實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)工程

通風(fēng)系統(tǒng)完善的實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)該是環(huán)境和諧、安全、健康的工作場(chǎng)所，實(shí)驗(yàn)室噪音、房間的換氣次數(shù)、壓差、通風(fēng)柜有毒氣體殘留等都是值得關(guān)注的問(wèn)題，另外，樣品室和試劑室也應(yīng)考慮有通排風(fēng)設(shè)備，以免樣品帶來(lái)的異味影響環(huán)境；一個(gè)現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)設(shè)計(jì)新風(fēng)系統(tǒng)；新風(fēng)口（包括空調(diào)送風(fēng)口）的位置應(yīng)避免冷熱空氣直接吹響操作者，更要注意的是，應(yīng)避免其對(duì)生物安全柜、通風(fēng)柜和排風(fēng)罩等局部排風(fēng)裝置的吸入氣流產(chǎn)生橫向干擾。

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求：

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)設(shè)備（特別是通風(fēng)柜）是有一定標(biāo)準(zhǔn)和要求的，拋開(kāi)設(shè)備因素不談，單純從實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)計(jì)上考慮，實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要考慮以下幾個(gè)主要因素:
（1）保證實(shí)驗(yàn)室的安全性，保證一定數(shù)量的換氣次數(shù)

（2）解決實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)負(fù)壓的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)控制

（3）在滿足換氣次數(shù)和全新風(fēng)條件下，控制能耗

（4）系統(tǒng)的可靠性

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)計(jì)主要采用以下步驟和方案

（1）實(shí)驗(yàn)室根據(jù)工藝要求和功能布置選擇一定數(shù)量的通風(fēng)柜，有的還兼有部分局部排風(fēng)罩。通常校核下來(lái)?yè)Q氣次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于10次，一般在20-30次以上，滿足換氣次數(shù)要求。但是此換氣次數(shù)是按照通風(fēng)最大開(kāi)啟面積計(jì)算的通風(fēng)量，根據(jù)資料和經(jīng)驗(yàn)表明100臺(tái)通風(fēng)柜99%的時(shí)間只有18個(gè)或更少的人在使用，故還應(yīng)校核通風(fēng)柜最小開(kāi)啟面積時(shí)的通風(fēng)量和換氣次數(shù)，若小于換氣次數(shù)要求，則增加綜合排風(fēng)系統(tǒng)。

（2）實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)采用全新風(fēng)系統(tǒng)，通風(fēng)柜的排氣不在室內(nèi)循環(huán)，由于實(shí)驗(yàn)室要求房間相對(duì)其他輔助區(qū)域?yàn)樨?fù)壓，所以實(shí)驗(yàn)室的新風(fēng)量設(shè)計(jì)為排風(fēng)量的70﹪-80﹪，另外20﹪-30﹪的新風(fēng)送至實(shí)驗(yàn)室輔助房間、辦公、管理用房、內(nèi)走道等，再由門(mén)窗縫隙補(bǔ)充到房間。

（3）通風(fēng)柜的風(fēng)量平衡可以采用定風(fēng)量控制系統(tǒng)，即排風(fēng)量恒定，送風(fēng)量和門(mén)窗縫隙補(bǔ)充風(fēng)量恒定。此方法適用于最大排風(fēng)量滿足最小換氣次數(shù)要求的實(shí)驗(yàn)室。

（4）對(duì)于排風(fēng)量遠(yuǎn)大于最小通風(fēng)量要求的房間還可以采用兩段式通風(fēng)控制系統(tǒng)保證風(fēng)量平衡，即根據(jù)通風(fēng)柜的位移信號(hào)，排風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)有2種送風(fēng)工況，低風(fēng)量工況應(yīng)用于維持最小換氣次數(shù)的要求，節(jié)約能耗。此情形藥檢所采用了變風(fēng)量控制系統(tǒng)。通風(fēng)柜風(fēng)量變化時(shí)，排風(fēng)量也會(huì)相對(duì)變小，此時(shí)要求放置在屋頂?shù)呐棚L(fēng)機(jī)隨著通風(fēng)柜柜門(mén)的位置變化而變頻，降低風(fēng)量，保證通風(fēng)柜面風(fēng)速恒定。同時(shí)自控系統(tǒng)改變?nèi)嘛L(fēng)風(fēng)機(jī)的頻率，降低風(fēng)量，維持負(fù)壓平衡。變風(fēng)量系統(tǒng)可以降低系統(tǒng)能耗。系統(tǒng)最大、最小換氣次數(shù)接近則考慮采用定風(fēng)量系統(tǒng)，使得系統(tǒng)簡(jiǎn)單，降低初投資。

（5）實(shí)驗(yàn)室壓力控制和最小通風(fēng)量的控制除了設(shè)備選型因素以外，實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)是關(guān)鍵因素，要保證系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間要足夠短（<1秒），通風(fēng)系統(tǒng)不平衡會(huì)導(dǎo)致通風(fēng)柜排風(fēng)和捕捉能力散失，氣流流出實(shí)驗(yàn)室，建筑物內(nèi)壓力不穩(wěn)定。
實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)參數(shù)：

一、實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、通風(fēng)換氣量可根據(jù)房間的換氣次數(shù)來(lái)確定，實(shí)驗(yàn)室的換氣次數(shù)取每小時(shí)10-12次，特殊情況可以相應(yīng)增大。[房間通風(fēng)一般選擇500×500的吸收罩為通風(fēng)末端設(shè)備，每個(gè)通風(fēng)罩通風(fēng)量可達(dá)到600 m3/h，房間的長(zhǎng)×寬×高×10（換氣次數(shù)）=房間每小時(shí)的通風(fēng)量，然后房間每小時(shí)的通風(fēng)量除以600來(lái)確定通風(fēng)罩的數(shù)量，支、干管風(fēng)速按照6m/s計(jì)算]

2、通風(fēng)柜支管風(fēng)速為6-10m/s（計(jì)算時(shí)一般選擇10m/s），特殊情況可超過(guò)10m/s，但不宜超過(guò)12m/s；干管風(fēng)速為10-14m/s（計(jì)算時(shí)一般選擇10m/s，如果管道比較長(zhǎng)選擇12m/s，如果風(fēng)量大選擇14m/s）。

3、通風(fēng)柜面風(fēng)速一般控制在0.375-0.75m/s之間，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)一般取0.5m/s，最佳面風(fēng)速為0.508m/s。（測(cè)量面風(fēng)速時(shí)，一般將拉門(mén)拉至5cm高度測(cè)量，風(fēng)速達(dá)到0.3-0.5 m/s即算合格，如果拉門(mén)高度過(guò)大時(shí)，測(cè)量拉門(mén)下方5cm高度處風(fēng)速，也可合格）。

通風(fēng)柜的危險(xiǎn)等級(jí) 平均面風(fēng)速（m/s） 最低面風(fēng)速（m/s） 

      高                          0.622-0.75m/s      0.5m/s 

      中                          0.5m/s                  0.4 m/s 

      低                          0.375-0.4m/s        0.25m/s 

4、室外噪聲應(yīng)控制在70dB（A），實(shí)驗(yàn)室內(nèi)噪聲應(yīng)控制在55dB（A），（室內(nèi)噪聲GB60分貝超標(biāo)，室外噪音大約為75分貝）。風(fēng)機(jī)的噪聲可以分為本身的機(jī)械噪聲（此噪聲主要由風(fēng)扇質(zhì)量不同引起）和風(fēng)聲（為主要噪聲）。在風(fēng)機(jī)功率不大的情況下，可通過(guò)在風(fēng)機(jī)上方加防雨罩來(lái)消除風(fēng)聲，在使用大功率風(fēng)機(jī)時(shí)一般在風(fēng)機(jī)進(jìn)出口加消聲器來(lái)消除風(fēng)聲，機(jī)械噪聲主要靠建隔音墻、小黑屋或在風(fēng)機(jī)進(jìn)出口加軟接頭來(lái)解決，減振的主要方法為風(fēng)機(jī)底座做成減振底座并安裝減振器或加裝減振墊。

5、通風(fēng)量（Q）=表面風(fēng)速（vs）×通風(fēng)柜開(kāi)口面積。電子調(diào)風(fēng)閥的作用是通過(guò)調(diào)節(jié)每臺(tái)通風(fēng)柜的風(fēng)管半徑來(lái)調(diào)節(jié)每臺(tái)通風(fēng)柜的通風(fēng)量，來(lái)達(dá)到當(dāng)通風(fēng)柜開(kāi)口面積變化時(shí)保持表面風(fēng)速不變。

6、排風(fēng)量（Q）=表面風(fēng)速（vs）×通風(fēng)柜開(kāi)口面積。變頻系統(tǒng)的作用是改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)改變風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量，當(dāng)一套通風(fēng)系統(tǒng)中只有少量幾臺(tái)通風(fēng)柜工作時(shí)，變頻系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量，從而保證通風(fēng)柜的面風(fēng)速恒定。變頻系統(tǒng)和調(diào)風(fēng)閥的作用類似，但如果只使用調(diào)風(fēng)閥，則當(dāng)一套通風(fēng)系統(tǒng)中只有少量幾臺(tái)通風(fēng)柜工作時(shí)，風(fēng)機(jī)仍然以最高轉(zhuǎn)速工作，而使用變頻系統(tǒng)后，調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可節(jié)省能源。

二、實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)管路設(shè)計(jì)

1、確定每個(gè)系統(tǒng)包括多少通風(fēng)柜，再根據(jù)每個(gè)系統(tǒng)包括通風(fēng)柜的數(shù)量確定系統(tǒng)的大致通風(fēng)量（每臺(tái)1200mm的通風(fēng)柜設(shè)計(jì)風(fēng)量為1300 m3/h，每臺(tái)1500mm的通風(fēng)柜設(shè)計(jì)風(fēng)量為1700 m3/h，每臺(tái)1800mm的通風(fēng)柜設(shè)計(jì)風(fēng)量為2100 m3/h，每臺(tái)原子吸收罩的設(shè)計(jì)風(fēng)量為600m3/h，每臺(tái)萬(wàn)向排煙罩的設(shè)計(jì)風(fēng)量為250或300 m3/h），然后選擇通風(fēng)量稍大于系統(tǒng)通風(fēng)量的風(fēng)機(jī)。

2、計(jì)算通風(fēng)過(guò)程中損失的壓力：?jiǎn)闻_(tái)通風(fēng)柜系統(tǒng)阻力約80-100Pa，一般1m的管道損失5-6Pa，一個(gè)彎頭損失40-50Pa，風(fēng)機(jī)出口和抽風(fēng)口各損失60Pa，消聲器損失50Pa，然后根據(jù)所計(jì)算出的風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量和壓力在圖表曲線中選擇合適的風(fēng)機(jī)（在計(jì)算過(guò)程中只計(jì)算最遠(yuǎn)端通風(fēng)柜的壓差，然后留200-300Pa的余量）。

3、然后根據(jù)通風(fēng)量=風(fēng)管截面×管內(nèi)風(fēng)速來(lái)計(jì)算風(fēng)管半徑（支管根據(jù)通風(fēng)柜尺寸選擇315mm）。

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)規(guī)劃要素：

1、安全

安全要素能夠保證實(shí)驗(yàn)室內(nèi)操作人員安全，以及保證實(shí)驗(yàn)室周邊環(huán)境安全。各國(guó)關(guān)于實(shí)驗(yàn)室安全都有較為細(xì)致的標(biāo)準(zhǔn)，而安全也是實(shí)驗(yàn)室最為重要的目的之一。

為了保證實(shí)驗(yàn)室內(nèi)操作人員安全，我們需要對(duì)各種實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的氣流準(zhǔn)確控制，例如常用的通風(fēng)柜，生物安全柜，萬(wàn)向抽氣罩以及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)備當(dāng)中的動(dòng)物籠架等，其控制的目的是保證明驗(yàn)當(dāng)中產(chǎn)生的有毒有害氣體不會(huì)溢出而危及人員安全，關(guān)于實(shí)驗(yàn)室周邊環(huán)境安全的保證，則通常是經(jīng)過(guò)保證實(shí)驗(yàn)室的負(fù)壓來(lái)完成的。
2、壓力控制

通常的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室都要求保證實(shí)驗(yàn)室負(fù)壓，防止實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的毒害氣體流入臨近的辦公區(qū)域，形成穿插污染。

3、節(jié)能

節(jié)能成了實(shí)驗(yàn)室管理者十分關(guān)懷的一個(gè)內(nèi)容，通常的商用建筑物，為了節(jié)約能耗，采用的僅僅是15%的新風(fēng)，而且建筑物是每周5天，每天10小時(shí)運(yùn)作，而關(guān)于實(shí)驗(yàn)室，采用的常常是100%全新風(fēng)，每周7天，每天24小時(shí)運(yùn)作，因而能耗宏大，必需在保證平安的前提下，盡量降低能耗。

4、溫馨

保證實(shí)驗(yàn)室適宜并且穩(wěn)定的溫濕度，氣流穩(wěn)定無(wú)異味，為實(shí)驗(yàn)室的工作人員提供一個(gè)溫馨的工作環(huán)境，以進(jìn)步工作效率。

5、易維護(hù)

過(guò)于復(fù)雜的系統(tǒng)，常常需求定期維護(hù)，維護(hù)程序復(fù)雜并且費(fèi)用高，所以一個(gè)良好的控制系統(tǒng)應(yīng)該盡量簡(jiǎn)單牢靠，維護(hù)簡(jiǎn)單或者不需定期維護(hù)。

6、便當(dāng)日后的改造或擴(kuò)建。

控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量思索日后的改造和擴(kuò)建，使得通風(fēng)柜等設(shè)備的更新、移位、增加，實(shí)驗(yàn)室壓力極性的變換等盡量簡(jiǎn)單。

通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管風(fēng)機(jī)安裝要求：

1、管道焊接必須熟焊、焊接工藝平整、接口大小方正一致；主管彎頭內(nèi)徑應(yīng)≥直徑500mm,在距離不夠的地方可以采用扁形管道進(jìn)行連接，但變徑管道尺寸必須大于管道面積的1.5倍以上。

2、管道架接必須盡量減少?gòu)濐^、低流速等現(xiàn)象，吊桿、吊架固定水平、垂直、緊固，管道接口密封，外墻管與室內(nèi)管道接口時(shí)應(yīng)低于室內(nèi)管道，防止雨水回流現(xiàn)象，室內(nèi)管道吊裝要井然有序。

3、通風(fēng)機(jī)安裝時(shí)在進(jìn)風(fēng)口采用軟連接，應(yīng)大于管徑的2-3倍，管道長(zhǎng)度應(yīng)≥大頭口徑的直徑數(shù)據(jù)；出風(fēng)口必須附加防雨罩，電機(jī)外露時(shí)應(yīng)附加電機(jī)防雨罩。

4、電機(jī)運(yùn)行調(diào)試前必須用專用儀器檢測(cè)三相電源輸入、輸出是否正常，其它電線是否有外露現(xiàn)象，如果開(kāi)啟電源后電機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的應(yīng)立即切斷電源查明原因后方可再次運(yùn)行。