藥品實（shí）驗室的通風設計（jì）要求（qiú）

　　1.概述

　　本文介紹藥品實驗室通風係統（tǒng）的特點和（hé）要求（qiú）以及通風櫃的選（xuǎn）擇;介紹實驗室通風係統和空調係統的設計方案選擇;介紹各檢測部門的實驗室、儀器室和輔助用房的通風係統，並針對不同實驗室通風係統進行（háng）分析和討論。

　　2.實驗室通風係統簡（jiǎn）介

　　2.1 實驗室通風的目（mù）的和要求

　　實（shí）驗室通風與舒適性空調係統的通風設計要求不同，主要目的是（shì）提供安全、舒適的工作環境（jìng），減少人員（yuán）暴露在危險空氣下的可能。通風主要解決的是工作環境（jìng）對實驗人員的身體健康和勞動保護（hù）問題（tí）。

　　實驗室（shì）通風要求新風全部來自室外，然後100%排出室外，通風（fēng）櫃的排氣不在室內（nèi）循環。化學實驗室換氣（qì）要求每小時大於10次，物理實（shí）驗（yàn）室每小時大於10次，實（shí）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，並且不作為唯一的室（shì）內排風裝置，儀（yí）器（qì）室或產生危險物質的儀器（qì）上方設局部排風係統。

　　實驗室（shì）的補風一部分來（lái）自空調係統直接送入實驗室的新風，這部分（fèn）新風根據實驗室排風量（liàng）的變化而（ér）變化;另一部分（fèn）通過空調係統送入非（fēi）實驗室區域的走道、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（zhì）來實現，氣流組織（zhī）從辦公、管理用房、內走道、到產生危險物（wù）質（zhì）的實驗房間。通風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（xīn）風從遠離通風（fēng）櫃的地方引入，空氣流動路徑（jìng）遠離通風櫃。

　　2.2 通風櫃的類別

　　建設現代化的實（shí）驗室是個綜合的係統（tǒng）工程。在裝（zhuāng）備各（gè）種儀器設備及其配套設（shè）施的（de）同時，既要考慮供電、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，噪音、異味、視覺環境（jìng）的舒適性，儀器設（shè）備的可操作性、功能性，以（yǐ）及信息處理的便捷性。因此，現代化的實驗室必（bì）須有（yǒu）最佳的設（shè）計和高品（pǐn）質的設備去滿足。

　　在現代化實驗室設備（bèi）中有通風櫃、中（zhōng）央實驗台、邊台、藥品櫃、器皿櫃、氣瓶櫃等，其中通風櫃是生化實驗（yàn）室設備中擔負著（zhe）十分重要的功能，是必不可少的設備。因此，選擇通風櫃是（shì）實（shí）驗室建設中的重要問（wèn）題，必須引起足（zú）夠的重視。

　　通風櫃按照排風方式分類：分為上部排風式、下部排風式和上下同時排（pái）風式三類。為保證工作區風速均勻，對於冷過程的通風櫃應采用下部排風式（shì），對於熱過程的（de）通風櫃采用上（shàng）部排風式，對於發熱（rè）量不穩定的過程，可在（zài）上下均設排（pái）風（fēng）口（kǒu）隨（suí）櫃內發（fā）熱量的變化調（diào）節上下排風量的比例，從而得到均勻的風速。

　　通風櫃按（àn）照進風方式分類也分三類。通（tōng）過室內進風在櫃內循環後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（fēng）櫃設置於采暖或對溫濕度有（yǒu）控製要求房間時，為節省采暖，空調能耗，采用從室外取補給風（fēng）在櫃內循環後排（pái）出室外的（de）方式稱為補風式通風櫃。

　　再一種就是變風量控製（zhì）式的通風櫃。普通的定風（fēng）量係統需要人工調整固定葉片的風（fēng）閥，調節通風櫃的排風量，當調節（jiē）閥門到某一角度時達到希望的麵風速（sù）。變風量控製是通過調（diào）節（jiē）閥門的（de）傳感器改變風量達到給定的（de）麵（miàn）風速，當然標準式（shì）成本低、變風量成本（běn）高，適（shì）用於要求精度高（gāo）的場合。

　　通風櫃按照使用狀態分類可（kě）分為整體式下部開放式、落地式、兩麵式（shì）、三麵玻璃式、桌上式、連體式以及（jí）根據不同實驗使用（yòng）需要而設計的對放射性實驗的、對（duì）合成實驗的（de），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）功能中最主要的是排（pái）氣（qì）功能，在化（huà）學實（shí）驗室中，實（shí）驗操作時產生各種有害氣體、臭氣、濕氣以及（jí）易燃、易爆、腐蝕（shí）性物質，為了保護使用者的安全（quán），防止實驗中的汙染物質向（xiàng）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，隻在特別有害且危險的氣體（tǐ）及產生大量熱的實驗中使用（yòng）。通風（fēng）櫃隻擔負（fù）實驗台的（de）輔助功能。近年來（lái）考慮到改善實驗環境，在實驗台（tái）上進行的實驗逐漸轉移到通風櫃內（nèi），這就要（yào）求在（zài）通風櫃裏要有最適於設備使用的功能。

　　新建的實驗（yàn）室設計有（yǒu）空調，因此通風櫃的使（shǐ）用（yòng）台數必須納入空調係統的計劃。由於通風櫃在生化實驗室中占有非常重要的位置，從改善實驗室環境、改善勞動衛生條件，提高工作效率（lǜ）等方麵考（kǎo）慮，通風櫃的使用台數日益增多。隨之而來（lái）的是通（tōng）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（yòng）通風櫃的最大目的是排出實驗中產生的有害氣體，保護實（shí）驗人員的（de）健康，也就是說要有高度的（de）安全性和優越的操作性（xìng），這就要求通（tōng）風櫃應具有如下功能：

　　(1)釋放功能：應（yīng）具備將通（tōng）風櫃內部產生的有（yǒu）害氣體用吸（xī）收櫃（guì）外氣體的方式，使其稀（xī）釋後排至室外的機構。

　　(2)不倒流功（gōng）能：應具有在通風櫃內部由排風機產生的氣流將有害氣體從通風櫃內部（bù）不反向流進室內的功能。為確保這一功能的實現，一（yī）台通風櫃與一台（tái）通風機用單一管道連接是最好的（de）方（fāng）法，不能用單一（yī）管道連（lián）接的，也隻限於同層同一房間的可並聯，通（tōng）風機盡可能安裝在管（guǎn）道（dào）的末端(或屋頂處)。

　　(3)隔離功能：在通風（fēng）櫃（guì）前麵應具用（yòng）不滑動的玻璃（lí）視（shì）窗將（jiāng）通（tōng）風櫃內外進行分隔。

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

　　(5)控製風速功能：為防止通風（fēng）櫃（guì）內有害氣體逸出，需要有一定的（de）吸入速度。決定通風（fēng）櫃（guì）進風的吸入速度的要素有：實驗內容產生的熱量及與換氣次（cì）數的關係。其中主要的是實（shí）驗（yàn）內容和有害物的性質。通常規（guī）定，一般（bān）無毒的汙染物為（wéi）0.25―0.38m/s ，有毒或（huò）有危險的有害物為0.4―0.5 m/s ，劇毒或有少量放射性為0.5―0.6m/s ,氣狀物為0.5m/s ,粒狀（zhuàng）物為1m/s 。為了確保（bǎo）這（zhè）樣的風速,排風機應有（yǒu）必要的靜壓，即空氣通過通風管道時的摩擦阻力。確（què）定風速時還必須注意噪音（yīn）問題,通過空氣在管道內流動時以7―10m為限，超過10m將產生噪音，通常實驗室的噪聲(室內背景噪聲級)限製值為70dB(A)，增（zēng）加管道裁麵積會降低風速，也就降低噪（zào）音，考慮到管道的經費和（hé）施工問題，必（bì）須慎重選擇管道及排風機的功率。

　　(6)耐熱及（jí）耐酸堿腐蝕功能：通風櫃內有的要安置電爐，有的實驗產（chǎn）生大量酸堿等有毒（dú）有害氣體具有極強的腐蝕性。通風櫃（guì）的台麵，襯板、側板及選用的水咀、氣咀等都應具有防（fáng）腐功能。

　　2.4 氣體排放處理

　　由於實驗（yàn）室氣體排放中存在著很多有毒和酸堿腐（fǔ）蝕性極強的氣（qì）體（tǐ），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（lì）式酸霧塔;有（yǒu）毒和有機氣體選用光（guāng）學催化淨化箱。兩種設備分別安裝在排風係統（tǒng）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負壓段。動（dòng）物房的氣體（tǐ）經過（guò）初效和中效過濾後，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（zài）3米以上。

　　3.實（shí）驗室通風係統設計方法

　　綜上所述（shù），實驗（yàn）室通風係（xì）統對設備(特別是通風櫃)是有一（yī）定標準和（hé）要求的。拋開（kāi）設（shè）備因素，單純（chún）從係統（tǒng）設計上考慮，實驗室通風空調係（xì）統的設計要考慮以下（xià）幾個主要因素：(1)保證實驗室的安（ān）全性，保證一定數量的換氣次數;(2)解決實驗（yàn）室通風係統負壓的設計和係（xì）統控製;(3)在滿足換氣次數和全新風條（tiáo）件下，控製能耗。(4)係統穩定可（kě）靠。

　　實驗室通風設（shè）計采用以下步驟和方（fāng）案：(1)實驗室根據工藝要（yào）求和功（gōng）能（néng）布置選擇一定數（shù）量的通風櫃，有的還兼（jiān）有部分局（jú）部排風罩。通常校核下來換氣（qì）次數遠遠大於10次，一般在20-30次以上，滿足換氣次數要求。但是此換氣次數是（shì）按照通風櫃最大開啟麵積計算的通風量，資料和經驗表明100台通風櫃99%的時間隻有18個或更少的人在使用。故還應校核（hé）通風櫃最（zuì）小開啟麵積時的通（tōng）風量和換氣次數，若小於換氣次（cì）數要（yào）求，則增加綜（zōng）合排（pái）風係統。(2)實驗室通風（fēng）采用全新（xīn）風係（xì）統，通風櫃（guì）的排氣不在室內循環。由於實驗室要求房間相對其他輔助區域（yù）為負壓。所以實驗室的新風量設計為排（pái）風量的（de）70﹪-80﹪。另外20﹪-30﹪的新風送至實驗室輔助房間、辦（bàn）公、管理用房（fáng）、內走道（dào）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（fēng）量控製係（xì）統，即排風量恒定，送風量和（hé）門窗縫隙補充風量恒定。此方法適用於最大排風量滿（mǎn）足最（zuì）小換氣（qì）次數要求的實驗室。(4)對於排風量遠大於（yú）最（zuì）小通風量要求的房間還可以采用兩段式通風控（kòng）製係統保證風量平衡，即根據通風櫃的位移（yí）信號，排風機、送風機有2種（zhǒng）送風工況，低（dī）風量工況應用於維持最小換氣次數的要求，節約能耗。通風櫃風量變化時，排風（fēng）量也會相對變（biàn）小，此時要求放置在屋頂的排（pái）風機隨著通風櫃櫃門的位置變化而變頻，降低風量，保證通風櫃麵風（fēng）速恒定。同時自（zì）控係（xì）統改變全新風風機的頻率，降低風量，維持負壓平衡。變風量係統可以降低係統能耗。係統（tǒng）最大、最小換氣次數接近則考慮采用定風量係統，使得係統（tǒng）簡單（dān），降低初投資（zī）。

　　通風係統除上文所述對通風櫃有特殊要求（qiú）外，對其他設備和（hé）控製係統也（yě）有一定的要（yào）求和標準。通風（fēng）櫃的選擇除滿足排風和捕（bǔ）捉能力（lì）外，還要注意需要根據調節門移動而（ér）立即改變（biàn）風量，維持表麵風速的恒定。筆者建議係統風量的測定和控製以（yǐ）櫃門位移為信號而不是測定表麵風速來測定。實驗（yàn）室壓力（lì）控製和最小通風量的控製除了設（shè）備選（xuǎn）型因（yīn）素以外，通風係統設計和控製係統是關鍵因素，要保證係（xì）統的反應時間要（yào）足夠短(<1秒)，通風係統不平衡會導致通風櫃排（pái）風和捕捉能力散失，氣流流出實驗室，建（jiàn）築物（wù）內壓力不穩定（dìng）。

　　還有一點要注意的是係統應該是壓力變化無關型的（de），即係統風量的（de）變化不會因為風（fēng）管內靜（jìng）壓的變化而使得反應時間緩慢影響係統流量的（de）精確性。壓力相關型的（de）係統也會造成係（xì）統流量（liàng）設備無法精確控製，緩慢的反應時間（jiān）會讓送排風設備產生震蕩，速度不穩定會有（yǒu）大量的平衡問題（tí）存在，波動的送（sòng）、排風（fēng）係統使氣流平衡複雜化，從而（ér）自控係統無法實現調節（jiē）功能（néng）。

　　所以（yǐ），係統首先監測的是通（tōng）風櫃的狀態，接受調節門感應器信號（hào）後可以計（jì）算調節門（mén）麵積(風量)，此時向(壓力無關型)閥（fá）門送（sòng）出風量控製信號，調節閥門的開度，送風（fēng）量跟隨排風量即刻（kè）變化（huà），送排風機變頻調節送風量。

　　4.結論

　　本文介紹了實驗室通風設計的目的，實驗室通風櫃（guì）的的要求和功能，排放氣體的處理方法和實（shí）驗室通風（fēng）係統設計方法。實驗室的通風設計首要解決的問題是安全性問題，通（tōng）風櫃的捕捉集（jí）塵能力要符合一定的標準和規定，氣流方向為流向實驗室，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造（zào）一個舒適的工作環境，解決溫度（dù）、氣流、噪音的問題，同時要（yào）保證最（zuì）低的能源（yuán）消耗，係統穩定，容易控製，易（yì）於操作管理。簡（jiǎn）而言之就是要從安（ān）全、舒適、節能、可靠運行（háng）方麵進行設計。