隨著我國對教育和科研項目的重視和加大投入,一批高校、科研院所的教學實驗樓紛紛建成并投入使用。在這些實驗樓特別是化學和生物類實驗樓的設計中為了給師生和科研人員提供一個健康、舒適、安全、節(jié)能的實驗室環(huán)境是保障實驗安全的重要保障。關于教學科研類實驗室的設計,目前只能參照我國1993開始執(zhí)行的建筑行業(yè)規(guī)范《科學實驗建筑設計規(guī)范》(JGJ91-93)。但此規(guī)范中對于實驗室通風設計的一些重要指標,如換氣次數(shù)、噪聲指標等均未作出明確規(guī)定。本文將主要針對化學類實驗室分析和討論通風設計中所涉及到的一些問題。

一、通風系統(tǒng)中的相關問題分析

1、通風系統(tǒng)型式的選擇
實驗樓通風系統(tǒng)有幾種類型采用哪種類型應根據(jù)企業(yè)的實際要求、項目所在地的氣象條件實驗樓的檔次和使用情況、投資預算等因素決定。對于一般中學或大學的教學類化學實驗樓 如果企業(yè)對溫度指標沒有具體要求，可只設置通風系統(tǒng)不需設置空調系統(tǒng)；對于科研類的實驗樓，由于科研人員可能長時間在實驗室中操作使用，應采用通風+空調系統(tǒng)。當實驗室設有空調系統(tǒng)時其通風系統(tǒng)應該做成變風量系統(tǒng)，有利于節(jié)能。通風系統(tǒng)是采用自然進風還是機械送風中指出對于工作時間連續(xù)使用排風系統(tǒng)的實驗室應設置送風系統(tǒng),間歇使用且排風換氣次數(shù)大于2次/h 的應設置有組織的自然進風。對于工作時間是否連續(xù)使用這在實際工程中很難判定學校規(guī)模和實驗課程設置的不同使得排風系統(tǒng)可能在一年中的某一段時間內工作時間連續(xù)使用,其余時間可能是間歇運行。
即使是科研類型的實驗室排風系統(tǒng)的使用也沒有一定的規(guī)律性。設置機械送風系統(tǒng)會增加工程造價并且有時當實驗室內設有幾套排風系統(tǒng)時根本沒有建筑空間來設置機械送風系統(tǒng)。建議規(guī)范中應該采用一年中排風系統(tǒng)連續(xù)使用時間占整個工作時間的百分數(shù)的大小來決定是否設機械送風系統(tǒng)。
化學實驗室內一般都設有通風柜用來做一些危害性比較大的實驗(包括散發(fā)有害的有機和無機氣體的實驗)所以敞開的實驗臺上是否還要設局部排風系統(tǒng)應根據(jù)具體情況而定對于經(jīng)常做大量(比如同時上課的學生較多通風柜的數(shù)量滿足不了學生同時進行實驗)散發(fā)危害性氣體實驗的實驗臺，可以設置局部排風系統(tǒng),如果是偶爾做危害性較大的實驗那么可以在通風柜中操作這些實驗這樣就可省去實驗臺上的局部排風系統(tǒng)。若實驗臺上未設置局部排風系統(tǒng)則實驗室應該設置全面排風系統(tǒng)或者吊扇進行通風換氣二者沒必要同時設置。
局部排風系統(tǒng)有兩種類型,第一種是上排風既在實驗臺上設置局部排風罩第二種是下排風,即排風管從下一層吊頂穿過樓板接實驗臺上的萬向排風罩。上排風系統(tǒng)的排風罩要覆蓋整個實驗臺面,下排風系統(tǒng)中的小排風罩只需覆蓋實驗臺上做實驗處的小局部空間所以上排風系統(tǒng)的風量要大于下排風系統(tǒng)的風量而且如果在下排風系統(tǒng)上接排風罩處的支管上設置調節(jié)閥則可根據(jù)實驗臺。上此處是否需要做實驗決定是否開啟此處的排風罩這樣可以做成變風量系統(tǒng)以節(jié)能。從這一點上講筆者認為下排風系統(tǒng)要優(yōu)于上排風系統(tǒng)。
另外如果排除潮濕氣體時上排風系統(tǒng)的排風罩的裙邊內應設置檐溝用對于下排風系統(tǒng)則應考慮在系統(tǒng)的最低處設置排液管或在風管的最低處設排液口以便定期清理。
總之對于實驗室的通風空調系統(tǒng)究竟應該采用什么型式,應該根據(jù)具體情況作技術經(jīng)濟比較,進行合理設計在滿足使用功能的前提下最大程度的實現(xiàn)節(jié)能運行。

2、換氣次數(shù)指標的確定

對于化學實驗室換氣次數(shù)目前還沒有一個統(tǒng)一的標準。目前實驗室中規(guī)定學校的化學實驗室的排風換氣次數(shù)為3次/h。也有文獻指出化學實驗室換氣要求每小時大于10次物理實驗室每小時大于10次實驗室無人時換氣可減少為6次。美國的實驗室通風設計標準中也沒有制定具體的實驗室通風換氣次數(shù)指標,因為他們認為這樣一個指標不適合作為污染物控制指標。某實驗樓的設計中采用了如表中所示的換氣次數(shù)指標此指標是經(jīng)過一些專家的調查研究得出的結論。但在實際工程中輕度、中度和重度的標準很難分別即使是咨詢甲方的化學老師也很難講得清楚。

化學實驗室換氣次數(shù)指標

對于化學實驗室的通風換氣次數(shù)指標筆者認為還是應該制定相應的標準,否則在實際工程設計中很難進行操作。另外,通風換氣次數(shù)的定義在規(guī)范中也應該明確嚴格地講應該是排風換氣次數(shù)在計算時是否應該包括所有的排風系統(tǒng)(包括全面排風、通風柜排風和局部排風)在內這是值得商榷的問題。當某實驗室有很多通風柜時如果按通風柜全開的情況計算房間的通風換氣次數(shù)會很大甚至達到了75次/h。如果按通風柜的排風換氣次數(shù)計算可能已經(jīng)達到了指標不需要另設別的排風系統(tǒng)但是通風柜一般都是沿墻擺放這種通風方式的氣流組織可能達不到全室換氣的要求會出現(xiàn)“通風死角”造成室內氣味不能完全排除。所以目前換氣次數(shù)本身的計算也是一個很模糊的概念需要出臺規(guī)范確定其計算方法針對不同類型的化學實驗室，比如中學和大學，教學和科研企業(yè)和學校應根據(jù)具體情況經(jīng)過實際調查研究制定出通風換氣次數(shù)的指標范圍。