實驗室通風系統工程

通風系統完善的實驗室，應該是環境和諧、安全、健康的工作場所，實驗室噪音、房間的換氣次數、壓差、通風柜有毒氣體殘留等都是值得關注的問題，另外，樣品室和試劑室也應考慮有通排風設備，以免樣品帶來的異味影響環境；一個現代化的實驗室，應設計新風系統；新風口（包括空調送風口）的位置應避免冷熱空氣直接吹響操作者，更要注意的是，應避免其對生物安全柜、通風柜和排風罩等局部排風裝置的吸入氣流產生橫向干擾。

實驗室通風系統標準和技術要求：

實驗室通風系統對設備（特別是通風柜）是有一定標準和要求的，拋開設備因素不談，單純從實驗室通風設計上考慮，實驗室通風空調系統的設計要考慮以下幾個主要因素:
（1）保證實驗室的安全性，保證一定數量的換氣次數

（2）解決實驗室通風系統負壓的設計和系統控制

（3）在滿足換氣次數和全新風條件下，控制能耗

（4）系統的可靠性

實驗室通風設計主要采用以下步驟和方案

（1）實驗室根據工藝要求和功能布置選擇一定數量的通風柜，有的還兼有部分局部排風罩。通常校核下來換氣次數遠遠大于10次，一般在20-30次以上，滿足換氣次數要求。但是此換氣次數是按照通風最大開啟面積計算的通風量，根據資料和經驗表明100臺通風柜99%的時間只有18個或更少的人在使用，故還應校核通風柜最小開啟面積時的通風量和換氣次數，若小于換氣次數要求，則增加綜合排風系統。

（2）實驗室通風采用全新風系統，通風柜的排氣不在室內循環，由于實驗室要求房間相對其他輔助區域為負壓，所以實驗室的新風量設計為排風量的70﹪-80﹪，另外20﹪-30﹪的新風送至實驗室輔助房間、辦公、管理用房、內走道等，再由門窗縫隙補充到房間。

（3）通風柜的風量平衡可以采用定風量控制系統，即排風量恒定，送風量和門窗縫隙補充風量恒定。此方法適用于最大排風量滿足最小換氣次數要求的實驗室。

（4）對于排風量遠大于最小通風量要求的房間還可以采用兩段式通風控制系統保證風量平衡，即根據通風柜的位移信號，排風機、送風機有2種送風工況，低風量工況應用于維持最小換氣次數的要求，節約能耗。此情形藥檢所采用了變風量控制系統。通風柜風量變化時，排風量也會相對變小，此時要求放置在屋頂的排風機隨著通風柜柜門的位置變化而變頻，降低風量，保證通風柜面風速恒定。同時自控系統改變全新風風機的頻率，降低風量，維持負壓平衡。變風量系統可以降低系統能耗。系統最大、最小換氣次數接近則考慮采用定風量系統，使得系統簡單，降低初投資。

（5）實驗室壓力控制和最小通風量的控制除了設備選型因素以外，實驗室通風系統設計和控制系統是關鍵因素，要保證系統的反應時間要足夠短（<1秒），通風系統不平衡會導致通風柜排風和捕捉能力散失，氣流流出實驗室，建筑物內壓力不穩定。
實驗室通風系統管道設計參數：

一、實驗室通風系統設計

1、通風換氣量可根據房間的換氣次數來確定，實驗室的換氣次數取每小時10-12次，特殊情況可以相應增大。[房間通風一般選擇500×500的吸收罩為通風末端設備，每個通風罩通風量可達到600 m3/h，房間的長×寬×高×10（換氣次數）=房間每小時的通風量，然后房間每小時的通風量除以600來確定通風罩的數量，支、干管風速按照6m/s計算]

2、通風柜支管風速為6-10m/s（計算時一般選擇10m/s），特殊情況可超過10m/s，但不宜超過12m/s；干管風速為10-14m/s（計算時一般選擇10m/s，如果管道比較長選擇12m/s，如果風量大選擇14m/s）。

3、通風柜面風速一般控制在0.375-0.75m/s之間，驗收標準一般取0.5m/s，最佳面風速為0.508m/s。（測量面風速時，一般將拉門拉至5cm高度測量，風速達到0.3-0.5 m/s即算合格，如果拉門高度過大時，測量拉門下方5cm高度處風速，也可合格）。

通風柜的危險等級 平均面風速（m/s） 最低面風速（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、室外噪聲應控制在70dB（A），實驗室內噪聲應控制在55dB（A），（室內噪聲GB60分貝超標，室外噪音大約為75分貝）。風機的噪聲可以分為本身的機械噪聲（此噪聲主要由風扇質量不同引起）和風聲（為主要噪聲）。在風機功率不大的情況下，可通過在風機上方加防雨罩來消除風聲，在使用大功率風機時一般在風機進出口加消聲器來消除風聲，機械噪聲主要靠建隔音墻、小黑屋或在風機進出口加軟接頭來解決，減振的主要方法為風機底座做成減振底座并安裝減振器或加裝減振墊。

5、通風量（Q）=表面風速（vs）×通風柜開口面積。電子調風閥的作用是通過調節每臺通風柜的風管半徑來調節每臺通風柜的通風量，來達到當通風柜開口面積變化時保持表面風速不變。

6、排風量（Q）=表面風速（vs）×通風柜開口面積。變頻系統的作用是改變風機的轉速來改變風機的通風量，當一套通風系統中只有少量幾臺通風柜工作時，變頻系統自動調節風機的轉速，從而改變風機的通風量，從而保證通風柜的面風速恒定。變頻系統和調風閥的作用類似，但如果只使用調風閥，則當一套通風系統中只有少量幾臺通風柜工作時，風機仍然以最高轉速工作，而使用變頻系統后，調整風機轉速可節省能源。

二、實驗室通風管路設計

1、確定每個系統包括多少通風柜，再根據每個系統包括通風柜的數量確定系統的大致通風量（每臺1200mm的通風柜設計風量為1300 m3/h，每臺1500mm的通風柜設計風量為1700 m3/h，每臺1800mm的通風柜設計風量為2100 m3/h，每臺原子吸收罩的設計風量為600m3/h，每臺萬向排煙罩的設計風量為250或300 m3/h），然后選擇通風量稍大于系統通風量的風機。

2、計算通風過程中損失的壓力：單臺通風柜系統阻力約80-100Pa，一般1m的管道損失5-6Pa，一個彎頭損失40-50Pa，風機出口和抽風口各損失60Pa，消聲器損失50Pa，然后根據所計算出的風機的通風量和壓力在圖表曲線中選擇合適的風機（在計算過程中只計算最遠端通風柜的壓差，然后留200-300Pa的余量）。

3、然后根據通風量=風管截面×管內風速來計算風管半徑（支管根據通風柜尺寸選擇315mm）。

實驗室通風系統規劃要素：

1、安全

安全要素能夠保證實驗室內操作人員安全，以及保證實驗室周邊環境安全。各國關于實驗室安全都有較為細致的標準，而安全也是實驗室最為重要的目的之一。

為了保證實驗室內操作人員安全，我們需要對各種實驗室設備的氣流準確控制，例如常用的通風柜，生物安全柜，萬向抽氣罩以及實驗動物設備當中的動物籠架等，其控制的目的是保證明驗當中產生的有毒有害氣體不會溢出而危及人員安全，關于實驗室周邊環境安全的保證，則通常是經過保證實驗室的負壓來完成的。
2、壓力控制

通常的生物化學實驗室都要求保證實驗室負壓，防止實驗室產生的毒害氣體流入臨近的辦公區域，形成穿插污染。

3、節能

節能成了實驗室管理者十分關懷的一個內容，通常的商用建筑物，為了節約能耗，采用的僅僅是15%的新風，而且建筑物是每周5天，每天10小時運作，而關于實驗室，采用的常常是100%全新風，每周7天，每天24小時運作，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

保證實驗室適宜并且穩定的溫濕度，氣流穩定無異味，為實驗室的工作人員提供一個溫馨的工作環境，以進步工作效率。

5、易維護

過于復雜的系統，常常需求定期維護，維護程序復雜并且費用高，所以一個良好的控制系統應該盡量簡單牢靠，維護簡單或者不需定期維護。

6、便當日后的改造或擴建。

控制系統的設計應該盡量思索日后的改造和擴建，使得通風柜等設備的更新、移位、增加，實驗室壓力極性的變換等盡量簡單。

通風系統風管風機安裝要求：

1、管道焊接必須熟焊、焊接工藝平整、接口大小方正一致；主管彎頭內徑應≥直徑500mm,在距離不夠的地方可以采用扁形管道進行連接，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彎頭、低流速等現象，吊桿、吊架固定水平、垂直、緊固，管道接口密封，外墻管與室內管道接口時應低于室內管道，防止雨水回流現象，室內管道吊裝要井然有序。

3、通風機安裝時在進風口采用軟連接，應大于管徑的2-3倍，管道長度應≥大頭口徑的直徑數據；出風口必須附加防雨罩，電機外露時應附加電機防雨罩。

4、電機運行調試前必須用專用儀器檢測三相電源輸入、輸出是否正常，其它電線是否有外露現象，如果開啟電源后電機不能正常運轉的應立即切斷電源查明原因后方可再次運行。