技術設計是根據已經得到批准的初步設計而編制的更精確、更完備、更具體的檔案和圖紙。初步設計是按照設計任務書的內容，對設計的工程項目提出基本的技術決策，確定基本的技術經濟指標，並擬出工程概算的檔案和圖紙。技術設計要確定初步設計中所採取的工藝過程、建築物和構築物、校正設備的選擇及其數量的誤差、確定建設規模和技術經濟指標，並作出修正概算的檔案和圖紙。
基本介紹
- 中文名：技術設計
- 對應：定型階段
- 特點：確定零部件結構、尺寸
- 所屬：合理性、工藝性、經濟性
簡介,內容,綜合科考船實驗室環控通風技術設計,科考船實驗室,實驗室通風系統的設計,
簡介
技術設計是產品的定型階段。它將對產品進行全面的技術規劃，確定零部件結構、尺寸、配合關係以及技術條件等等。技術設計是產品設計工作中最重要的一個階段，產品結構的合理性、工藝性、經濟性、可靠性等，都取決於這一設計階段。
內容
技術設計的目的，是在已批准的技術任務書的基礎上，完成產品的主要計算和主要零部件的設計。
1）完成設計過程中必須的試驗研究（新原理結構、材料元件工藝的功能或模具試驗），並寫出試驗研究大綱和研究試驗報告。
2）作出產品設計計算書（如對運動、剛度、強度、振動、熱變形、電路、液氣路、能量轉換、能源效率等方面的計算、核算）；
3）畫出產品總體尺寸圖、產品主要零部件圖，並校準；
4）運用價值工程，對產品中造價高的、結構複雜的、體積笨重的、數量多的主要零部件的結構、材質精度等選擇方案進行成本與功能關係的分析，並編制技術經濟分析報告；
5）繪出各種系統原理圖（如傳動、電氣、液氣路、聯鎖保護等系統）；
6）提出特殊元件、外購件、材料清單；
7）對技術任務書的某些內容進行審查和修正；
8）對產品進行可靠性、可維修性分析。
技術設計應經過企業總工程師審批，然後轉入下一個設計階段。若為用戶訂貨的非標準產品，還應徵求用戶意見並取得用戶的同意。
綜合科考船實驗室環控通風技術設計
科考船實驗室
1、實驗室標準
隨著國家對科研領域的加大投入，大學、研究所以及相關企業也加快了實驗室的建設步伐，對實驗室的特性和特點進行較為深入的研究，制定多個規範和標準，如 ：JGJ91-93《科學實驗建築設計規範》、JB/T6412-1999《排風櫃》、JBJ10-96《機械工廠採暖通風與空氣調節設計規範》、JG/T222-2007《實驗室變風量排風櫃》、HG/T20698-2009《化工採暖通風和空氣調節設計規範》、JG/T385-2012《無風管自淨型排風櫃》、GB50346-2011《生物安全實驗室建築技術規範》、GB19489-2004《實驗室通用技術要求》以及 GB19489-2008《實驗室 生物安全通用要求》等，國家也專門成立中國實驗室國家認可委員會和國家認證認可監督管理委員會實驗室部等進行監督管理認證。而船舶方面，只有在 1994 年發布的 CB/T3470-94《海洋調查船專用艙室及其設施的設定要求》中提及到實驗室，把實驗室作為專用艙室一種，但只是把海洋調查船作為一個平台，提出實驗區域所必需的面積和必要的家具，而沒有提出如何建設具有安全環境實驗室的概念。因為沒有實驗科學家的介入，暖通設計人員的認識停留在只要滿足室內溫度和濕度的環境條件即可，對實驗人員的自身環境安全保護並沒有足夠重視。
2、實驗室通風系統要求
實驗室的安全很大程度上取決於通風系統的設定，ASHRAE 設計手冊對實驗室的空調通風設計提出相當詳細的要求，其中需要考慮以下因素 ：
（1）實驗室內外的溫濕度條件 ；
（2）過程和整體的空氣品質（包括送、排風的過濾、吸附等處理）；
（3）實驗設備和實驗過程的發熱量（包括顯熱和潛熱）；
（4）最小換氣次數 ；
（5）設備和工藝排風量 ；
（6）進、排風的風口位置 ；
（7）排風設備類型、捕捉速度和利用率 ；
（8）設備和電源的應急備用 ；
（9）報警要求 ；
（10）通風櫃的尺寸和數量的變化調整 ；
（11）內部負荷的可能 / 預期增加 ；
（12）房間的壓差要求。
通過對近期建造的船用實驗室的學習、探討，認識到要設計好現代實驗室，實驗室的空調通風也是至關重要的。
3、實驗室的劃分
對於實驗室可作如下分類 ：
（1）按《海洋調查船專用艙室及其設施的設定要求》，實驗室可分為“乾實驗室”、“半乾實驗室”和“濕實驗室”；
（2）按實驗性質分類，一般分為生物實驗室、化學實驗室、動物實驗室和物理實驗室。《海洋調查船專用艙室及其設施的設定要求》中，著眼點在於科考船作為平台需要提供必要的實驗場所，規定此類實驗室的面積、裝潢、家具以及一般環境溫度要求 ；但對於保障實驗人員的安全環境——通風要求，則並沒有予以具體規定。按實驗性質分類進行通風設計，可以更好地提供一個安全舒適的環境給科研人員，這也是實驗室通風系統設計的首要目標。為了更好地設計實驗室通風系統，設計者必須深入了解、認真研究實驗室的特點、實驗對象、特性以及設計標準。
實驗室通風系統的設計
科學實驗室通風系統的設計，按以下幾方面因素考慮。
1、 實驗室的通風量計算
實驗室的通風量選取，國內外差異較大，國內實驗室較多採用循環通風，換氣次數一般有12~15h-1；而國外常規採用直流式空調送風，因為能耗大，所以新風換氣次數的取值是非常有講究的，從 2~10h-1有不同的選擇。如果新風換氣次數為 3h-1，空調負荷可能增加 30% 以上，當新風換氣次數為 6h-1時，空調負荷可能增加到 100%。實驗室總的換氣次數可由以下最大的一項確定：
（1）實驗室排風設備總的排風量 ；
（2）滿足實驗室溫度要求所需的換氣次數 ；
（3）最小換氣次數要求。
一般在實驗室的性質、大小確定以後，根據內部所設的排風櫃或集氣罩的排風量與實驗室的換氣次數確定總的通風量，排風櫃的通風量可按以下公式計算：L= 3600×F×V×β。
式中 ：
F為排風櫃開口面積，m2；
V為排風櫃開口面風速，m/s ；
β為安全係數，1.1~1.2。
在所有排風量確定之後，將計算值與換氣次數計算值進行比較，選取較大的數值在開口面風速0.25~0.40 m/s時，排風櫃可以保證充足的氣流抑制，雖然抑制性能會有所波動。當開口面風速在0.40~0.50 m/s時，排風櫃可有效抑制氣流。這個進口風速範圍適用於大多數實驗室的化學通風櫃。0.50~0.60 m/s進口風速的氣流抑制效果與在0.40~0.50 m/s時相差不大，但運行成本卻顯著提高。而0.60~0.75 m/s的進口風速可使多數通風櫃在此範圍內達到高效的氣流抑制，但其效果相對於0.40~0.50 m/s和0.50~0.60 m/s並沒有本質改善，然而能耗卻會因此而大大提高;所以，一般不推薦使用。當進口風速>0.75 m/s時，大多數實驗室專家都認為該進口風速過高，可能會在通風櫃內引起紊流，從而導致櫃內毒害氣體溢出。當上述風量確定之後，則該實驗室通風系統的實際換氣次數也已確定。
2、實驗室氣流組織設計
由於實驗室內的操作者及其他設備物品的移動都會對通風櫃的安全性能產生影響，尤其當櫃門進口風速較低時，操作人員的影響可能會引起櫃門處氣流擾動，通風櫃對櫃內氣流的抑制能力會降低，從而產生相應的風險。同時，有了足夠的換氣量，並不一定能有效的排除室內有害氣體，只有在室內保證正確的氣流方向，才能使有害氣體順利排出，從而達到換氣目的。一般室內氣流方向的形成取決於進風口和排風口的位置，通過合理布置進、出風口的位置來保證有害氣體排出。
實驗室氣流組織的設計按 GB19489-2004《實驗室通用技術要求》，一般採用上送下排的形式，對於某些重要的實驗區域，則可以通過採用計算機模擬的手段來確定方案。實驗室有害空氣的排出主要通過排風櫃的集氣罩完成 ；排風櫃的安放位置不僅需要考慮實驗工藝流程，還需考慮氣流組織的形成，通常按下述原則安放 ：
（1）排風櫃的安放位置儘量離門 3 m 以上，不要靠近窗戶 ；
（2）排風櫃儘可能不要相鄰安放、不要面對主要人流通道 ；
（3）排風櫃的安放位置儘量不要靠近冷熱源，避免紊流。
3、通風控制系統設計
實驗室通風系統按風量控制劃分，有定風量、雙風量和變風量系統。一般定風量、雙風量系統控制比較簡單，在實驗室內設風機啟動按扭，根據需要直接啟動或停止風機 ；而變風量系統的控制既要考慮排風效果，又要保證房間內的壓差，送風、排風的控制是非常重要的。由於自動化控制技術的成熟和相關控制設備的成本下降，智慧型和節能讓目前新建的實驗室通風系統大多採用變風量系統。變風量通風系統的控制有如下特點 ：
（1）送排風機的相關控制，採用變頻風機，用壓差感測器或風量感測器通過調節變頻器調節控制風量的變化。
（2）排風末端設備的控制，在排風櫃的排風支管上設有風量控制閥，當排風櫃風量需要發生變化時，其風量控制閥將會迅速動作。
（3）實驗室的壓力控制，一般採用兩種方法，即壓差控制和多餘風量控制。前者通過壓差感測器測量控制區室內與相鄰區域的壓差，由控制器根據設定值調節送風量大小以達到所要求的壓差 ；後者是讓排風量與送風量之間始終保持一定的風量差，從而使得室內外維持一定的壓差。一般實驗室的壓力控制精度要求不高，可以直接採用壓差控制 ；壓力控制精度比較高的實驗室（如潔淨實驗室、生物安全實驗室）則適用於多餘風量控制的方法。實驗室空調通風系統的控制十分重要，涉及到室內溫度、相對濕度的穩定性和系統的節能，以及分別對保護室內工作人員和室外環境的設備的監測。
4、幾種特殊要求的實驗室設計
1）化學超淨實驗室
化學超淨實驗室有別於一般化學實驗室和超淨實驗室，需要同時考慮防腐和超淨兩個因素，如為了對海洋痕量金屬元素採樣提供潔淨工作空間，對樣品的分樣、預處理等，需要考慮該實驗室的溫濕度控制、壓力控制、潔淨度控制以及送風管路的無金屬化處理。另外，由於潔淨度要求較高，還需設定緩衝間，形成潔淨度和壓力的梯度控制。
2）溫控實驗室
為了達到大部分實驗的目的，溫控實驗室具有大範圍溫控的能力，一般為 2℃ ~28℃內可調，溫控精度 ±1℃。溫控設備必須滿足一年四季外部環境條件下，維持實驗室設定的恆溫要求。為了保證恆溫精度，換氣次數可能達到每小時幾十次，採用大風量風管系統導致設計、施工的難度非常大 ；同時低溫工況要求製冷系統則需要特殊設計。
5、實驗室通風系統的防火安全設計
實驗室通風系統的防火安全設計除必須滿足船級社規範、SOLAS 要求以外，有些場合需要特殊考慮，如 NFPA45 禁止在通風櫃的排風管道上安裝防火閥，目的是為了防止防火閥意外誤動作而導致實驗室通風櫃的排風管關斷，使有害氣體在實驗室積聚而引起實驗人員傷害或暴露。對於理化實驗室和生物安全實驗室均有此類危險，如何避免火災發生時實驗人員受到傷害，必須考慮採取另外的安全措施，如設定早期煙霧預警系統、CO 濃度探測和聲光報警裝置，設定生物型密閉閥等。
