的參數(shù)做一調(diào)整。
潔凈室的圍護(hù)結(jié)構(gòu)與一般空調(diào)的不同，它是在房子中套房子，如圖5-1所示。外層房子就是土建結(jié)構(gòu)，可以是框架結(jié)構(gòu)加空心磚砌塊，也可以是磚混結(jié)構(gòu)，外墻、屋面的相關(guān)參數(shù)可在相關(guān)手冊(cè)中查得。套入內(nèi)層的房子是用符合潔凈室裝修要求的裝修材料建造的，這種裝修材料有快立墻板、輕鋼加人造板、輕鋼加經(jīng)噴涂的電解鋼板、還有彩鋼夾心復(fù)合板等。而彩鋼夾心復(fù)合板的夾芯，可采用阻燃自熄聚苯乙烯板（現(xiàn)行規(guī)范禁用）、巖棉板、聚氨酯板、紙蜂窩板、鋁蜂窩板等材質(zhì)。可見(jiàn)，這種兩層圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造成的潔凈室，其建筑負(fù)荷很小。當(dāng)內(nèi)層材料的保溫性能好時(shí)（如彩鋼夾芯板），不透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)引起的冷負(fù)荷可按穩(wěn)態(tài)傳熱計(jì)算（特別適合于手算），在一些特殊情況下甚至可以忽略不計(jì)（有一定經(jīng)驗(yàn)后方可這么做）。
不管是正壓潔凈室，還是負(fù)壓潔凈室，都不考慮冷風(fēng)滲透引起的負(fù)荷。冷負(fù)荷系數(shù)法的計(jì)算步驟（這種方法非常適合手工計(jì)算）
1 .外墻、屋頂瞬變傳熱引起的冷負(fù)荷
外墻、屋頂屬不透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在日射和室外氣溫的共同作用下，由外墻、屋頂瞬變傳熱引起的逐時(shí)冷負(fù)荷均可按下式計(jì)算。
CL = FK (T2 - T1 )
式中CL— 瞬變傳熱引起的逐時(shí)冷負(fù)荷（W);
F— 外墻、屋面面積（m2);
T1— 室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度
T2— 外墻、屋面的冷負(fù)荷計(jì)算溫度的逐時(shí)值（T ) ; 計(jì)算時(shí)刻的選取和一般空調(diào)相同，通�？稍�8 時(shí)至18時(shí)中，每隔l h 取一個(gè)計(jì)箅時(shí)刻。有經(jīng)驗(yàn)者可根據(jù)具體情況，減少計(jì)算的時(shí)刻點(diǎn)，如可從12時(shí)算至17時(shí)；
K— 外墻、屋面的傳熱系數(shù)[W/(m2• ^ ) ] ；如果潔凈室在內(nèi)區(qū)（無(wú)外墻），外墻引起的冷負(fù)荷為零；如果潔凈室靠近外墻，如圖5-1所示，傳熱系數(shù)的計(jì)算應(yīng)考慮內(nèi)、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間空氣間隙的熱阻。若間隙間的空氣被裝修材料封閉，可按多層復(fù)合壁計(jì)算&值；當(dāng)內(nèi)層結(jié)構(gòu)為彩鋼夾芯板，則計(jì)算尺值時(shí)只考慮由夾芯材料、空氣層、外墻組成的復(fù)合壁，可忽略?shī)A芯兩面的彩鋼板的熱阻影響。如果空氣間隙未被裝修材料封閉，把靠外墻的潔凈室按內(nèi)區(qū)處這里的空氣間隙就變成非空調(diào)空間。這時(shí)，只需計(jì)算非空調(diào)空間對(duì)該潔凈室的傳熱負(fù)荷（在后面介紹其算法）。
由于潔凈室特殊的雙層外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，外墻傳熱系數(shù)K 值按多層復(fù)合壁計(jì)算（數(shù)值很小），算出的非輕型外墻傳熱形成的冷負(fù)荷與采用冷負(fù)荷系數(shù)法箅出的冷負(fù)荷相差不大。這就是前面所提到的當(dāng)內(nèi)層材料的保溫性能好時(shí)（如彩鋼夾芯板）不透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)引起的冷負(fù)荷可按穩(wěn)定傳熱計(jì)算的依據(jù)之一。
潔凈室吊頂以上都留有足夠的夾層空間來(lái)安裝管道、設(shè)備，即使是位于頂層的潔凈室，由于這個(gè)夾層的存在，屋頂?shù)乃沧儌鳠嵋鸬睦湄?fù)荷可不必計(jì)算，而只需計(jì)算相當(dāng)于非空調(diào)房間的夾層對(duì)凈室傳熱而產(chǎn)生的冷負(fù)荷。潔凈室的裝修，由T需要吸收土建施工的誤差，其墻板緊貼上建外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的很少，一般都留有較大的間隙。根據(jù)前面的分析，當(dāng)把這個(gè)間隙按非空調(diào)房間對(duì)待時(shí)，對(duì)于非輕甩外墻和屋頂瞬變傳熱形成的冷負(fù)荷可以不做計(jì)算，把該潔凈室按內(nèi)區(qū)對(duì)待（緊貼土建外墻的潔凈室除外）。
二，內(nèi)墻、樓板傳熱引起的冷負(fù)荷
三，外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負(fù)荷
許多潔凈室是不允許設(shè)計(jì)外玻璃窗的，對(duì)于潔凈度級(jí)別要求低的潔凈室，雖然允許設(shè)計(jì)外玻璃窗，但必須保證是密閉固定窗。根據(jù)潔凈室的建筑結(jié)構(gòu)特征，大多采用兩層固定密閉玻璃窗。當(dāng)潔凈室按內(nèi)區(qū)對(duì)待時(shí)，其玻璃窗傳熱按內(nèi)窗考慮；當(dāng)潔凈室的墻板緊貼土建外墻或上建外墻經(jīng)表面涂層處理作為潔凈室墻面時(shí)（潔凈度低的潔凈室也有此結(jié)構(gòu)），在室內(nèi)外溫差作用下，通過(guò)外玻璃窗的瞬變傳熱引起的冷負(fù)荷可按下式計(jì)算
四，玻璃窗日射得熱引起的冷負(fù)荷
不考慮外遮陽(yáng)時(shí)，透過(guò)玻璃窗進(jìn)人室內(nèi)的日射得熱形成的逐時(shí)冷負(fù)荷可按下式計(jì)算
五，地面?zhèn)鳠嵋鸬睦湄?fù)荷
參照《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50019—2003)的規(guī)定，若潔凈室內(nèi)的空凋?qū)偈孢m性的，夏季可不計(jì)算通過(guò)地面?zhèn)鳠嵋鸬睦湄?fù)荷；當(dāng)潔凈室位于低層，下面無(wú)地下室且有外墻時(shí)，對(duì)工藝性空調(diào)，宜計(jì)算距外墻2m范圍內(nèi)的地面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄?fù)荷。
六，室內(nèi)熱源散熱形成的冷負(fù)荷
潔凈室內(nèi)的熱源散熱主要指室內(nèi)工藝設(shè)備散熱、照明散熱、人體散熱等。設(shè)備種類(lèi)較多，有些設(shè)備只能滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的功能，對(duì)保溫、隔熱等方面存在先天缺陷，在運(yùn)行過(guò)程中，散發(fā)大量的熱蜇、濕景及粉塵。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分調(diào)研、仔細(xì)研究，不能單純按相關(guān)計(jì)算公式進(jìn)行冷負(fù)荷計(jì)算。否則，設(shè)備形成的冷負(fù)荷太大，即使是潔凈室的大風(fēng)童也難以消除余熱余濕，這就相當(dāng)于室內(nèi)生火爐再用空調(diào)降溫一樣，能耗太大。因此，要求設(shè)計(jì)人員仔細(xì)了解工藝過(guò)程，通過(guò)隔熱、排熱等措施，在方案階段就考慮節(jié)能措施，不能等大M:的熱散發(fā)至室內(nèi)后再進(jìn)行空調(diào)降溫。如大輸液配液罐的散熱、纖維車(chē)間濕噴濕拉伸工藝的水槽散熱、纖維碳化加熱爐散熱等。
在采用冷負(fù)荷系數(shù)法計(jì)算室內(nèi)電動(dòng)設(shè)備形成的冷負(fù)荷時(shí)，電動(dòng)設(shè)備的額定功率只反映裝機(jī)容量，實(shí)際的最大運(yùn)行功率往往小于裝機(jī)容量，而實(shí)際的運(yùn)行功率也要比最大功率小。所以，在計(jì)算冷負(fù)荷時(shí)一定要考慮這些因素。
室內(nèi)熱源散熱包括顯熱、潛熱兩部分。潛熱散熱直接成為室內(nèi)的瞬時(shí)冷負(fù)荷，顯熱散熱中只有以對(duì)流形式散出的熱量成為室內(nèi)瞬時(shí)冷負(fù)荷，而以輻射形式散出的熱量先被周?chē)诿婕拔矬w的表面吸收，然后逐漸以對(duì)流方式散出，形成滯后的冷負(fù)荷。所以，在計(jì)算中，應(yīng)分析各種設(shè)備的散熱特點(diǎn)，采用相應(yīng)的冷負(fù)荷系數(shù)。