實驗室通風柜系統(tǒng)設計方案

1、通風柜的功能和應用場合

通風柜最主要的功能是將實驗操作時產生的各種有害氣體、水蒸汽、氣味、余熱等，控制在通風柜內并排至室外，達到為了保護使用者的安全，防止實驗中的污染物質向實驗室擴散的目的。通風柜在各種生化和理化實驗室中有著非常廣泛的應用，在保護實驗樣品的純度、保證實驗結果的準確、維護實驗室環(huán)境的清潔、改善勞動衛(wèi)生條件和提高工作效率等方面，發(fā)揮著至關重要的作用。通風柜可用于理化實驗室和生物實驗室，也可以用于潔凈實驗室，但不適用于生物安全三級和四級實驗室。

2、通風柜的性能

通常以3個參數衡量通風柜的性能：捕捉效率、抑制效率和排除有害氣體的效率。良好的捕捉效率可以通過2個途徑來獲得，首先是保持通風柜開口合理的面風速，其次是合理布置通風柜。合理的通風柜柜體設計以及保持通風柜開口合理的面風速是獲得較高抑制效率的關鍵。排除有害氣體的效率則是通過室外排放口的高度和適當風速來達到。

2.1設計原則

通風柜在工作場所的配置數量依實驗研究類型而定，差別較大。一般在研究所和大學的配置是，化學研究實驗室按每位研究者l臺通風柜，生物學研究實驗室6～10位研究者共用1臺通風柜，物理學實驗室可能整個部門設1臺通風柜。應根據實驗性質和實驗室工藝要求，選擇通風柜類型，確定通風柜數量。綜合考慮各項因素，確定通風柜排風系統(tǒng)和補風系統(tǒng)形式，確定通風機房和通風豎井的位置。應以安全、實用、有效、經濟為原則，使有害氣體在盡快就近排走，不至污染環(huán)境和操作者，并使實驗中的氣態(tài)污染物全部控制在通風柜以內。

應與工藝和建筑專業(yè)結合，合理確定通風柜在實驗室的位置。通風柜應設置在受氣流干擾少的地方，盡量遠離門口、送風口和人員頻繁往來的通道，避免無組織氣流對通風柜排風流場形成干擾；同時，也應遠離精密儀器，避免通風柜排風影響儀器操作。根據BS7258標準，通風柜平行于穿堂風時，其前端距門邊應保持1m的距離；通風柜垂直于穿堂風時，其近端距門邊應保持1m的距離，相向布置的通風柜之間應保持3m的凈距。應根據建設項目環(huán)境影響評價報告書及其審批意見，以及污染氣體成分，確定需要采取的廢氣處理措施，選擇處理設備，并滿足排放口的設置要求。

例如，法國標準XPX15-203要求排放口至少高出房頂3m；或者至少是建筑高度的125%。我國《全國民用建筑工程設計技術措施：暖通空調•動力》規(guī)定：查措施。合理布置風管，盡量縮短管道長度，減少風管阻力，降低風機功率和噪聲。由于實驗時常常有水蒸汽或試劑蒸發(fā)到排風中，在嚴寒和寒冷地區(qū)冬季的排風管中會出現冷凝現象，因此，水平排風管宜設坡度29/00～3‰，并盡量避免風管上、下翻彎，以免冷凝液積聚；必要時應在排風管和排風機最低點分別設置帶手動密閉閥的泄水管。合理選擇和布置排風機。排風機選擇和布置應考慮以下因素：

（1）首先排風機材質應耐腐蝕，一般應選擇離心風機，使電動機置于排風氣體以外。

（2）考慮施工和今后實驗室變化的可能性，風機風量和壓頭均要考慮一定的余量。

（3）為減少噪聲和振動，風機的轉速不應高于1450r/min。

合理確定風機安裝位置，風機位置應考慮以下因素：

①由于風機的噪聲和振動，其安裝地點應盡量遠離對噪聲和振動有限制的房間，并相對集中布置；便于安裝和維護。

②風機盡量布置在機房內，尤其是在嚴寒和寒冷地區(qū)，既便于隔聲減振，又可防凍。

③排風機盡量布置在靠近排放口處，如頂層或屋頂，使室內的排風管道保持負壓，避免漏風對風管穿越的其它房間產生不利影響。

④確定通風柜排風系統(tǒng)和補風系統(tǒng)的控制方式。空調房間應考慮房間壓力控制，并與整個實驗樓的樓宇控制系統(tǒng)相結合。

2.2系統(tǒng)設計

2.2.1面風速的確定

目前，我國沒有國家標準和規(guī)范對于通風柜面風速做出明確規(guī)定，工程設計通常按照設計手冊的推薦值，或者甲方和工藝要求確定。

2.2.2廢氣處理

通常理化實驗會采用多種試劑，通風柜的排風中氣體成分復雜且多變，有害物濃度不高，一般能夠直接排放。只有在一些特殊情況下需要進行排風處理。

（1）實驗中大量使用高濃強酸、強堿時，可以采用廢氣凈化塔，以酸堿中和的原理處理排風。

（2）實驗中使用放射性核元素時，排風應經過高效空氣過濾器處理后排放。

（3）實驗中使用氨或實驗產物含有氨、惡臭或痕量致癌物時，排風應經過活性炭過濾后排放。用于吸附氣態(tài)物質時應選擇粒狀活性炭，其四氯化碳的活性應高于60%。

（4）通風柜內做標記實驗時，排風口應設除碘過濾裝置。

（5）通風柜做含汞實驗時，排風口應設高錳酸鉀和次氯酸鈉溶液吸收裝置或載硫活性炭吸附后排放。

2.2.3通風柜與房間共用排風系統(tǒng)的特點是：

（1）通過位移傳感器直接控制變頻器，風管內不裝傳感器，避免了傳感器被腐蝕和污染，在較低成本下實現變風量控制。

（2）通過玻璃門的升降直接調整排風量，控制簡單。

（3）節(jié)能效果好，小風量排風時既可省電，又可減少冷、熱量損失。

（4）低速排風時，室內外噪聲降低。

（5）通風柜柜門半開至全開時面風速約為0.5m/s，柜門開啟高度小于300mill時面風速約為1m/s，風速增大。面風速不穩(wěn)定。