非單向流氣流組織形式及設計

非單向流潔凈室是靠送風潔凈氣流不斷稀釋室內空氣，把室內污染物逐漸排出。要想達到理想的污染控制效果，送風潔凈氣流的擴散要快且均勻，這樣才能實現很好的稀釋作用。在實際應用中，建筑空間特性、生產工藝要求等因素各不相同。因此，非單向流氣流組織的形式也各不相同。

上圖所示為頂送雙側下回風的經典做法，高效過濾器送風口處安裝擴散孔板，使潔凈送風氣流作用范圍增大，擴散效果增強。雙側下回風，氣流流線順暢，渦流區減少，室內氣流得到了很好的稀釋。

若送風量不變，沒有擴散孔板，氣流流線的形態如何？上圖所示的就是這種氣流組織形式。由圖可見，潔凈送風氣流的擴散效果減弱(只靠氣流的引帶作用來擴散)，渦流區增大，氣流流線不暢，稀釋效果變差。很顯然，潔凈度也會降低。看來氣流組織設計，并非是只計算送風量、布置送回風口這么簡單，小小擴散孔板，竟有如此大的作用。這需要結合潔凈室原量進行思考。然而，擴散板也有缺點，當潔凈室停用時，其板面內側易積塵，所以，當潔凈室停用一段時間重新啟用時，應仔細擦洗擴散板。

上圖所示為帶擴散孔板的高效過速器頂送單側下回風的氣流組織形態。與雙側下回風比較，未設置回風口的一側靠墻處渦流區增大，由此看來，雙側下回風要比單側下回風凈化效果好，為什么不全設計成雙側下回風呢？雙側下回風凈化效果固然好，但系統的復雜程度及初投資都會增加。所以，在氣流組織設計時，要統籌考慮多方面的因素。例如：潔凈度級別、潔凈室平面尺寸、送風口的數量、建筑圍護結構的性質、生產工藝的性質等。如果是1000級的潔凈室，潔凈室的平面尺寸再小，即使是改造工程，也應設計成雙側下回風。否則，潔凈度很難達標；如果是10000級的潔凈室，若潔凈室寬度不大于3m，可采用單側下回風，回風口應布置在長邊墻面的下側，否則，應雙側下回風；如果是10萬級及以下級別的潔凈室，原則上可做成單側下回風，若潔凈室寬度大于5m，或生產工藝中散發污染物(應將污染物就地捕獲或及時排走)，應設計成雙側下回風；這些數據是多年在工程實踐中針對特定的送風口布置形式經統計得到的，在工程設計中應靈活運用。如在同樣的送風量下，增加送風口的數量，上述尺寸可酌情增大。如遇到寬度很大的潔凈室，即使潔凈度較低，如30萬級或更低，不僅需雙側下回風，而且應根據生產工藝的特點，想辦法在寬度方向的中間增設回風口。所以理論中的各種氣流組織圖式并不是對各種級別的潔凈室都適用，還應結合工藝特點、送風口的數量、潔凈度級別、潔凈室的大小等因素靈活運用。如實驗動物房(SPF)，一般做法是采用帶擴散孔板的高效過濾器頂送雙側下回風的氣流組織形式。但這種形式籠架下層的實驗動物會受到其上層的污染，也就是說位于上層動物的污染會隨氣流穿過下層籠具污染下層的動物，若能在側墻的中部適當高度(結合籠架高度)再增設回風口，可減輕實驗動物相互間的污染。即讓送風潔凈氣流擴散稀釋上層動物周圍的空氣后，及時從中間的回風口排走。下層動物周圍的稀釋氣流從下部回風口排走，系統雖稍顯復雜，但控制污染的效果非常好，如下圖所示。

下圖所示散流器頂送雙側下回風，進入散流器的空氣是經過高效過速器處理過的，不要與一般空調的散流器送風相混淆。這種形式的氣流組織適用于層高較高的潔凈室，特別是在冬天送熱風時，比擴散孔板的效果要好。
其特點是把潔凈的空氣通過散流器很順暢的送入工作區，但這種系統形式，高效過濾器需在吊頂夾層中更換很不方便。對于高大空間的潔凈車間，其實工作面也很低，主要是工藝設備較高。對這種潔凈室如果全室凈化，其送風量很大，浪費很嚴重。所以根據工藝特點，進行局部凈化。例如，乳制品車間工藝設備很高，但乳制品是在密閉的不銹鋼設備及管道內流動，只有開口部位是需要重點保護的。在不影響工藝操作的前提下，可用實體材料或潔凈氣幕包圍開口的操作部位，在所包圍的空間內做凈化，造價不多，效果要好得多。

下圖所示為高效送風口側送同側下回風的氣流組織形式。適用于磚混結構的改造工程及建筑層高較低的潔凈室工程。對于磚混結構的改造工程，由于其內圍護結構大多屬承重墻，所以，墻上部開大洞將受到限制。這時可把送回風總管布置于走廊的吊頂夾層內，可利用走廊回風(如果允許的話)或內夾道回風;對于建筑層高較低的建筑需要改造成潔凈室，由于吊頂夾層空間太小，不能安裝高效過濾器送風口和管道，采用該形式的氣流組織，可利用走廊回風，系統簡單，投資小，這種形式特別適合于地下建筑的改造。

下圖所示為上側送風異側下回風的氣流組織形式，這種形式適合于層高較低的建筑。吊頂夾層空間較小，不滿足安裝高效過濾器送風口及管道的條件，對于這種建筑，把送風總管沿房間外墻布置，在房間內墻下部安裝回風口，利用走廊回風。從氣流流線就可以看出凈化效果要比高效送風口側送同側下回風的氣流組織形式好，因為渦流區小。這種氣流組織也稱為貫流式。

試驗把地下建筑改造成萬級的制劑室，在同樣的換氣次數條件下，該系統的凈化效果比上送下側回的凈化效果還好。若把送風口的擴散孔板做成1/4的圓弧狀，就變成準輻流（矢流）氣流組織形式，如下圖所示。

在同樣的換氣次數下，凈化效果比高效送風口側送異側下回風的系統還好，即在保證相同的潔凈度下，準輻流氣流組織的系統所需送風量比高效送風口側送異側下回風的系統要小，很節能。
下圖所示為局部單向流的氣流組織形式，從廣義上講，此氣流組織形式應為非單向流，只不過是把高效過濾器的送風面積擴大而已。

這種形式可應用于醫院潔凈手術室，青霉素分裝工藝，大輸液的灌裝工藝等場所。所不同的是，送風口不設擴散板，而設置阻尼孔板。讓送風氣流不擴散或少擴散。有些工藝還采用垂簾或潔凈氣幕來限制送風氣流的擴散。在潔凈手術室。這種大的送風口稱為送風天花，在其下部就是手術床，也即手術區(主流區)。周邊區的潔凈度低于手術區一個級別(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級手術室)，它是靠主流區的潔凈氣流的擴散來保證周邊區的潔凈度。在送風天花周邊不再布置高效送風口。而在大輸液灌裝車間，局部百級的送風面積占其所在潔凈室的面積的比例較小，所以，周圍通常需要布置高效送風口來保證局部百級的背景潔凈度，而且局部百級送風口一般都設置透明垂簾(有長有短)，其目的是保證灌裝部位100級的潔凈度。這種氣流組織形式回風口的設置很有講究，不同的工藝有不同的方法。如Ⅰ級潔凈手術室。要求雙側連續布置；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級潔凈手術室應雙側均勻布置。這里所說的均勻布置，是相對于主流區而言的，布置的回風口使主流區內的氣流少向平行于回風口墻面的方向彎曲。