淺談實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用

桑金霞

摘 要：隨著生產(chǎn)安全意識(shí)的不斷提高，以及對(duì)空氣質(zhì)量環(huán)境的高度關(guān)注，作為一個(gè)現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)室，除了關(guān)注部分有潔凈度、恒溫恒濕等特殊要求的實(shí)驗(yàn)室外，一些試劑使用種類較多、使用量較大的實(shí)驗(yàn)室更應(yīng)該得到重視。這部分實(shí)驗(yàn)室作為高污染區(qū)域，產(chǎn)生的廢氣容易造成室內(nèi)空氣污染，對(duì)檢驗(yàn)人員的安全與健康造成不可估量的影響。而實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)則是實(shí)驗(yàn)室廢氣收集和凈化的主體，優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行效果，提高實(shí)驗(yàn)室安全性是未來(lái)實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的重要方向之一。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)；通風(fēng)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1通風(fēng)管道的選用

新建實(shí)驗(yàn)樓時(shí)，可以按照實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)的要求設(shè)計(jì)專用的管道井：在已有的建筑物中改建通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，則通風(fēng)管道不可能使用專用的管道井，必需通過(guò)各樓層房間。因此，通風(fēng)管道材料的選用，不但要保證足夠的通風(fēng)量，還應(yīng)盡量減少對(duì)管道所經(jīng)過(guò)的房；間的功能和外觀的影響。上述兩例中，由于分析實(shí)驗(yàn)室位于頂層，不存在其他樓層房間室內(nèi)管道問(wèn)題。解剖實(shí)驗(yàn)室位于一層，管道需穿過(guò)四層樓房房間，如果選材不當(dāng)，則會(huì)對(duì)管道所經(jīng)過(guò)的房間造成很大的影響。經(jīng)過(guò)對(duì)比，我們選用的是口徑為250mm的白色PVC管材。其內(nèi)外表面細(xì)膩光滑，與一般玻璃鋼通風(fēng)管相比，具有外表美觀，內(nèi)部風(fēng)阻小，不易變形，噪聲小等優(yōu)點(diǎn)。

1.2通風(fēng)管道口徑的計(jì)算

通風(fēng)管道口徑大小，直接影響通風(fēng)量能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，也是影響管道噪聲因素之一。在解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)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(jù)通風(fēng)量計(jì)算出來(lái)的。計(jì)算過(guò)程如下：

室內(nèi)通風(fēng)采用兩條管道，每條管道的通風(fēng)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(fēng)時(shí)內(nèi)部風(fēng)速=0.625/0.05=12.5米/秒。這樣的風(fēng)速，會(huì)對(duì)管壁形成很大的負(fù)壓。如果采用玻璃鋼管道，由于其工藝特點(diǎn)，必然會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲。而采用PVC管，則可避免這一不利情況的發(fā)生。

2實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用

2.1針對(duì)性配置末端排風(fēng)設(shè)備

每一種類型的檢驗(yàn)工作所采用的試劑、儀器、工藝流程都存在一定的差異，相對(duì)應(yīng)其產(chǎn)生廢氣的成分以及廢氣的擴(kuò)散形式與速率均不相同，針對(duì)不同的需求配置相應(yīng)的排風(fēng)設(shè)備，才能使效果最大化。如生態(tài)前處理室的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在使用過(guò)程會(huì)揮發(fā)出大量乙醚，并且經(jīng)過(guò)加熱后，擴(kuò)散速度加快。使用傳統(tǒng)的通風(fēng)柜，由于空間相對(duì)狹小，放置這類體積較大的設(shè)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(wèn)題，新建的生態(tài)前處理室采用一種較為新型的集氣柜，即在普通實(shí)驗(yàn)臺(tái)上增加類似通風(fēng)柜上部結(jié)構(gòu)的密閉罩，將實(shí)驗(yàn)臺(tái)表面以上的空間圍閉，并設(shè)置柜門方便操作。集氣柜結(jié)合通風(fēng)柜的密閉性和普通實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(yàn)需求。

2.2新風(fēng)補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)的作用

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)一般只設(shè)有排風(fēng)系統(tǒng)，但在實(shí)踐當(dāng)中單純通過(guò)強(qiáng)力的排風(fēng)帶走室內(nèi)廢氣的效果并不理想。主要的原因是廢氣排走必然帶動(dòng)空氣的流動(dòng)，而空氣流動(dòng)是否順暢則直接影響著廢氣收集的效率。排風(fēng)系統(tǒng)在帶走室內(nèi)空氣的同時(shí)，室外的空氣則經(jīng)過(guò)門窗等地方進(jìn)入到房間，但由于補(bǔ)進(jìn)的氣流無(wú)法均勻，導(dǎo)致效率降低。

而當(dāng)增加新風(fēng)補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)則可以根據(jù)現(xiàn)有的排風(fēng)系統(tǒng)布置進(jìn)行針對(duì)性的布置，帶動(dòng)整個(gè)房間的空氣流動(dòng)，提高均勻性，從而提升廢氣收集效率。同時(shí)，新鮮空氣的補(bǔ)充可以進(jìn)一步降低房間廢氣濃度，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量，保障檢驗(yàn)人員安全。從上文附表數(shù)據(jù)可以看出，實(shí)驗(yàn)室在增加或完善補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)后，對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢氣濃度的降低起到一定的作用。

2.3實(shí)驗(yàn)室微負(fù)壓控制的作用

上面提到增加新風(fēng)補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)可以提高房間的空氣質(zhì)量，但是如果控制不好，同樣會(huì)衍生出其他問(wèn)題。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室雖然也有部分配置有新風(fēng)補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，但基本上是排風(fēng)系統(tǒng)配置了多少排風(fēng)量，補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)則相應(yīng)地配置了略低的補(bǔ)風(fēng)量，從而保持實(shí)驗(yàn)室微負(fù)壓狀態(tài)。但是這種方式一旦排風(fēng)系統(tǒng)因?yàn)樵O(shè)備老化、配套廢氣處理裝置堵塞導(dǎo)致阻力增大等問(wèn)題造成排風(fēng)量降低，則有可能出現(xiàn)排風(fēng)量低于補(bǔ)風(fēng)量的情況，過(guò)多的新風(fēng)會(huì)把廢氣帶出到室外，威脅到室外人員的安全。

故此新建的實(shí)驗(yàn)室采用負(fù)壓控制方式進(jìn)行排風(fēng)及補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)的配合，利用傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)與外界的壓差值，調(diào)節(jié)新風(fēng)補(bǔ)風(fēng)量，使之保持略低于排風(fēng)量，從而保持房間微負(fù)壓，確保廢氣不會(huì)外溢到室外影響其他人員的安全。由于該控制模式為實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，可以較為穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)微負(fù)壓控制，能進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)室的安全性。

2.4排風(fēng)系統(tǒng)管道壓力控制的作用

正如上文所提到的，排風(fēng)系統(tǒng)會(huì)隨著使用時(shí)間的推移，引起設(shè)備老化、配套廢氣處理裝置堵塞等問(wèn)題，導(dǎo)致排風(fēng)量不足。為了解決這一問(wèn)題，排風(fēng)系統(tǒng)中引入管道壓力控制，即當(dāng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的排風(fēng)量調(diào)節(jié)至理想狀態(tài)后，監(jiān)測(cè)排風(fēng)主管道內(nèi)的壓力值，并將其設(shè)定為固定的調(diào)節(jié)目標(biāo)值，即排風(fēng)設(shè)備根據(jù)設(shè)定的管道壓力目標(biāo)值調(diào)節(jié)運(yùn)行頻率，從而保持管道內(nèi)的壓力在恒溫范圍內(nèi)，使實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的排風(fēng)量處于最優(yōu)狀態(tài)。如當(dāng)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(fēng)設(shè)備的運(yùn)行頻率，使管道壓力保持穩(wěn)定。此項(xiàng)措施有利于提高排風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，使實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的廢氣能隨時(shí)得到有效的收集。

3結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包含了排風(fēng)、新風(fēng)、控制、處理等多種構(gòu)成要素，不同的配置、組合、協(xié)調(diào)配合都影響其實(shí)際效果。但目前很多的實(shí)驗(yàn)室對(duì)其通風(fēng)系統(tǒng)的要求只停留在有或沒(méi)有的概念上，并沒(méi)有真正了解其中的重要性。且不論忽略通風(fēng)系統(tǒng)所帶來(lái)的空氣污染問(wèn)題會(huì)不會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成影響，但一定會(huì)對(duì)工作人員的安全和健康造成威脅。實(shí)驗(yàn)室房間內(nèi)通風(fēng)的安全性要足夠重視，通風(fēng)的能力要符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，不僅保證潔凈度要求的一定數(shù)量的換氣次數(shù)，讓送風(fēng)氣流流向?qū)嶒?yàn)室。保持實(shí)驗(yàn)室的正壓或負(fù)壓。另外，為實(shí)驗(yàn)人員創(chuàng)造安全舒適的工作環(huán)境，降低噪聲。系統(tǒng)要容易控制，易于管理，能穩(wěn)定、低能耗運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：山東沃柏斯實(shí)驗(yàn)室工程有限公司）