藥品實驗室的（de）通風設（shè）計要求（qiú）

　　1.概（gài）述

　　本文介紹藥（yào）品（pǐn）實驗室通風（fēng）係統的特點和要求以及通風櫃的選（xuǎn）擇;介紹實驗室通風係統和空（kōng）調係統的設計方案選擇;介紹各檢測部門的（de）實驗室、儀器室和輔助用房的通風係統，並（bìng）針對不同實驗室通風係統進行分析和討論。

　　2.實驗室通風係統簡介

　　2.1 實驗室通風的目的和要求

　　實驗室通風與舒適性空調係統的通風設（shè）計（jì）要求不同，主要目的是提供安全、舒適的工作環境，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境對實驗人員（yuán）的（de）身體健康和勞動保護問題。

　　實驗室通風要求（qiú）新風全部來自室外，然後100%排出室外，通風櫃的排氣不（bú）在室內循環。化學實（shí）驗室（shì）換氣要求每小時大於（yú）10次，物理實驗室每小（xiǎo）時大於10次，實驗室無人時換氣可減少為6次。實驗室通風櫃設計數量要足夠，並且不作為唯一的（de）室內排風裝置（zhì），儀器室或產生危險（xiǎn）物（wù）質的儀器上方設局部排風係（xì）統。

　　實驗室的補風一部分來自（zì）空調係統直接送入實（shí）驗室的新風，這部分新風根據（jù）實驗室排風量的（de）變化而（ér）變化（huà）;另一部分通過空調（diào）係統送入非實驗室區域的走道、房（fáng）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，氣流組織從辦公、管理用房、內走道、到（dào）產生危險物質的實（shí）驗房間。通風（fēng）櫃的位置布置在遠離空氣流動、紊流大的地方，遠離行走區域和空氣新風區。新風從遠離通風櫃的地方引入，空（kōng）氣流（liú）動路徑遠離通風（fēng）櫃。

　　2.2 通風櫃的類別

　　建設現代（dài）化的實驗室是個綜合的係統工程。在裝備各種儀器設（shè）備及其配套設施的（de）同時（shí），既要考慮（lǜ）供電、給水、排水、送風、排風、淨化、排汙等要求，還要考慮到對人員、物體、周邊環境的安全性（xìng），噪（zào）音、異味、視覺環境的舒適（shì）性（xìng），儀（yí）器設備（bèi）的可操作（zuò）性、功能性，以及信息處理的便捷性。因此，現代化的（de）實驗室必須有最佳的設計和（hé）高（gāo）品質的設備去滿足。

　　在現代化實驗室設備中有通風櫃、中央實驗台（tái）、邊台、藥（yào）品櫃、器皿櫃、氣瓶櫃等，其中（zhōng）通風櫃是生（shēng）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（tōng）風櫃是實驗室建設中的（de）重要問題，必須引（yǐn）起足夠的重視。

　　通（tōng）風櫃按照（zhào）排風方式分類：分為上部排風式、下部排風式和上下同時排（pái）風式三類。為保證工作（zuò）區風速均勻，對於冷過程的通風櫃（guì）應采用下部排風式（shì），對於熱過程的通風櫃（guì）采用上部排風式，對於發熱量（liàng）不穩定的過程，可在上下均設排風口隨（suí）櫃內發熱量的變化調節上下排風量的比例，從而得到均勻的風速（sù）。

　　通風櫃按照進風方式分（fèn）類也分三類。通（tōng）過室內進風在櫃內循環後排出（chū）室外稱為全排風式，這是應用非常廣泛的一種類（lèi）型。

　　當（dāng）通風櫃設置於采暖或對溫濕度有控製要求房間時，為節省采暖，空（kōng）調能耗，采用從室外取補給風在櫃內循環後排（pái）出室外的方式稱為補風式通風櫃。

　　再一種就（jiù）是變風量（liàng）控（kòng）製式的通風櫃。普通的定風量係統需要人工調整固定葉片的風閥，調節通風櫃的排風（fēng）量，當調節（jiē）閥（fá）門到（dào）某一角度時達到希望的麵風速。變風量控製是通過調節閥門的傳感器改變（biàn）風量達到給定的麵風速，當然標（biāo）準式成本低、變風量成本高，適（shì）用於要求精度高的場合。

　　通風（fēng）櫃按照使用狀態分類可（kě）分為整體式下（xià）部開放式、落地式、兩麵（miàn）式、三麵玻璃式、桌上式（shì）、連體（tǐ）式以及根據不同實驗使用需要而設計的對放射性實驗（yàn）的、對合成實驗的，對過氯酸實驗的專用通風櫃。

　　2.3 通風櫃的主要功能

　　通風櫃（guì）的（de）功（gōng）能中最主要的是排（pái）氣功能，在化學（xué）實驗室中，實驗操作（zuò）時產生各種有害氣體、臭氣、濕氣以及易燃（rán）、易爆、腐蝕性物質，為（wéi）了保護（hù）使用者的安全，防止實驗中的汙染物質向實驗室擴散，在汙染源附近要使用通（tōng）風櫃。

　　以往通風櫃使用台數較少，隻在特別（bié）有害且危險的氣體及產生大量熱的實驗中使用（yòng）。通（tōng）風櫃隻擔負實驗台的輔助功能。近年來考慮到改善實驗（yàn）環境，在（zài）實驗台上進（jìn）行的實驗逐漸轉移到通風櫃內，這就要求在通風櫃裏要有最適於設備使用的功能。

　　新建的實驗室設計（jì）有空調，因此通風櫃的使用台數必須納入空調係統的計劃。由於通風（fēng）櫃（guì）在生化實驗室中占有非常重要的位置，從（cóng）改善實（shí）驗室環境、改善勞動衛生條件，提高工作效率等方麵考慮（lǜ），通風櫃的使用台數日益增多。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。

　　使用通風櫃的最大目的是排出實驗中產生的有（yǒu）害氣（qì）體，保護實驗人員的健康，也就是說要有高度的安全性和優越的操作性，這就要求通風櫃（guì）應具有如下功能：

　　(1)釋放功能：應具備將通風櫃內部產生的有害氣體用吸收櫃外氣體的方式，使其稀（xī）釋後排至室外的機構。

　　(2)不倒流功能：應具有在通風櫃內部由排風機產生的氣流將有害氣體（tǐ）從通風櫃內部不反向流進室內的功能。為確保這一功能的實現，一台通風櫃與一台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，也隻限於（yú）同層同一房間的可並聯，通風機盡可能安裝在管道的末端(或屋頂（dǐng）處)。

　　(3)隔（gé）離功能：在通風櫃前麵（miàn）應具用不滑動（dòng）的玻璃視（shì）窗將通風櫃內外進行分隔。

　　(4)補充功能：應具有在（zài）排出有害氣體時，從通風櫃（guì）外吸入空氣的通（tōng）道或替代裝置。

　　(5)控製風速功能：為防（fáng）止通風（fēng）櫃內有害氣體逸出，需要有一定的吸入速度。決定通風櫃進風的（de）吸入速度的要素有：實驗內容（róng）產生的熱量（liàng）及（jí）與換氣次數的關係。其中主要（yào）的是實驗內容（róng）和有害物的性質。通常規定（dìng），一般無毒的汙染物為0.25―0.38m/s ，有毒或有危險的有（yǒu）害物為0.4―0.5 m/s ，劇毒或有少量放射性（xìng）為0.5―0.6m/s ,氣狀物為0.5m/s ,粒狀物為1m/s 。為了確保（bǎo）這樣的風速,排風機（jī）應（yīng）有必要的靜壓，即空氣（qì）通（tōng）過通風（fēng）管道時的摩擦阻力。確（què）定風速時（shí）還必（bì）須注意噪音問題,通過（guò）空氣在管道內流動時以7―10m為限，超過10m將產（chǎn）生噪（zào）音，通常實驗室的噪聲(室內背景噪聲級)限製值為70dB(A)，增加管道裁麵積會降低風速，也就降低噪音（yīn），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（fēng）機的功率。

　　(6)耐熱及耐酸堿腐蝕功能：通風櫃內有的要安置電爐，有的實驗產生（shēng）大（dà）量酸堿等有毒有害氣體（tǐ）具有極強的腐蝕性（xìng）。通風櫃的台麵，襯板、側板及選用的水咀、氣咀等都應具有防腐功能。

　　2.4 氣體排放處理

　　由於（yú）實驗室氣體排放中（zhōng）存在著很多有毒和酸堿腐（fǔ）蝕性（xìng）極強的氣體（tǐ），所以在排入大氣前要對氣（qì）體進行過濾處理，通常情況下：酸性氣體選用（yòng）立式酸霧塔;有毒和有（yǒu）機（jī）氣體選用光學催化淨化箱。兩種設備分別安裝（zhuāng）在排風係（xì）統末端，立式酸霧塔安裝在風機的正壓段，光學催化淨化箱安裝在風機（jī）負壓段。動物房的氣體經過初效和中效過濾後，直接排入大氣，但（dàn）在排風口處做高壓噴射（shè）流處理，噴（pēn）射高度在3米以上。

　　3.實驗室通風係統設計（jì）方法

　　綜上（shàng）所述，實驗室通風係統對設備(特別是通風櫃)是有一定標準和要求的。拋開設備因素，單純從係統設（shè）計上考（kǎo）慮（lǜ），實驗室通風空調係統的設計要考慮以下幾個主（zhǔ）要因素：(1)保證實（shí）驗室的安全性，保證一定數量的（de）換氣（qì）次數;(2)解決實驗室（shì）通風（fēng）係統負壓的設計和係統控製;(3)在滿（mǎn）足換氣次（cì）數和全新風條件下（xià），控製能耗。(4)係統穩定可靠。

　　實驗室通風設計采用以下步驟和（hé）方案：(1)實驗室根據工藝要求和功能布置選擇一定數量的通風櫃，有的（de）還兼（jiān）有部分局部排風罩。通常校核下來換氣次數遠遠大於10次，一般在20-30次以上（shàng），滿足換氣次數要求。但是此換氣次數（shù）是按照通風櫃最大開啟麵（miàn）積計算的（de）通風量，資料和經驗表明100台通風櫃99%的時間隻（zhī）有18個（gè）或更少的人在使用。故還應校核通風櫃最小開啟麵積時的（de）通風量和換氣次數，若小於換氣次數要求，則增加綜合排風係統。(2)實驗室通風采用全新風係統，通風櫃的排（pái）氣不在室內（nèi）循環。由於實驗室要求房間相對其他輔助（zhù）區（qū）域為（wéi）負壓。所以實驗室（shì）的新風量設（shè）計為排風量的70﹪-80﹪。另外20﹪-30﹪的新風送（sòng）至實驗室輔助房間（jiān）、辦公、管理用房、內走道等，再由門窗縫隙補充到房間。(3)通風櫃的風量平衡可以采用定風量控製係統，即排風量恒定，送風量和門窗縫（féng）隙（xì）補充風量（liàng）恒定。此方法適用於最大排風量滿足最小換氣次數要求（qiú）的實驗室。(4)對於排風量遠大於最小通風量要求的房間還可以采用兩段式通風控製係統保（bǎo）證風量平衡，即根據通風櫃的位移信號，排風機、送風機有2種送風工況，低風量（liàng）工況應用於維持最小換氣（qì）次數的要（yào）求，節約能耗。通（tōng）風櫃（guì）風量變化時，排風量（liàng）也會相對變小，此時要求放置在屋（wū）頂的排風機隨著通風櫃櫃門（mén）的位置變（biàn）化而變頻，降低風量，保證通風櫃麵風速恒定。同時自控係（xì）統改變全新風風機的頻（pín）率，降低風（fēng）量，維持負（fù）壓平衡。變（biàn）風量係統可以降低係統能耗。係統最大、最小換氣（qì）次數接近則考（kǎo）慮采用定風量（liàng）係統，使得係統簡單（dān），降低初（chū）投資（zī）。

　　通風係統除上文所述對通風（fēng）櫃有特殊要求外，對其（qí）他設備和控製係統也有一定的要求和標準（zhǔn）。通風櫃的選擇除滿足排風（fēng）和捕捉能力外，還要注（zhù）意需要根據調節門移動而立即改變風量，維持表（biǎo）麵風速的恒定。筆者建議係統風量的測定和控（kòng）製（zhì）以櫃門（mén）位（wèi）移為信號而不（bú）是測定表麵（miàn）風速來測定。實驗室壓力控製和最（zuì）小通風量（liàng）的控製除了設備選型因素以外，通風係統設計和控製係統（tǒng）是關鍵因（yīn）素，要（yào）保證係統的（de）反應時（shí）間要足夠短(<1秒)，通風係統不（bú）平衡會導致通風櫃排風和捕捉能力散失，氣流流出實（shí）驗室，建築物內壓力（lì）不穩定。

　　還有一點要注意的是係統應（yīng）該是壓力變化無關型的，即係統風量的變化不（bú）會因為風管（guǎn）內（nèi）靜壓的變化而使得反應時間緩慢影響係統流量（liàng）的精確性（xìng）。壓力相關型的係統（tǒng）也會（huì）造成係統流（liú）量設備無法精確控製，緩慢的反應時間會讓送排風設備產生（shēng）震（zhèn）蕩，速（sù）度不穩定會有（yǒu）大量的平衡問題存在，波動的送、排風係統使氣流平衡複雜（zá）化，從而自控係統無法（fǎ）實（shí）現調（diào）節功能。

　　所以，係統首先（xiān）監（jiān）測的（de）是通風櫃的（de）狀態，接受調節門感應器信號後可以（yǐ）計算調節門麵積(風量)，此（cǐ）時向(壓力無關型)閥門送出風量控製信（xìn）號，調節閥門的（de）開度，送風量跟隨排風量即刻變化，送排風機變頻調節送風量。

　　4.結論

　　本文介紹了（le）實驗室通風設計的目的，實（shí）驗室通（tōng）風櫃的的要求和功能（néng），排放氣體的處理方法和實驗室通風係統設計方法。實驗室的通風設（shè）計首要解（jiě）決的問題是安全性（xìng）問題（tí），通風櫃的捕捉集塵能力要符（fú）合一定的標準和規定，氣流方向為流向實驗室，實（shí）驗室（shì）要隨時保持負壓。實驗室通風設計還要考慮（lǜ）到為實驗人員創造一個（gè）舒適的工作環（huán）境，解決溫（wēn）度、氣流、噪音的問題，同時要保證最低的能源（yuán）消耗，係統穩定，容易控製，易於操作管理。簡而（ér）言之就是要從安全、舒適、節（jiē）能、可靠運行方麵進行（háng）設計。