隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種類型的實(shí)驗(yàn)室和分析化驗(yàn)室大量出現(xiàn)在各個(gè)領(lǐng)域。由于現(xiàn)代技術(shù)水平的提升,引起對(duì)實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境安全的更多關(guān)注,小到一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，大到研發(fā)中心樓。內(nèi)設(shè)幾十臺(tái)通風(fēng)柜已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮。一個(gè)高標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室,不僅要求通過(guò)通風(fēng)系統(tǒng)來(lái)控制在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量有害物質(zhì)如氣體、蒸汽、粉塵和懸浮顆粒等的擴(kuò)散,還對(duì)室內(nèi)的溫度、濕度、壓差、空氣潔凈度、噪音及震動(dòng)等均有要求。
而通風(fēng)量作為通風(fēng)系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù),不僅僅是滿足上述要求的基礎(chǔ),還是經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。確定合理的通風(fēng)量,是保障生產(chǎn)條件,環(huán)境安全，節(jié)能經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵。

一、整體通風(fēng)換氣次數(shù)

國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室均有通風(fēng)的換氣次數(shù)要求,并對(duì)易產(chǎn)生有毒有害或刺激性氣味的實(shí)驗(yàn)過(guò)程要求設(shè)置局部排風(fēng)。當(dāng)實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行此類操作時(shí),以局部排風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行為主,將有害氣體控制在一定范圍內(nèi)并迅速排出,包括通風(fēng)柜排風(fēng)和排風(fēng)罩排風(fēng);當(dāng)進(jìn)行一般工作時(shí),以整體排風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行為主,排除化學(xué)藥品存放時(shí)散發(fā)出的異味。全面通風(fēng)與局部通風(fēng)系統(tǒng)相輔相成，共同保證實(shí)驗(yàn)室的換氣次數(shù)要求,維持房間良好的空氣環(huán)境。國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)化驗(yàn)室的換氣次數(shù)規(guī)定比較單一和明確?；?yàn)室應(yīng)保持相對(duì)負(fù)壓，房間的最小換氣量一般在6—8次/h；產(chǎn)生有毒、有異味等有害氣體的化驗(yàn)室和試驗(yàn)室應(yīng)設(shè)置通風(fēng)柜及機(jī)械排風(fēng)裝置換氣次數(shù)不宜少于每小時(shí)6次；產(chǎn)生有毒有害氣體的分析房間換氣次數(shù)不應(yīng)小于7次每小時(shí)。《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》中對(duì)物理實(shí)驗(yàn)室和一般化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的換氣次數(shù)分別作了規(guī)定。結(jié)合實(shí)際工程案例，設(shè)計(jì)中通常實(shí)驗(yàn)室的換氣次數(shù)要求大于6次。
國(guó)外對(duì)于實(shí)驗(yàn)室的換氣次數(shù),不同國(guó)家和地區(qū)、甚至于同一個(gè)國(guó)家和地區(qū)但不是一個(gè)體系的規(guī)定也各不相同。比如NFPA45中規(guī)定實(shí)驗(yàn)室的最小換氣次數(shù)無(wú)人操作時(shí)應(yīng)不小于4次，有人操作時(shí)應(yīng)不小于6次;2013版的Ashrae62.I將污染物濃度控制決定新風(fēng)風(fēng)量的觀點(diǎn)引人到規(guī)定中,不再硬性規(guī)定風(fēng)量和換氣系數(shù)等要求。
綜合上述的各種規(guī)定,實(shí)驗(yàn)室的工作狀態(tài)和污染物的濃度控制決定通風(fēng)量。也同樣決定節(jié)能運(yùn)行的優(yōu)劣。分析國(guó)內(nèi)外的相關(guān)規(guī)定，使我們對(duì)實(shí)驗(yàn)室的換氣次數(shù)有了多方位的考慮。在確保污染物濃度控制在許可范圍內(nèi)的情況下,結(jié)合生產(chǎn)操作等因素盡可能降低實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)量。取得一個(gè)合理的平衡點(diǎn),無(wú)論在項(xiàng)目前期投資還是后期運(yùn)行成本上都可以有效節(jié)約。

二、實(shí)驗(yàn)室局部通風(fēng)

通風(fēng)柜和排氣罩是實(shí)驗(yàn)室的常用的局部排風(fēng)設(shè)備。通風(fēng)柜排風(fēng)主要適用于有氣味和有害氣體散發(fā)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，在工作口上造成一定的吸人風(fēng)速，以便有組織地將有害氣體排至室外。恒定的吸入速度可使通風(fēng)柜內(nèi)包容空間的有害物質(zhì)的逃逸減小到最低程度，從而使通風(fēng)柜前的操作人員的安全健康得到最大的保證。各國(guó)對(duì)通風(fēng)柜的吸入風(fēng)速規(guī)定也不相同,而Ashrae規(guī)定指出實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜吸人風(fēng)速應(yīng)根據(jù)通風(fēng)柜內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)的藥品或試劑的毒性以及潛在危險(xiǎn)來(lái)確定，采用的最為廣泛的通風(fēng)柜吸入風(fēng)速為0.5m/s,允許波動(dòng)范圍為0. lm/s。

目前有資料分析，對(duì)于一款適用于大多數(shù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)柜,其吸人風(fēng)速在0.4-0.5m/s時(shí)，多數(shù)操作可以有效且低風(fēng)險(xiǎn)地運(yùn)作;將吸入風(fēng)速提高至0.5 -0.6m/s時(shí),污染物外溢的控制效果變化不大,但是運(yùn)行成本卻顯著提高,此風(fēng)速范圍可以適用于一些特殊實(shí)驗(yàn)操作以稍微改善對(duì)污染物的控制效果。當(dāng)風(fēng)速提高到0. 6 -0.75m/s時(shí)，對(duì)污染物的控制效果有所提高但是沒(méi)有本質(zhì)的改善，能耗卻會(huì)因此而大大提高,所以,一般不推薦使用。當(dāng)吸入風(fēng)速提高到>0.75m/s時(shí)，可能會(huì)在通風(fēng)柜內(nèi)引起紊流從而導(dǎo)致柜內(nèi)毒害氣體濫出。
所以,通風(fēng)柜選取的吸入風(fēng)速不是越大越好，而是應(yīng)該選擇合適的數(shù)值。當(dāng)我們需要通過(guò)高吸入風(fēng)速控制污染物外溢時(shí)，也需要同樣選擇與吸入風(fēng)速相匹配的通風(fēng)柜,這樣才能達(dá)到預(yù)期的控制效果。
對(duì)于某些較大實(shí)驗(yàn)設(shè)備或無(wú)法在通風(fēng)柜中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作,可在其上部或側(cè)面采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制作方便的排風(fēng)罩。罩口截面和形狀可靈活的與有害物的擴(kuò)散形狀相匹配,并且在不影響工藝操作的情況下，盡量靠近有害物散發(fā)點(diǎn)。
通常情況下,實(shí)驗(yàn)人員在不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)都會(huì)習(xí)慣性的將排風(fēng)系統(tǒng)關(guān)閉,使得房間內(nèi)其它空間區(qū)城內(nèi)的污染物逐漸擴(kuò)散，或通風(fēng)柜關(guān)閉不嚴(yán)造成通風(fēng)柜內(nèi)殘余的有害物外泄,進(jìn)而污染房間空氣,這些均要求房間額外設(shè)計(jì)全面排風(fēng)系統(tǒng)與局部排風(fēng)系統(tǒng)配合使用。

三、送風(fēng)量與排風(fēng)量
在實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)中，送風(fēng)量的確定很大程度上不是由室內(nèi)負(fù)荷決定的，而是由排風(fēng)量決定的。確保實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的風(fēng)量平衡及與走廊之間一定的壓差是現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室的基本要求,這就需要與排風(fēng)系統(tǒng)相匹配的送風(fēng)系統(tǒng)。送風(fēng)量應(yīng)滿足實(shí)驗(yàn)室全部局部排風(fēng)量、全面排風(fēng)量和維持房間壓力的需求。由于實(shí)驗(yàn)人員的實(shí)驗(yàn)操作并不是持續(xù)不斷的，使得實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)系統(tǒng)可能也要間斷運(yùn)行。如何能夠在盡量節(jié)能且操作安全的前提下使送風(fēng)量與排風(fēng)量平衡成為問(wèn)題的焦點(diǎn)。
系統(tǒng)排風(fēng)量的確定,不能簡(jiǎn)單的將全面通風(fēng)量和所有局部排風(fēng)量疊加。需要局部排風(fēng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的同時(shí)使用系統(tǒng)對(duì)風(fēng)量的大小很關(guān)鍵。同時(shí),房間的換氣次數(shù)是由局部排風(fēng)和全面排風(fēng)共同保證的，綜合這兩方面就可以計(jì)算出合理的風(fēng)最范圍，系統(tǒng)最終的風(fēng)量范圍應(yīng)綜合考慮了同時(shí)使用系數(shù)和換氣次數(shù)確定的。如果風(fēng)量范圍幅度較大,則應(yīng)采用變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)。如果幅度不大,則采用定風(fēng)量系統(tǒng)也能達(dá)到同樣的效果。所以通鳳柜是否為變風(fēng)量型同系統(tǒng)風(fēng)最是有關(guān)系的。系統(tǒng)的送風(fēng)量,應(yīng)能滿足各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用工況引起的風(fēng)量變化。
送風(fēng)量范圍:考慮所有局部排風(fēng)設(shè)備均處于無(wú)人操作狀態(tài)時(shí)所需的最小風(fēng)量和換氣次數(shù)、房間負(fù)壓等要求,確定的最小送風(fēng)量;考慮同時(shí)使用系數(shù)后的局部排風(fēng)量和換氣次數(shù)、房間負(fù)壓等，確定的最大送風(fēng)量。定風(fēng)量送風(fēng)與變風(fēng)量送風(fēng)系統(tǒng)的確定,取決于風(fēng)量的范圍。