生物实验室的暖通空调系统就非常重要，因为一旦暖通空调系统出现故障，轻则导致生物实验室内部的功能无法实现，重则很容易出现污染外泄，甚至导致工作人员及其周边居民的安全事故。确保生物实验室暖通空调系统的良好运转，是实验室建设者一个非常重要的目标。

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　　生物实验室的暖通空调系统故障分析

　　对于生物实验室的暖通空调系统而言，随着使用时间的持续增加，产生故障是正常的现象。通常来说，这种故障可以分为送风系统的故障，和各类风量及压力传感器的故障，以及排风系统的故障。

　　1.1 送风系统故障

　　在整个暖通空调系统当中，送风系统担任着非常非常重要的作用。因为送风系统，能够有力保证排风系统正常运转，一旦实验室发生任何的故障，需要实验室的人员进行撤离，在此撤离期间，送风系统可以为整个生物实验室提供良好的负压。这样不仅能够给工作人员撤离提供良好的处理环境，还能保证生物实验室内部的环境相对稳定。但是如果送风系统出现故障，则很容易导致，工作人员在撤离期间发生安全事故。

　　1.2 传感器故障

　　传感器在生物实验室暖通空调系统当中主要承担的是传递信号的职责，一旦传感器失灵，则会导致传递的信号出现错误。这样系统在运行的过程当中，就会与系统本身预设的程序所相背离。因此在设计的过程当中，建设者和设计者必须对传感器的性能和稳定性进行可靠的检测，然后投入使用。但实际上传感器的响应特性是很容易被忽略的，这种响应特性一旦被忽略，直接会导致其调试结果的设计值出现问题，信号传输出现错误，就会导致更加严重的事故。

　　1.3 排风系统故障

　　在整个系统当中，排风机出现故障是非常严重的，这是因为生物安全实验室的通风系统，必须通过排风机来进行变频排风。这是因为生物实验室常常进行的都是高生物危害性实验，即便是在白天进行工作，也不允许出现任何呈现正压的情况。因此暖通及暖通自控控制系统的设计要求非常高。具体到细节包括排风机或者排风机变频故障发生之时，系统需要能够自动切换至备用的排风机及其变频器。这样才能保证整个实验室的房间内负压情况良好。但实际上一旦排风机出现问题则会导致排风机停机，而这种停机将会导致整个系统出现故障。

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　　生物实验室的设计原则

　　为了对生物实验室的设计原则进行论述，本文以p3级生物实验安全实验室为例，对其设计原则进行逐一分析与阐述。文章中所引用的示例工程为PLC控制系统，该实验室的房间排风和生物安全柜是同一个排风系统。通过对该实验室的分析，得出以下结论。首先生物实验室在设计的过程中，要对排风系统的停机故障瞬间进行分析，这样才能做好记录，不断优化排风系统。除此之外，实验室在暖通空调系统的设计上，要避免出现增压的设计思路，同时进行相应的技术措施预备。

　　2.1 排风系统故障瞬间分析与研究

　　本实验室的暖通自控系统设置分别具有以下特点。首先，排风系统在发生停机故障的过程中，其重要的表现就是，房间并没有出现任何避免镇压的措施和策略。其次，排风系统一旦出现故障信号时，系统并没有发出故障信号。例如流量开关并没有发出on或者off的信号，因此系统并不能对停机故障作出反应。

　　对于上述假设，需要对生物实验室的排风系统故障，进行一定的记录。例如，本身是在排风系统发生停机故障之后的5s内，房间出现正压情况。而此时控制中心并没有感知到排风系统出现故障，真正对排风系统，出现反应则是在12s。虽然不同的工程会有不同的差异，但是，本组实验数据，可以对排风系统故障情况作出一定的反馈。那就是房间出现正压的时间非常短，大概在5s左右。对其主要原因进行分析，这是因为生物安全实验室中，排风量的差值本来就不大，通常每个小时只有一二百cm³。一旦排风系统出现停机故障，排风量当然能够在极短的时间出现非常多的减少。因此虽然5s是一个实验数据，不同的实验室也会产生差异，但是却从本质上表明排风系统一旦出现故障，实验室出现正压的时间非常短。当然虽然排风系统，在10s之后，会呈现出一定的对策，但是却无法消除致命的安全运行问题。而在这一过程当中，控制中心对系统故障的感知时间并不灵敏。对这个原因进行分析主要是因为风机从停机到风量下降，需要经历的时间过长，大多是在10s左右。这是所有风机所面临的问题，因此，会极大的影响控制中心对系统故障的感知周期。

　　2.2 避免出现正压的设计思路

　　根据上述对排风系统停机故障瞬间分析的内容可以得出，避免实验室内部出现正压是非常必要的。通常为了实现避免正压的这种设计思路，必须采取一定的步骤。如控制中心必须能够快速对排风系统出现停机故障进行感知，这样才能做出及时的回应。除此之外控制中心在感知到排风系统故障之后，必须能够快速的进行措施补救，以避免房间出现正压。鉴于以上的实验数据，这两个步骤必须在5s之内完成。

　　2.2.1 风量传感器优化

　　风量传感器的优化可以加强排风系统的敏锐度，因此可以在排风总管上进行反应速度较快的风量传感器的安装与设置。这样风量传感器可以专门应用于对排风系统故障的分析。在进行设置的过程当中，可以将排风系统停机故障的排风量，设定在一个比较高的水平之上，这样可以使控制中心不至于误判，又能在控制中心感受到之后，及时作出反应。之所以将风量传感器设置在排风总管上，是因为排风总管上的另一个传感器的响应速度相对较差。该传感器实际的作用，是为了保证房间的压力稳定。因此在风量传感器的设计上，必须考虑到不同的作用和效果。

　　2.2.2 电动蝶阀的设计

　　电动蝶阀的设计是为了实现完全关断的功能。该电动蝶阀的响应速度在2s以内，这样做才能够保证控制系统在感知到排风系统出现故障之后的2s之内，就能迅速对系统的送风进行切断。以此来保证房间不会出现正压。当然，其他的措施也可以对送风量进行良好的减少。例如，定风量阀可以保证房间处于负压的状态。同时送风机变频控制的速度也可以不断得到加大，在故障发生的同时，能够在瞬间就对送风机进行关断。不过需要注意的是，这些方法都必须建立在电动蝶阀的基础之上，这样才能满足快速响应的要求。当然，对于许多生物实验室而言，排风系统上采用变风量阀是比较基础的配置。但是定风量阀也是不可缺少的，因为定风量阀可以促进系统固定送风，而变风量阀则是减少送风量。两者起到的作用完全不同，但是却又不可缺少。在对实验室的暖通空调系统进行调试的过程当中，其测试结果表明仅仅依靠这些其他手段，是无法保证实验室在出现排放系统停机故障之时，房间不会出现正压情况。因此，电动蝶阀的设置和风量传感器的优化是非常必要的。