淺談實驗室通風系統設計應用

桑金霞

摘 要：隨著生產安全意識的不斷提高，以及對空氣質量環境的高度關注，作為一個現代化的實驗室，除了關注部分有潔凈度、恒溫恒濕等特殊要求的實驗室外，一些試劑使用種類較多、使用量較大的實驗室更應該得到重視。這部分實驗室作為高污染區域，產生的廢氣容易造成室內空氣污染，對檢驗人員的安全與健康造成不可估量的影響。而實驗室通風系統則是實驗室廢氣收集和凈化的主體，優化通風系統運行效果，提高實驗室安全性是未來實驗室發展的重要方向之一。

關鍵詞：實驗室通風；通風系統；設計；應用

1通風系統的設計

1.1通風管道的選用

新建實驗樓時，可以按照實驗室通風系統的要求設計專用的管道井：在已有的建筑物中改建通風系統時，則通風管道不可能使用專用的管道井，必需通過各樓層房間。因此，通風管道材料的選用，不但要保證足夠的通風量，還應盡量減少對管道所經過的房；間的功能和外觀的影響。上述兩例中，由于分析實驗室位于頂層，不存在其他樓層房間室內管道問題。解剖實驗室位于一層，管道需穿過四層樓房房間，如果選材不當，則會對管道所經過的房間造成很大的影響。經過對比，我們選用的是口徑為250mm的白色PVC管材。其內外表面細膩光滑，與一般玻璃鋼通風管相比，具有外表美觀，內部風阻小，不易變形，噪聲小等優點。

1.2通風管道口徑的計算

通風管道口徑大小，直接影響通風量能否達到設計要求，也是影響管道噪聲因素之一。在解剖學實驗室的設計中，我們采用兩條250直徑的管道。所選用的管道口徑大小是根據通風量計算出來的。計算過程如下：

室內通風采用兩條管道，每條管道的通風量為4500/2=2250立方米/H=0.625立方米/秒。管道口徑為250mm，截面約為0.05平方米，通風時內部風速=0.625/0.05=12.5米/秒。這樣的風速，會對管壁形成很大的負壓。如果采用玻璃鋼管道，由于其工藝特點，必然會產生較大的噪聲。而采用PVC管，則可避免這一不利情況的發生。

2實驗室通風系統應用

2.1針對性配置末端排風設備

每一種類型的檢驗工作所采用的試劑、儀器、工藝流程都存在一定的差異，相對應其產生廢氣的成分以及廢氣的擴散形式與速率均不相同，針對不同的需求配置相應的排風設備，才能使效果最大化。如生態前處理室的旋轉蒸發儀在使用過程會揮發出大量乙醚，并且經過加熱后，擴散速度加快。使用傳統的通風柜，由于空間相對狹小，放置這類體積較大的設備不方便操作。而采用普通排氣罩其廢氣收集效率又難以得到保證。為了更好地改善以上問題，新建的生態前處理室采用一種較為新型的集氣柜，即在普通實驗臺上增加類似通風柜上部結構的密閉罩，將實驗臺表面以上的空間圍閉，并設置柜門方便操作。集氣柜結合通風柜的密閉性和普通實驗臺的空間利用率，既能提高廢氣收集效率，又能確保操作空間滿足檢驗需求。

2.2新風補風系統的作用

傳統的實驗室通風系統一般只設有排風系統，但在實踐當中單純通過強力的排風帶走室內廢氣的效果并不理想。主要的原因是廢氣排走必然帶動空氣的流動，而空氣流動是否順暢則直接影響著廢氣收集的效率。排風系統在帶走室內空氣的同時，室外的空氣則經過門窗等地方進入到房間，但由于補進的氣流無法均勻，導致效率降低。

而當增加新風補風系統則可以根據現有的排風系統布置進行針對性的布置，帶動整個房間的空氣流動，提高均勻性，從而提升廢氣收集效率。同時，新鮮空氣的補充可以進一步降低房間廢氣濃度，提高室內空氣質量，保障檢驗人員安全。從上文附表數據可以看出，實驗室在增加或完善補風系統后，對實驗室廢氣濃度的降低起到一定的作用。

2.3實驗室微負壓控制的作用

上面提到增加新風補風系統可以提高房間的空氣質量，但是如果控制不好，同樣會衍生出其他問題。傳統的實驗室雖然也有部分配置有新風補風系統，但基本上是排風系統配置了多少排風量，補風系統則相應地配置了略低的補風量，從而保持實驗室微負壓狀態。但是這種方式一旦排風系統因為設備老化、配套廢氣處理裝置堵塞導致阻力增大等問題造成排風量降低，則有可能出現排風量低于補風量的情況，過多的新風會把廢氣帶出到室外，威脅到室外人員的安全。

故此新建的實驗室采用負壓控制方式進行排風及補風系統的配合，利用傳感器實時監測實驗室內與外界的壓差值，調節新風補風量，使之保持略低于排風量，從而保持房間微負壓，確保廢氣不會外溢到室外影響其他人員的安全。由于該控制模式為實時調節，可以較為穩定地實現微負壓控制，能進一步提高實驗室的安全性。

2.4排風系統管道壓力控制的作用

正如上文所提到的，排風系統會隨著使用時間的推移，引起設備老化、配套廢氣處理裝置堵塞等問題，導致排風量不足。為了解決這一問題，排風系統中引入管道壓力控制，即當實驗室內的排風量調節至理想狀態后，監測排風主管道內的壓力值，并將其設定為固定的調節目標值，即排風設備根據設定的管道壓力目標值調節運行頻率，從而保持管道內的壓力在恒溫范圍內，使實驗室內的排風量處于最優狀態。如當廢氣處理裝置堵塞，管道阻力增大，處理裝置前的管道壓力降低，隨即升高排風設備的運行頻率，使管道壓力保持穩定。此項措施有利于提高排風系統穩定性，使實驗室內的廢氣能隨時得到有效的收集。

3結語

實驗室通風系統是一項復雜的系統工程，包含了排風、新風、控制、處理等多種構成要素，不同的配置、組合、協調配合都影響其實際效果。但目前很多的實驗室對其通風系統的要求只停留在有或沒有的概念上，并沒有真正了解其中的重要性。且不論忽略通風系統所帶來的空氣污染問題會不會對試驗結果造成影響，但一定會對工作人員的安全和健康造成威脅。實驗室房間內通風的安全性要足夠重視，通風的能力要符合現行標準和規定，不僅保證潔凈度要求的一定數量的換氣次數，讓送風氣流流向實驗室。保持實驗室的正壓或負壓。另外，為實驗人員創造安全舒適的工作環境，降低噪聲。系統要容易控制，易于管理，能穩定、低能耗運行。

參考文獻

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（作者單位：山東沃柏斯實驗室工程有限公司）