LABORATORY VENTILATION SYSTEM 

 实验室通风系统 

实验室是一个特殊而又复杂的地方，难免会产生各种不同的有毒气体。实验室通风系统是实验室设计的核心部分，实验室通风系统是整个实验室设计和建设过程中，规模最大、影响最广泛的系统之一。通风系统的完善与否，直接对实验室环境、实验人员的身体康、实验设备的运行维护等方面产生重要影响。通风设计不止应用于控制排毒的表面风速，也要用于实验室内其它系统，通过调节风机的大小提供足够的排风量，并且控制实验室的噪音。

实验室过度负压，通风柜气体泄漏，实验室噪音等问题，一直是困扰实验室工作人员的难题。这些问题给长期在实验室中工作的人员，甚至工作在实验室周围的管理和后勤人员造成了身体和心里上的严重伤害。一个科学、合理的通风系统要求通风效果好、噪音低、操作简便、节能，甚至要求室内压和温湿度都能保持人体舒适性。本着“人性化和安全至上”的理念，半宙研究开发了具有国际先进水准的实验室通风净化系统。独特的排风管分离设计，不仅可以及时地排出实验室产生的废气，输入新鲜洁净的空气，而且还避免了交叉污染。

 SIX KEY ELEMENTS FOR LAB VENTILATION SYSTEM PLANNING AND DESIGN 

 实验室通风系统规划设计应该考虑的六大要素 

# 安全 :

各国关于实验室安全都有较为细致的标准，而安全也是实验室最为重要的目的之一。为了保证实验室内操作人员安全，我们需要对各种实验室设备的气流准确控制，例如，常用的通风柜、生物安全柜等，其控制目的是保证明验当中产生的有毒有害气体不会溢出而危及人员安全。关于实验室周边环境安全的保证，则通常是经过保证实验室的负压来完成的

# 压力控制 :

通常的生物化学实验室都要求保证实验室负压，防止实验室产生的毒害气体流入临近的办公区域，形成穿插污染。

# 易维护 :

过于复杂的系统，常常需求定期维护，维护程序复杂并且费用高。所以一个良好的控制系统应该尽量简单牢靠，维护简单或者不需定期维护。

# 节能:

在能源问题越发慌张的今天，节能曾经成了实验室管理者十分关怀的一个内容。通常的商用建筑物，为了节约能耗，采用的仅仅是15%的新风，而且建筑物是每周5天，每天10小时运作。而关于实验室采用的常常是100%全新风，每周7天，每天24小时运作，因而能耗宏大，必需在保证平安的前提下，尽量降低能耗。

# 温馨 :

保证实验室适宜并且稳定的温湿度，气流稳定无异味，为实验室的工作人员提供一个温馨的工作环境，以进步工作效率。

# 便于日后改造或扩建 :

控制系统的设计应该尽量思索日后的改造和扩建。使得通风柜等设备的更新、移位、增加，实验室压力极性的变换等尽量简单。

 DESIGN PRINCIPLES 

 设计原则 

# 根据大楼的结构特点，就近开设风井，划分排风和补风系统，管道系统做到短、平、顺、直，减少系统阻力，降低系统噪音

# 排风和补风系统达到风量平衡，保持室内-5PA-10PA的负压，防止有害气体的散溢，保证实验人员的身心健康。

# 夏天补冷风、冬天补暖风，保证室内温湿度的舒适性

# 采用智能变频控制系统，达到操作方便、节能降噪的目的

# 综合考虑各项因素，采用投资少、运行稳定、运行费用低、运行效果好的成熟工艺

# 所选择的工艺必须满足现场条件，平面布置简洁、紧凑、少占地，并方便生产操作和维护维修

# 非标设备应符合国家或行业相关规范，并保证性能稳定、外表美观。

# 在设计中充分考虑噪音、臭味等，防止二次污染的产生，不给周围环境造成新的污染

# 处理设施具备冲击负荷能力，确保废气达标排放

 COMPOSITION OF LABORATORY VENTILATION SYSTEM 

 实验室通风系统组成部分 

实验室通风系统一般由通风设备、通风管道、消声器、风机、控制系统组成。

通风设备 

# 通风柜 : 是安全处理有害气体或蒸汽的通风设备。作用：用来捕捉、密封和转移污染物以及有害气体，放置其逃逸到实验室内。排毒柜内的气流是通过排风机将实验室内的空气吸进排毒柜，将排毒柜内污染的气体稀释并通过通风系统排到户外后，可以达到低浓度扩散。

# 万向抽气罩 : 是进行局部通风的首选，安装简单、定位灵活。通风性能良好，能有效保护实验室工作人员的人身安全，适用于液相色谱、气相色谱或废气量不大且没有高温的实验。

# 原子吸收罩 : 主要适用于原子吸收仪等涉及高温且需要局部通风的大型精密仪器，要求定位安装，也是整体实验室规划中必须考虑的因素之一

# 桌面通风罩 : 主要适用于有机化学或需要长时间蒸馏的实验室，在解决这类实验室的整体通风要求中，它是必不可少的装备之一。

通风管道

# 对于一般的普通建筑，若室内排出的气体没有腐蚀性，通风管道可以采用镀锌钢板，对于产生有腐蚀性气体的实验室，风管应采用耐腐蚀材料的PVC  风管或玻璃钢风管。在一般的实验室通风工程，室内大多采用PVC风管、室外采用玻璃钢风管。对于室内层高不足的实验室或采用大型风管的实验  室，一般采用矩形风管，以便与现场空间匹配，在满足风管要求的前提下，尽量减小风管占用空间。圆形风管采用插件连接，矩形风管采用法兰方式连接，根据实际情况也可采用插件方式连接。

通风管设计要点

# 一台通风柜与一台通风机，用单一管道连接是最好的方法。

# 不能用单一管道连接的，只限于同层同一房间的可采用互相并连。

# 通风机尽可能安装在管道的末端（屋顶上等处）。

# 管道长度越短越好。

# 一台通风柜连接的通风柜越烧越好。排风通道尽可能直立，而且通道越高越好。

# 如需改变风道风速，则应配置相应的变频调整系统。

# 排风通道的末端应尽量避开补风管道送气口，防止排出的有害气体通过排风管道再被送至通风柜。

消声器

# 是一种可以控制实验室噪声的工具，在实验室通风系统中起到很好的消声作用，能够阻挡声波的传播，允许气流通过，从而达到减小噪声的效果，保护实验室操作的环境。

通风控制系统

# 通风控制系统可根据不同的情况采用不同的控制方式，如，单台通风设备定风量通风控制系统、多台通风设备变频控制系统、多台通风设备变频+变风量通风控制系统。

 FAN SELECTION 

 风机选择 

# 正确选择风机，是保证通风系统正常、经济运行的一个重要条件。所谓正确选择风机，主要是指根据被输送气体的性质和用途选择不同用途的风机；选择的风机要满足系统所需要的风量，同时风机的风压要能克服系统的阻力，而且在效率最高或经济使用范围内工作。

# 根据被输送气体的性质，选用不同用途的风机。例如，输送清洁空气，或含尘气体流经风机时已经过净化，含尘浓度不超过150mg乛m3时，可选择一般通风换气用的风机；输送腐蚀性气体，要选用防腐风机；输送易燃、易爆气体或含尘气体时，要选用防爆风机或排尘风机。但在选择具体的风机型号和规格时，还必须根据某种类型风机产品样本上的性能表或特性曲线图才能确定。

# 除非选择任何一台风机都不能满足要求，或在使用时要求风机的风压和风量有大幅度变动，否则应尽量避免把两台或数台风机并联或串联使用。因两台或数台风机联合工作时，每台风机所起的作用都要比其单独使用时差。

风机安装 : 

# 排风系统的通风机，一般都装在屋顶或顶层的通风机房内，这样可不占用使用面积，而且使室内的排风管道处于负压状态，以免有害物质由于管道的腐蚀或损坏，以及由于管道不严密而渗入室内，此外，通风机安装在屋顶上或顶层的通风机房内，检修方便，易于消声或减振。

风机类型 : 实验室通风系统风机主要用于实验室通风柜排气罩以及其他方面的通风和换气，主要有轴流式风机和离心式风机。

轴流式风机

# 使用于风压小、管路短的通风系统，如直接排至窗外或墙外的通风系统。

# 低压Hq<490Pa   高压Hq>=490Pa

# 特点：结构简单紧凑、噪音小、在规定的转速下，风量风压稳定，运转平稳，使用安全可靠，易于安装。

# 组成部分：该型风机由风轮、风壳、集风器三部分组成，风机为直接传动；叶轮由叶片、轮盘和毂组成；机壳由风筒、底座及支板组成，轮毂直接安装在电动机轴上。

离心式风机

# 适用于管路长的通风系统，如通过风管井或外墙接管排至屋顶。离心式风机型号繁多，在分析实验室常用此类风机。

# 低压Hq<=0.98kPa   中压0.98kPa<=Hq<=2.94kPa  高压Hq>=2.94kPa

# 特点：A、 风量大，效率高          B、 运转平稳，噪声低          C、 结构完整，便于维护           D、 拆装方便

 DESIGN PARAMETERS OF LABORATORY VENTILATION SYSTEM 

 实验室通风系统设计参数 

# 风管风速：送、排风风管支管内风速应在6-9m/s,干管内风速8-12m/s

# 实验室的换气次数应保持：8-15次。

# 实验室通风设备设计理论风量：

1.2m通风柜/排毒柜：排风量在700-1300cmh

1.5m通风柜/排毒柜：排风量在900-1700cmh

1.8m通风柜/排毒柜：排风量在1300-2100cmh

原子吸收罩排风量：400-600cmh

万向排烟罩：400-600cmh

 DESIGN STANDARD FOR LABORATORY VENTILATION SYSTEM 

 实验室通风系统设计标准 

# 按标准单元组合设计的通用实验室，其送排风系统也应按标准单元组合设计。

# 每个排风装甲宜设独立的排风系统，同一个实验室的所有排风装置宜合用一个排风系统。

# 工作时间连续使用排风系统的实验室设置送风系统，送风量宜为排风量的70%，并应根据工艺要求对送风进行空气净化处理。

# 排风系统的排风装置、风管、阀门、附件和风机等的材质应依系统所排除的有害物的种类确定。

# 排风机宜设置在建筑物（不含排风机房）之外。排除有害气体的排风机不得不设置在送风机室内。

# 排风系统宜在排风机吸入侧的管段上设置消声装置，排风机应设减震装甲。

# 排风系统排出的有害物浓度超过有关标准规定的允许排放标准时，应采取净化措施。

 VENTILATOR EXHAUST SYSTEM 

 通风柜排风系统 

通风柜的排风系统可分为集中式和分散式

集中式 : 把一层楼面或几层楼面的通风柜组成一个系统，或者整个实验楼分成多个系统。

# 优点：通风机少，设备投资省，而且对通风柜的数量稍有增减，以及位置的变更都具有一定的舒适性。

# 缺点：由于系统较大，风量不平衡，尽管每个通风柜上都装有调节阀，但使用不方便，并且不容易达到预定效果。如果系统风

管损坏需要检修，那么整个系统的通风柜就无法使用，

分散式 : 把一个通风柜或同房间的几个通风柜组成一个排风系统。

# 优点：可根据通风柜的工作需要来启闭通风机，相互不受干扰，容易达到预定的效果，而且比集中式节省能源，因为集中式系统，只要一个通风柜在使用，就得开动大通风机。分散式由于系统小，排风量小，阻力也小，所以通风机的风量、风压都不大，噪音与振动相应也小。分散式还有一个特点，是对排出不同性质有害气体易于处理。

# 缺点：通风机的数量多、系统多，如果通风机集中于通风房内，那么投资就会增大，如果通风机分散布置，就地安装，虽然通风机的投资增加，但分管的投资可节省，最后总投资不一定增大。

排气罩:

在实验室内，由于实验设备装置较大或实验操作上的要求，无法在通风柜中进行，但又要排走实验过程中散发的有害物质时可采用排风罩，有围挡式排风罩、侧吸罩、伞形罩。排气罩的布置是否合理直接影响排气效果。根据排气罩气流速度的衰减特性和有害物的散发情况，排气罩的布置应注意以下几点：

# 尽量靠近有害物散发源

# 排气罩要便于实验操作和设备维修检修。

# 对有害物的不同散发情况采用不同的排气罩如：摄谱仪，一般采用有围挡的排气罩；对实验台面排风或槽口排风，可采用侧吸罩；对于加热槽，宜采用伞形罩。

# 通风柜的风速 : 对于一般通风柜可通过关闭柜门窗口大小或调整台面屏蔽物的位置来较少开启面积，以达到较高的抽气速度。建议对一般无毒的有害物通风柜操作口处设计风速采用0.25-0.38m/s，对有毒及有危害物质采用0.4-0.5m/s,对极有毒及有少量放射性有害物质采用0.5-0.6m/s.

# 风压的确定 : 先计算系统阻力，再乘以1.1左右的余量，以克服使用过程中产生的不利因素

# 选型 : 根据通风量风压确定通风机的型号，再根据排出气体的性质，分别选用塑料通风机、普通通风机及防爆通风机，并且应尽量考虑噪声低、震动少等因素。

# 有害物质排放高度 : 排风系统有害物质排放高度应按现行的《工业企业设计卫生标准》和《工业三废排放标准》执行。在一般情况下，如果附近五十米以内没有较高建筑物时，排放高度应超过建筑最高处两米以上。

# 划分系统 : 在划分系统时，同一个房间内如有两个以上的通风柜，应划为一个系统，避免一个通风柜在使用，其他的通风柜产生倒流使室内受到污染。同样，一个房间内除了一个排风系统外，不宜再装置其他排风设备。

# 通风机的选用 : 

风量的计算按下列公式计算：L=FV  

L——排风量，M3/S

F——通风柜操作口面积按全部打开计算

V——操作口风速M/S

 LABORATORY VENTILATION

 实验室通风换气 

通风控制系统可根据不同的情况采用不同的控制方式，如单台通风设备定风量通风控制系统、多台通风设备变频通风控制系统、多台通风设备+变风量通风控制系统。半宙专门为实验室而开发的通风控制系统，不但能保证实验室工作人员的安全，而且率先采用通风变量控制系统，使系统运行经济，且获得理想的排气效果。为了即保证实验室气流使用标准又能够最大化节约能源，应采用低流量控制系统，其功能特点如下：

整体换气装置设计目的

# 将污染物浓度降到最低

# 在最短时间内稀释污染物浓度

# 不使已沉积的污染物再扩散

# 无气体排放死角

# 污染物以最短时间或路径排出

# 污染物排出路径不经过人员活动区域

# 已排出的污染物不再重回进气口

整体换气设备功能目的

# 提供新鲜空气满足人员需求

# 稀释或排除已溢散之有害物与危险物

# 温湿度、压力环境调节

局部排气(通风柜、排气罩)

# 将污染物自污染源处抽取排处

# 保护效能较高

# 新鲜空气需求量较大

# 效能较稳定

# 机构较复杂

气流组织方式

# 洁净室采用上送、下侧回风以及正压排风方式，在洁净室拐角处，合理布置回风立柱。通过回风立柱，在下侧将回风吸入回风管道。再通过洁净组合风柜的初、中、高效及末端高效过滤器四级过滤，循坏使用，达到所需洁净度的目的

换气次数

# 换气次数的作用是保证足够进行稀释的干净气流换气次数的多少应根据计算和经验确定。本系统视不同间体而异，净化实验室换气次数按6-12次/H来计算。所需送风量G=面积*层高*换气次数

空气净化处理

# 洁净室的空气净化处理器根据空气洁净度等级合理选用空气过滤器。初、中效过滤器设置在送风组合风柜的负压段，高效集中设置在送风组合风柜的正压段，前部送风。在间体回风口处设置初效过滤器，新风送风口设置高效过滤器。

实验室压差控制

# 实验室与周围的空间必须维持在一定的压差，不同等级的洁净室以及非洁净区之间的压差应不少于8pa,洁净区与室外的压差，应不少于9pa。可通过空调换气次数和新风量的补给，保证洁净区与非洁净区之间有10pa以上的压差。微生物实验室采用房间压差控制系统，通过房间压差传感器测房间压差，然后给信号至压差控制器控制风阀开度大小，以保证实验室负压。保证室内病菌只在实验室区域内。

特别措施

# 为了阻隔通风柜大量排走室内能源，我们对通风柜采用低流量控制系统进行管理，通风柜的面风控制在0.3m/h~0.6/h,通风柜门与通风机、送风机互锁。根据门的开启情况调节风机的运转，达到节能效果，而且保障了操作人员的安全。因为风速过大或者过小都会导致气体外泄，造成安全隐患，而另外一方面，在通风柜非工作期间，采用分区整体排风及分别补风的方法。在保证间体保持有足够的新鲜空气，舒适的工作温度的情况下不至于使运行成本过高。