一、实验室特点及日常使用要求
该研发中心实验区的实验室设置独立的送风系统和排风系统，控制房间的压差。项目中的典型实验室在排风点配置及日常使用要求方面具有如下的特点。
1.配置变风量排风柜
为了有效排除实验过程中产生的有毒有害物质，实验室配置了数量不一的变风量排风柜。每台变风量排风柜需要保证操作面具有恒定的面风速，随着日常使用过程中排风柜柜门开度的变化，排风柜的排风量相应变化。
2.配置工艺排风罩和万向排风罩
除了排风柜外，为了满足不同的工艺需要以及日常实验中灵活捕捉微量有害气体和颗粒，实验室配置了工艺排风罩和万向排风罩。工艺排风罩和万向排风罩在使用时进行恒定风量排风，不使用的时候通过关断阀关闭排风，实现节能。
3.需要进行日间工况和夜间工况的切换
实验室实行全天24 h不间断的机械通风，日间正常工作工况下实验室满足最小换气次数8 h-1的要求，夜间无人工作时切换至满足最小换气次数4 h-1的要求。
二、房间压差控制方案
1.余风量控制法
实际运行的实验室均具有一定的泄漏面积，下式表示了房间压差、房间泄漏面积以及房间的送排风量之间的关系。
△p=ρ/2(V/3600Aμ)2
式中△p 为压差，Pa；ρ为空气密度，取1.2 kg/m3；V为流量，m3/h；A为泄漏面积，m2；μ为常数，0.72。
由此可知，在实验室排风量确定的情况下，通过调节实验室的送风量，使室内送风量和排风量保持恒定的风量差值，在实验室泄漏面积一定的情况下，可以保证房间恒定的压差。
但是余风量法在实际应用中会存在下述问题：
1)实验室的泄漏面积与门、窗的结构形式以及房间隔断的具体施工质量有很大关系，在方案设计以及设备选型时无法提前准确获知。有可能因为实际需要的风量差值很大，超出风量调节阀的风量调节范围，给送风阀和排风阀的选型造成一定的困难。
2)当实验室的泄漏面积发生改变，如日常开/关门和开/关窗，或是实验室长期运行后围护结构的密封情况发生变化，原先设定的风量差值不再合适，系统无法迅速响应。
2.直接压差控制法
直接压差控制法是通过安装压差传感器，测量实验室和参照区域之间的实际压差，与设定值进行比较，控制器根据控制偏差通过PID运算，对房间送/排风量差进行调节而最终控制房间压差的方法。
采用直接压差控制法进行实验室压差控制，送/排风阀配置快速执行器，其优点是当房间的排风量发生变化时，送风量能根据实际压差变化迅速调整，其系统响应迅速，压差控制精度高。
但是直接压差控制法存在一个缺点，当实验室的泄漏面积瞬间大幅度改变，如实验室的门打开时，实验室和参照区域之间的实际压差变为0。为了维持实验室的负压，房间送风阀会接收到控制器的指令，不断减少房间的送风量，造成实验室送风量的不足。
3.余风量与压差控制相结合的控制方法
针对上述两种控制方法在具体应用过程中的局限性，本项目采用余风量与压差控制相结合的控制方法对房间压差进行控制。
本项目典型房间布置了变风量排风柜、万向排风罩、工艺排风罩和房间辅助排风等排风点。其中，变风量排风柜和房间辅助排风装置配置变风量控制阀，能够实时测量实际排风量；万向排风罩和工艺排风罩配置了双态定风量阀，使用时定风量运行，不使用时关闭排风。为了获知实际的排风量，在万向排风罩和工艺排风罩的排风总管上装设流量测量装置。上述排风点的总排风量通过网络总线实时传输至房间送风控制器。
房间送风装置配置变风量控制阀，接收实验室的实时总排风量信号和压差传感器测量的实验室与参照区域之间的实际压差信号。在日常实验过程中，排风柜柜门移动或工艺排风罩开/关等引起总排风风量变化时，房间送风变风量阀能同步获知，根据房间实际压差的变化及时调整送风量，保证房间压差恒定。下班后，实验室从日间工况切换至夜间工况，实验室的总排风量减少，房间送风变风量阀同步调整送风量，维持房间负压。
此外，房间送风变风量阀预设风量偏移限制。当实验室门瞬间开启引起实验室与参照区域之间连通，压差变为0时，房间送风量只能在偏移限制之内进行调整，避免出现送风量过低的情况。
三、房间压差控制注意事项
通过项目的调试以及后期运行跟踪，采用余风量与压差控制相结合的控制方法控制实验室的压差，当室内排风点排风量改变引起室内的总排风量变化，或室内工况切换引起总排风量变化时，送风量能够迅速调整，房间压差稳定。当实验室门打开时，送风量在预设风量偏移范围内调整，保证室内的送风量；当实验室门重新关上时，送风量相应调整，房间压差恢复至设定值。要实现稳定的房间压差控制，需关注如下几个方面。
1.实验室密封性
实验室维持一定的负压，所需要的送/排风量差与实验室的泄漏面积成正比，提高实验室的密闭性可以降低送/排风量差，保证压差调试效果以及降低能耗。
采用密封性好的墙体以及减少实验室的门窗数量使房间压差控制更容易实现。此外，施工过程中需要特别注意门、窗和各种穿管与围护结构之间的固定和缝隙处理。
2.变风量调节阀实现闭环控制
通过送排风的联动控制，根据总排风量的变化调整送风量以维持房间的压差。排风柜变风量调节阀和房间辅助排风阀等变风量排风设备需要把实际排风量传输至送风阀，要求能够实测风量，实现闭环控制；房间送风阀根据控制指令调节送风量，同样需要实现闭环控制，保证送风量的准确。
3.成熟的控制系统
要实现稳定可靠的实验室房间压差控制，对系统所配置的控制设备具有较高要求。典型实验室中，变风量排风柜风量变化，实验室具有不同的排风工况，房间总排风量不确定。房间压差控制设备应具有控制精度高以及响应速度快的特点。控制精度的高低直接决定控制效果的好坏，而响应速度快可以避免局部排风变化引起的系统失衡，保证房间压差稳定。
四、结论与建议
单纯的余风量法和直接压差控制法在实验室房间压差控制的应用上均有相应的缺陷：余风量法在实验室泄漏面积发生变化的时候无法保证稳定的负压；直接压差控制法在实验室门打开时会出现送风量过小的危险。采用两者相结合的房间压差控制方法可以满足典型实验室配置特点以及日常使用需求。另外，为了达到房间压差控制效果，需要保证实验室具有良好的密封性，建议配置采用实测流量实现闭环控制的风量调节阀以及成熟的控制系统。
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