、實驗室通風的目的和要求

實驗室通風與舒適性空調(diào)系統(tǒng)的通風設計要求不同，主要目的是提供安全、舒適的工作環(huán)境，減少人員暴露在危險空氣下的可能。通風主要解決的是工作環(huán)境對實驗人員的身體健康和勞動保護問題。 實驗室通風要求新風全部來自室外，然后100%排出室外，通風柜的排氣不在室內(nèi)循環(huán)?；瘜W實驗室換氣要求每小時8-12次，物理實驗室每小時6-8次，實驗室無人時換氣可減少為6次。實驗室通風柜設計數(shù)量要足夠，并且不作為唯一的室內(nèi)排風裝置，儀器室或產(chǎn)生危險物質(zhì)的儀器上方設局部排風系統(tǒng)。實驗室的補風一部分來自空調(diào)系統(tǒng)直接送入實驗室的新風，這部分新風根據(jù)實驗室排風量的變化而變化；另一部分通過空調(diào)系統(tǒng)送入非實驗室區(qū)域的走道、房間再通過實驗室的門縫補給。實驗室的負壓通過送、排風風量和送排風口的布置來實現(xiàn)，氣流組織從辦公、管理用房、內(nèi)走道、到產(chǎn)生危險物質(zhì)的實驗房間。通風柜的位置布置在遠離空氣流動、紊流大的地方，遠離行走區(qū)域和空氣新風區(qū)。新風從遠離通風柜的地方引入，空氣流動路徑遠離通風柜。

二、通風柜的類別

建設現(xiàn)代化的實驗室是個綜合的系統(tǒng)工程。在裝備各種儀器設備及其配套設施的同時，既要考慮供電、給水、排水、送風、排風、凈化、排污等要求，還要考慮到對人員、物體、周邊環(huán)境的安全性，噪音、異味、視覺環(huán)境的舒適性，儀器設備的可操作性、功能性，以及信息處理的便捷性。 因此，現(xiàn)代化的實驗室必須有最佳的設計和高品質(zhì)的設備去滿足。在現(xiàn)代化實驗室設備中有通風柜、中央實驗臺、邊臺、藥品柜、器皿柜、氣瓶柜等，其中通風柜在生化實驗室設備中擔負著十分重要的功能，是必不可少的設備。因此，選擇通風柜是實驗室建設中的重要問題，必須引起足夠的重視。

通風柜按照排風方式分類：分為上部排風式、下部排風式和上下同時排風式三類。為保證工作區(qū)風速均勻，對于冷過程的通風柜應采用下部排風式，對于熱過程的通風柜采用上部排風式，對于發(fā)熱量不穩(wěn)定的過程，可在上下均設排風口隨柜內(nèi)發(fā)熱量的變化調(diào)節(jié)上下排風量的比例，從而得到均勻的風速。

通風柜按照進風方式分類也分三類。通過室內(nèi)進風在柜內(nèi)循環(huán)后排出室外稱為全排風式，這是應用非常廣泛的一種類型。當通風柜設置于采暖或?qū)貪穸扔锌刂埔蠓块g時，為節(jié)省采暖，空調(diào)能耗，采用從室外取補給風在柜內(nèi)循環(huán)后排出室外的方式稱為補風式通風柜。再一種就是變風量控制式的通風柜。普通的定風量系統(tǒng)需要人工調(diào)整固定葉片的風閥，調(diào)節(jié)通風柜的排風量，當調(diào)節(jié)閥門到某一角度時達到希望的面風速。變風量控制是通過調(diào)節(jié)閥門的傳感器改變風量達到給定的面風速，當然標準式成本低、變風量成本高，適用于要求精度高的場合。

通風柜按照使用狀態(tài)分類可分為整體式下部開放式、落地式、兩面式、三面玻璃式、桌上式、連體式以及根據(jù)不同實驗使用需要而設計的對放射性實驗的、對合成實驗的，對過氯酸實驗的專用通風柜。

三、通風柜的主要功能

通風柜的功能中最主要的是排氣功能，在化學實驗室中，實驗操作時產(chǎn)生各種有害氣體、臭氣、濕氣以及易燃、易爆、腐蝕性物質(zhì)，為了保護使用者的安全，防止實驗中的污染物質(zhì)向?qū)嶒炇覕U散，在污染源附近要使用通風柜。以往通風柜使用臺數(shù)較少，只在特別有害且危險的氣體及產(chǎn)生大量熱的實驗中使用。

通風柜只擔負實驗臺的輔助功能。近年來考慮到改善實驗環(huán)境，在實驗臺上進行的實驗逐漸轉移到通風柜內(nèi)，這就要求在通風柜里要有最適于設備使用的功能。新建的實驗室設計有空調(diào)，因此通風柜的使用臺數(shù)必須納入空調(diào)系統(tǒng)的計劃。由于通風柜在生化實驗室中占有非常重要的位置，從改善實驗室環(huán)境、改善勞動衛(wèi)生條件，提高工作效率等方面考慮，通風柜的使用臺數(shù)日益增多。隨之而來的是通風管道，配管、配線、排風等都成為實驗室建設的重要課題。使用通風柜的最大目的是排出實驗中產(chǎn)生的有害氣體，保護實驗人員的健康，也就是說要有高度的安全性和優(yōu)越的操作性，這就要求通風柜應具有如下功能：

（1）釋放功能：應具備將通風柜內(nèi)部產(chǎn)生的有害氣體用吸收柜外氣體的方式，使其稀釋后排至室外的機構。

（2）不倒流功能：應具有在通風柜內(nèi)部由排風機產(chǎn)生的氣流將有害氣體從通風柜內(nèi)部不反向流進室內(nèi)的功能。為確保這一功能的實現(xiàn)，一臺通風柜與一臺通風機用單一管道連接是最好的方法，不能用單一管道連接的，也只限于同層同一房間的可并聯(lián)，通風機盡可能安裝在管道的末端（或屋頂處）。

（3）隔離功能：在通風柜前面應具用不滑動的玻璃視窗將通風柜內(nèi)外進行分隔。

（4）補充功能：應具有在排出有害氣體時，從通風柜外吸入空氣的通道或替代裝置。

（5）控制風速功能：為防止通風柜內(nèi)有害氣體逸出，需要有一定的吸入速度。決定通風柜進風的吸入速度的要素有：實驗內(nèi)容產(chǎn)生的熱量及與換氣次數(shù)的關系。其中主要的是實驗內(nèi)容和有害物的性質(zhì)。通常規(guī)定，一般無毒的污染物為0.3―0.4m/s，有毒或有危險的有害物為0.4―0.5m/s ，劇毒或有少量放射性為0.5―0.6m/s ,氣狀物為0.5m/s 。為了確保這樣的風速,排風機應有必要的靜壓，即空氣通過通風管道時的摩擦阻力。確定風速時還必須注意噪音問題,通過空氣在管道內(nèi)流動時以7―10m為限，超過10m將產(chǎn)生噪音，通常實驗室的噪聲（室內(nèi)背景噪聲級）限制值為70dB（A），增加管道裁面積會降低風速，也就降低噪音，考慮到管道的經(jīng)費和施工問題，必須慎重選擇管道及排風機的功率。

（6）耐熱及耐酸堿腐蝕功能：通風柜內(nèi)有的要安置電爐，有的實驗產(chǎn)生大量酸堿等有毒有害氣體具有極強的腐蝕性。通風柜的臺面，襯板、側板及選用的水咀、氣咀等都應具有防腐功能。

四、氣體排放處理

由于實驗室氣體排放中存在著很多有毒和酸堿腐蝕性極強的氣體，所以在排入大氣前要對氣體進行過濾處理，通常情況下：酸性氣體選用立式酸霧塔；有毒和有機氣體選用光學催化凈化箱。兩種設備分別安裝在排風系統(tǒng)末端，立式酸霧塔安裝在風機的正壓段，光學催化凈化箱安裝在風機 負壓段。動物房的氣體經(jīng)過初效和中效過濾后，直接排入大氣，但在排風口處做高壓噴射流處理， 噴射高度在3米以上。

五、實驗室通風系統(tǒng)設計方法

綜上所述，實驗室通風系統(tǒng)對設備（特別是通風柜）是有一定標準和要求的。拋開設備因素，單純從系統(tǒng)設計上考慮，實驗室通風空調(diào)系統(tǒng)的設計要考慮以下幾個主要因素：

（1）保證實驗室的安全性，保證一定數(shù)量的換氣次數(shù)；

（2）解決實驗室通風系統(tǒng)負壓的設計和系統(tǒng)控制；

（3） 在滿足換氣次數(shù)和全新風條件下，控制能耗。

（4）系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

六、結論

本文介紹了實驗室通風設計的目的，實驗室通風柜的的要求和功能，排放氣體的處理方法和實驗室通風系統(tǒng)設計方法。實驗室的通風設計首要解決的問題是安全性問題，通風柜的捕捉集塵能力要符合一定的標準和規(guī)定，氣流方向為流向?qū)嶒炇?，實驗室要隨時保持負壓。實驗室通風設計還要考慮到為實驗人員創(chuàng)造一個舒適的工作環(huán)境，解決溫度、氣流、噪音的問題，同時要保證最低的能源消耗，系統(tǒng)穩(wěn)定，容易控制，易于操作管理。簡而言之就是要從安全、舒適、節(jié)能、可靠 運行方面進行設計。