通風柜及管道系統(tǒng)設計

通風柜、通風及管道系統(tǒng)設計

1、實驗室通風的目的以及要求：

    實驗室通風與舒適性與空調系統(tǒng)的通風設計要求截然不同，主要目的是為了提供安全、舒適的工作環(huán)境，減少人員暴露在危險空氣下的可能性。

    實驗室通風是要求新風來自室外，然后室內的氣體100%排出室外，通風柜排氣不在室內循環(huán)?；瘜W實驗室換氣是要每小時大于10次，物理實驗室要每小時大于10次，實驗室無人時換氣可以減少為6次。實驗室通風柜設計數(shù)量一定要足夠，并且不作為唯一的室內排風裝置，儀器室或產生危險物質的儀器上方要設局部排風系統(tǒng)。

   實驗室的補風一部分來自空調系統(tǒng)直接送入實驗室的新風，這一部分的新風根據(jù)實驗室排風量的變化而變化；另一部分通過空調系統(tǒng)送入非實驗室區(qū)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來實現(xiàn)，氣流組織從辦公、管理用房、內走道、到產生危險物質的實驗房間。通風柜的位置布置在遠離空氣流動、紊流大的地方，遠離行走區(qū)域和空氣新風區(qū)。新風從遠離通風柜的地方引入，空氣流動路徑遠離通風柜。

2、通風柜的類別

   建設現(xiàn)代化的實驗室是一個綜合的系統(tǒng)工程。在裝備各種儀器設備及其配套設施時，既要考慮供電、給水、排水、送風、排風、凈化、排污等要求，也要考慮到對人員、物體、周邊環(huán)境的安全性，噪音、異味、視覺環(huán)境的舒適性，儀器設備的可操作性、功能性，以及信息處理的便捷性。因此，現(xiàn)代化的實驗室必須有最佳的設計和高品質的設備去滿足。在現(xiàn)代化實驗室設備中有通風柜、中央實驗臺、邊臺、藥品柜、器皿柜、氣瓶柜等，其中通風柜是生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，選擇通風柜是實驗室建設中的重要問題，必須引起足夠的重視。

   通風柜按照排風方式分類：分為上部排風式、下部排風式和上下同時排風式三類。為保證工作區(qū)風速均勻，對于冷過程的通風柜應采用下部排風式，對于熱過程的通風柜采用上部排風式，對于發(fā)熱量不穩(wěn)定的過程，可在上下均設排風口隨柜內發(fā)熱量的變化調節(jié)上下排風量的比例，從而得到均勻的風速。

   通風柜按照進風方式分類也分三類。通過室內進風在柜內循環(huán)后排出室外稱為全排風式，這是應用非常廣泛的一種類型。當通風柜設置于采暖或對溫濕度有控制要求房間時，為節(jié)省采暖，空調能耗，采用從室外取補給風在柜內循環(huán)后排出室外的方式稱為補風式通風柜。再一種就是變風量控制式的通風柜。普通的定風量系統(tǒng)需要人工調整固定葉片的風閥，調節(jié)通風柜的排風量，當調節(jié)閥門到某一角度時達到希望的面風速。變風量控制是通過調節(jié)閥門的傳感器改變風量達到給定的面風速，當然標準式成本低、變風量成本高，適用于要求精度高的場合。

   通風柜按照使用狀態(tài)分類可分為整體式下部開放式、落地式、兩面式、三面玻璃式、桌上式、連體式以及根據(jù)不同實驗使用需要而設計的對放射性實驗的、對合成實驗的，對過氯酸實驗的專用通風柜。

3、通風柜的主要功能

   通風柜的功能中最主要的是排氣功能，在化學實驗室中，實驗操作時產生各種有害氣體、臭氣、濕氣以及易燃、易爆、腐蝕性物質，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，在污染源附近要使用通風柜。以往通風柜使用臺數(shù)較少，只在特別有害且危險的氣體及產生大量熱的實驗中使用。通風柜只擔負實驗臺的輔助功能。近年來考慮到改善實驗環(huán)境，在實驗臺上進行的實驗逐漸轉移到通風柜內，這就要求在通風柜里要有最適于設備使用的功能。

   新建的實驗室設計有空調，因此通風柜的使用臺數(shù)必須納入空調系統(tǒng)的計劃。由于通風柜在生化實驗室中占有非常重要的位置，從改善實驗室環(huán)境、改善勞動衛(wèi)生條件，提高工作效率等方面考慮，通風柜的使用臺數(shù)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。

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

（1）釋放功能：應具備將通風柜內部產生的有害氣體用吸收柜外氣體的方式，使其稀釋后排至室外的機構。

（2）不倒流功能：應具有在通風柜內部由排風機產生的氣流將有害氣體從通風柜內部不反向流進室內的功能。為確保這一功能的實現(xiàn)，一臺通風柜與一臺通風機用單一管道連接是很好的方法，不能用單一管道連接的，也只限于同層同一房間的可并聯(lián)，通風機盡可能安裝在管道的末端（或屋頂處）。

（3）隔離功能：在通風柜前面應具用不滑動的玻璃視窗將通風柜內外進行分隔。

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

（5）控制風速功能：為防止通風柜內有害氣體逸出，需要有一定的吸入速度。決定通風柜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數(shù)的關系。其中主要的是實驗內容和有害物的性質。通常規(guī)定，一般無毒的污染物為0.25―0.38m/s ，有毒或有危險的有害物為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 ,粒狀物為1m/s 。為了確保這樣的風速,排風機應有必要的靜壓，即空氣通過通風管道時的摩擦阻力。確定風速時還必須注意噪音問題,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）限制值為70dB（A），增加管道裁面積會降低風速，也就降低噪音，考慮到管道的經費和施工問題，必須慎重選擇管道及排風機的功率。

（6）耐熱及耐酸堿腐蝕功能：通風柜內有的要安置電爐，有的實驗產生大量酸堿等有毒有害氣體具有極強的腐蝕性。通風柜的臺面，襯板、側板及選用的水咀、氣咀等都應具有防腐功能。

4 、氣體排放處理

   由于實驗室氣體排放中存在著很多有毒和酸堿腐蝕性極強的氣體，所以在排入大氣前要對氣體進行過濾處理，通常情況下：酸性氣體選用立式酸霧塔；有毒和有機氣體選用光學催化凈化箱。兩種設備分別安裝在排風系統(tǒng)末端，立式酸霧塔安裝在風機的正壓段，光學催化凈化箱安裝在風機負壓段。動物房的氣體經過初效和中效過濾后，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3米以上。

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