纤维检验所棉花恒温恒湿实验室设计建设规范SICOLAB
某纤维检验所棉花恒温恒湿实验室，是2004年国家棉花质量检验体制改革8个试点实验室之一，2004年3月动工兴建，7月完成，设计总面积266.1m2，主体恒温恒湿实验室面积184.5m2，室内净空高度2.7m。

为达到国家温带一级试验用大气标准，SICOLAB在设计时提出了温度20℃±1℃，湿度65%±1.5%的要求。

一、设计原则
1.恒温恒湿实验室及相关功能房间的建设以恒温恒湿实验室为中心，根据年棉花检验量的大小确定各房间配置的大小，并考虑一定时期发展的需要。

2.实验室及相关功能房间的建设根据棉花检验的流程和国家提出的要求合理确定。

3.实验室的建设以满足棉花检验的基本要求为主要目的，系统运行在保证温湿度参数的条件下，尽可能减少能耗，避免铺张浪费。

二、SICOLAB设计遵循的规范和标准
ISO—139—1973(E)《纺织品——调湿和试验用标准大气》
GB6529—1986《纺织品的调湿和试验用标准大气》
GB50019—2003《采暖通风与空气调节设计规范》
GB50243—2002《通风与空调工程施工质量验收规范》
三、设计的重点论证和验算
设计之初，土建设计、空调系统设计、施工方、棉花检验技术人员以及棉花恒温恒湿实验室维护专家进行了充分的交流和研讨，重点在空调系统、气流组织、控制精度、维护结构、节能运行等方面进行了严格的论证和验算。

(一)空调系统
1.负荷计算首先对实验室空调系统进行了负荷计算，在计算过程中考虑了以下条件：(1)在30m in内，将室内空气由室外夏季空调计算参数条件(由当地室外气象条件确定)下的状态稳定至温度20℃，相对湿度65%。

(2)一天的试验样品(棉花等)带来的空调负荷。

(3)选定新风量下的新风负荷。

(4)试验人员负荷。

(5)灯光负荷，试验设备负荷。

(6)通过门缝隙及其他途径(空调漏风等)渗透入室内的空气负荷。

(7)维护结构传热。

(8)每小时10次人员进出所带来的空气负荷。

(9)空调机房房间空调负荷的50%～100%。

(10)应考虑10%～20%冗余。

经过计算，总冷负荷为84kW，再热负荷为62kW。

2.主机选择主机空调设备的选择非常重要。

选择一家经验丰富的，具有空调和土建电气设计、施工能力的厂家对保证系统最终达到设计目标很重要。

本实验室选用了意大利海洛斯恒温恒湿精密空调46OA3台(使用2台，备用1台)。

3.新风系统为保证实验室内工作人员的健康工作环境，按照相关规范要求，采用全热交换式新风机为室内送新风，保证每个工作人员30m3/h新风。

(二)气流组织在本工程中，设计施工单位进行了详细的实验室内气流组织设计计算，包括换气次数、断面风速、试验台面风速、气流均匀度、孔板参数、室内正压等。

为达到±1%的精度要求，换气次数为32次/h左右，送风温差2℃，总循环送风量26000m3/h。

由于建筑层高较高，采用孔板上送风、地板下回风的方式，沿实验室长度方向布置两列风管，风管下布置孔板，孔板的孔距和大小经过严格计算确定，在孔板上形成了一个整体静压箱，能够保证气流的均匀性、稳定性。

地板均布可调回风口，保证房间的气流稳定性。

实践证明，气流组织的设计是非常成功的。

在达到实验室恒温恒湿要求的同时，实验室内0.5m￣1.5m高度处(包括试验台面处)的气流速度不超过0.25m/s。

实验室内气流稳定、均匀，0.5m￣1.5m 高度任意水平断面气流速度差不超过20%，并且气流为单向流，没有明显的涡流回流区。

(三)控制精度为保证实验室恒温恒湿环境的实现，要求恒温恒湿机组具有以下的能力和特点：
1.高精度的温湿度传感器。

2.干盘管降温。

在降温的同时，不能影响房间空气的含湿量。

3.可控制可调节的除湿能力。

4.向上送风，可连接风管。

5.侧回风或下回风。

6.具有加湿能力。

7.较高的送风压力。

8.送风温差较小(<6℃)且可调节。

9.风量较大，能满足房间大换气次数多的要求。

10.再热补偿能力。

本次工程选用的意大利海洛斯恒温恒湿精密空调除具有以上能力和特点外，还能够连接多个高精度传感器。

由于实验室面积和跨度较大，选用了6个高精度传感器平均布置于实验室内，传感器与空调间采用数字信号传输的方式，确保传送过程中不受外界电磁干扰。

(四)维护结构
恒温恒湿房间的墙体应有良好汽密性。

为保证汽密性，维护结构应做防水隔汽处理，同时，维护结构的各种孔洞应严格密封，防止不受控制的外界环境和恒温恒湿房间之间的空气流动。

在本工程中，由于实验室所在位置原为一池塘，土壤的含水率较高，在对地基进行处理时，地下做了3层防水，并在墙体内部又做了2层防水，确保了房间的隔汽性。

对于房间的各个穿墙孔洞，均做了防水密封。

恒温恒湿房间的保温应在保证墙体导热系数符合规范要求的情况下，尽可能增加房间维护结构的热惰性。

本工程中房间维护结构的导热系数和热惰性严格按照GB50019—2003相关规定，对墙面、地面、顶面进行了保温处理。

维护结构的处理投资比较大，从最终运行结果看，这部分投资是值得的。

(五)节能运行
(六)恒温恒湿实验室空调系统的能耗是非常大的，在设计过程中要尽可能地降低空调系统的能耗。

由于纤维检验恒温恒湿实验室温带一级标准大气的温度要求范围不是很高(±2℃)，本次工程在控制系统上对温度不作过高要求，起到了较好的节能效果。

在普通恒温恒湿实验室设计中，一般通过电加热的形式实现对空气的再热，而这部分能耗占到空调系统能耗的30%～50%。

本工程中，意大利海洛斯恒温恒湿空调采用一项独特的技术，将空调制冷系统的冷凝热的一部分引入到室内，作为系统的再热，这样在很大程度上降低了系统的能耗。

(七)其他方面
(八)某市纤维检验所在恒温恒湿实验室的设计施工过程中，还对系统的电气部分和消防部分进行了仔细的考虑。

电气系统照明部分要保证实验室内500lx的照度，同时还要考虑安全性和可扩容性问题，选用了德国西门子的保护开关，插座部分均考虑了漏电保护。

主配电柜考虑了足够的空间，保证长期发展所需的配电容量。

由于实验室内有大量贵重设备和棉花等易燃物质，必须配置气体消防系统，为节约投资，采用了悬挂式气体消防钢瓶，火灾时自动启动。

SICOLAB在本实验室验收时，国家标准物质研究中心对恒温恒湿实验室进行了标定和测试，测试结果温度20.1℃，不稳定度±0.3℃，相对湿度65%，不稳定度0.7%，高于国家一级实验室和国际实验室标准，达(上接第15页)到了设计指标。

良好的系统设计、过硬的空调主机、优良的施工质量都起到了很关键的作用。

2004年10月29日，国家棉花质量检验体制改革协调指导小组来某进行试点实验室验收，对实验室给予了充分肯定。

实验室于2004年10月投入棉花仪器化检验试点，经过两个多月的连续运行，恒温恒湿条件始终保持在温度20℃±1℃，湿度65%±1.5%范围之内，空调机组运行正常平稳，状态良好。