恒溫恒濕實驗室建設(shè)注意要點

一、前期規(guī)劃

確定用途與要求

在建設(shè)恒溫恒濕實驗室之前，需要明確實驗室的用途。例如，它是用于電子元件的測試、藥品的穩(wěn)定性研究，還是精密儀器的校準等。不同的用途對溫濕度的控制精度、波動范圍等要求差異很大。

以藥品穩(wěn)定性測試實驗室為例，根據(jù)相關(guān)法規(guī)和藥品特性，溫度一般要求控制在 25℃±2℃，相對濕度控制在 60%±5%。而對于電子芯片的老化測試實驗室，溫度可能需要精確到 20℃±0.5℃，相對濕度控制在 40%±3%。

場地選擇與空間布局

場地應選擇遠離熱源、震源和污染源的地方。避免陽光直射，因為陽光的熱量會影響室內(nèi)溫濕度的穩(wěn)定性。

合理的空間布局對于恒溫恒濕實驗室至關(guān)重要。要根據(jù)實驗流程和設(shè)備尺寸規(guī)劃實驗區(qū)、設(shè)備區(qū)、樣品存放區(qū)等不同的功能區(qū)域。例如，在一個材料性能測試的恒溫恒濕實驗室中，將大型的萬能材料試驗機放置在靠近動力源的區(qū)域，同時預留足夠的空間用于放置待測試的材料樣品和測試后的樣品存放。

二、建筑結(jié)構(gòu)與圍護系統(tǒng)

墻體和屋頂

墻體和屋頂是實驗室圍護結(jié)構(gòu)的重要組成部分，需要有良好的隔熱保溫性能。通常采用保溫性能好的材料，如聚苯乙烯泡沫板（EPS）、聚氨酯泡沫板（PU）或巖棉板等。

以 PU 泡沫板為例，它的導熱系數(shù)很低，一般在 0.02 - 0.03W/(m?K) 之間，能夠有效阻止室內(nèi)外熱量的傳遞。墻體的厚度根據(jù)實驗室的溫濕度要求和所在地區(qū)的氣候條件而定，一般在 100 - 200mm 左右。

屋頂還需要考慮防水和排水設(shè)計，防止雨水滲透影響室內(nèi)環(huán)境?？梢圆捎秒p層防水卷材和排水坡度相結(jié)合的方式，排水坡度一般不小于 3%。

地面

地面要具備防潮、保溫和平整的特性?？梢韵蠕佋O(shè)防潮層，如聚乙烯防潮膜，然后再澆筑混凝土基層，在混凝土中添加保溫材料，如膨脹珍珠巖等。

對于有特殊要求的實驗室，如需要防止靜電的電子實驗室，地面還需要鋪設(shè)防靜電地板，防靜電地板的表面電阻率一般在 10^6 - 10^9Ω 之間。

三、空調(diào)與通風系統(tǒng)

恒溫恒濕空調(diào)機組

這是實驗室溫濕度控制的核心設(shè)備。根據(jù)實驗室的規(guī)模和溫濕度要求選擇合適的空調(diào)機組?？照{(diào)機組有風冷式和水冷式兩種類型。

風冷式空調(diào)機組安裝方便，不需要額外的冷卻水系統(tǒng)，但制冷效率相對較低。水冷式空調(diào)機組制冷效率高，但需要配置冷卻塔和冷卻水泵等輔助設(shè)備。

空調(diào)機組的制冷量、除濕量等參數(shù)要根據(jù)實驗室的熱濕負荷來計算。熱濕負荷包括設(shè)備散熱、人員散熱散濕、實驗過程中的熱濕產(chǎn)生等因素。例如，一個有 10 臺服務器的計算機實驗室，每臺服務器功率為 500W，人員散熱量按 150W / 人計算，假設(shè)實驗室有 5 人，再考慮實驗室內(nèi)照明等其他設(shè)備的散熱，計算出總的熱負荷，然后根據(jù)熱負荷選擇合適制冷量的空調(diào)機組。

通風系統(tǒng)

通風系統(tǒng)主要是為了保證實驗室的空氣質(zhì)量?？梢苑譃樽匀煌L和機械通風。自然通風依靠門窗等開口進行空氣交換，但在恒溫恒濕實驗室中，自然通風可能會影響溫濕度的穩(wěn)定性，所以主要采用機械通風。

機械通風系統(tǒng)包括送風機、排風機和通風管道。送風量和排風量要根據(jù)實驗室的空間大小、實驗設(shè)備的通風要求等因素來確定。通風管道要做好保溫處理，防止在通風過程中產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。

四、溫濕度監(jiān)測與控制系統(tǒng)

傳感器

溫濕度傳感器是監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。常用的溫濕度傳感器有電容式、電阻式和毛發(fā)式等。電容式溫濕度傳感器精度高、響應速度快，適用于高精度的恒溫恒濕實驗室。

傳感器要合理分布在實驗室的各個區(qū)域，一般安裝在實驗臺附近、設(shè)備周圍和墻角等位置，以準確監(jiān)測室內(nèi)不同位置的溫濕度情況。

控制器

控制器接收傳感器的信號，然后根據(jù)設(shè)定的溫濕度參數(shù)控制空調(diào)機組等設(shè)備的運行?？刂破骺梢圆捎?PID（比例 - 積分 - 微分）控制器，它能夠根據(jù)溫濕度的偏差情況進行精確的調(diào)節(jié)。

例如，當溫度高于設(shè)定值時，控制器會發(fā)出信號增加空調(diào)機組的制冷量；當濕度低于設(shè)定值時，控制器會控制加濕器開啟。同時，控制器還可以與上位機軟件相連，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄。

五、電力與照明系統(tǒng)

電力系統(tǒng)

恒溫恒濕實驗室的電力系統(tǒng)要滿足設(shè)備的用電需求，并且要有足夠的備用電源。根據(jù)設(shè)備的功率和數(shù)量計算總的用電負荷，選擇合適的配電箱和電線規(guī)格。

電線要采用防火、防潮的電纜，并且要做好接地保護。對于一些對電源穩(wěn)定性要求高的設(shè)備，如高精度的電子儀器，還需要配置不間斷電源（UPS），以防止突然停電對設(shè)備造成損壞。

照明系統(tǒng)

照明系統(tǒng)要選擇發(fā)熱量小、光效高的燈具。LED 燈具是比較理想的選擇，它的發(fā)光效率高，產(chǎn)生的熱量少，不會對室內(nèi)溫濕度產(chǎn)生明顯的影響。

照明的亮度要滿足實驗操作的要求，同時要考慮照明的均勻性?？梢酝ㄟ^合理布置燈具和采用反射罩等方式來提高照明的均勻性。

六、內(nèi)部裝修與設(shè)備安裝

內(nèi)部裝修

實驗室的內(nèi)部裝修材料要選擇不易產(chǎn)生灰塵、靜電和化學污染的材料。墻面可以采用防火、防霉的涂料或潔凈板，潔凈板表面平整光滑，易于清潔，并且有一定的抗菌性能。

天花板可以采用鋁合金扣板或潔凈天花板，便于安裝燈具和通風設(shè)備。地面裝修完成后要進行平整度測試，確保設(shè)備安裝的穩(wěn)定性。

設(shè)備安裝

實驗設(shè)備的安裝要按照設(shè)備的安裝說明書和實驗室的布局規(guī)劃進行。對于一些對振動敏感的設(shè)備，要采取減震措施，如安裝減震墊或減震支架。設(shè)備安裝完成后，要進行調(diào)試和校準，確保設(shè)備在恒溫恒濕環(huán)境下能夠正常運行。

建設(shè)恒溫恒濕實驗室是一個復雜的系統(tǒng)工程，需要綜合考慮建筑結(jié)構(gòu)、空調(diào)通風、溫濕度控制、電力照明等多個方面，以確保實驗室能夠滿足特定的溫濕度控制要求，為實驗研究等工作提供穩(wěn)定的環(huán)境。