科普：实验室通风设计时要注意什么问题？

实验室通风是控制室内压力、洁净度、温湿度的关键所在，也就是说通风系统是保障实验室内作业人员安全、标本安全、环境安全的核心技术。实验室通风与舒适性空调系统的通风设计要求不同，主要目的是提供安全、舒适的工作环境，减少人员暴露在危险空气下的可能。通风主要解决的是工作环境对实验人员的身体健康和劳动保护问题。

实验室通风设计时要注意什么问题？

实验室通风要求新风全部来自室外，然后100%排出室外，通风柜的排气不在室内循环。化学实验室换气要求每小时大于10次，物理实验室每小时大于10次，实验室无人时换气可减少为6次。实验室通风柜设计数量要足够，并且不作为唯一的室内排风装置，仪器室或产生危险物质的仪器上方设局部排风系统。

实验室的补风一部分来自空调系统直接送入实验室的新风，这部分新风根据实验室排风量的变化而变化;另一部分通过空调系统送入非实验室区域的走道、房间再通过实验室的门缝补给。实验室的负压通过送、排风风量和送排风口的布置来实现，气流组织从办公、管理用房、内走道、到产生危险物质的实验房间。通风柜的位置布置在远离空气流动、紊流大的地方，远离行走区域和空气新风区。新风从远离通风柜的方引入，空气流动路径远离通风柜。

实验室通风系统会受到实验室内部通风柜操作、进出实验室等影响，受到影响后的通风效果会絮乱，这样的环境会有很大的安全隐患，没法正常的保护人员与标本安全，所以在实验室通风效果控制上我们也要考虑众多因素，排除安全隐患。

实验室通风空调系统的设计要考虑以下几个主要因素：

(1)保证实验室的安全性，保证一定数量的换气次数；
(2)解决实验室通风系统负压的设计和系统控制；
(3)在满足换气次数和全新风条件下，控制能耗；
(4)系统稳定可靠。

实验室通风设计采用以下步骤和方案：

(1)实验室根据工艺要求和功能布置选择一定数量的通风柜，有的还兼有部分局部排风罩。通常校核下来换气次数远远大于10次，一般在20-30次以上，满足换气次数要求。但是此换气次数是按照通风柜最大开启面积计算的通风量，资料和经验表明100台通风柜99%的时间只有18个或更少的人在使用。故还应校核通风柜最小开启面积时的通风量和换气次数，若小于换气次数要求，则增加综合排风系统。

(2)实验室通风采用全新风系统，通风柜的排气不在室内循环。由于实验室要求房间相对其他辅助区域为负压。所以实验室的新风量设计为排风量的70﹪-80﹪。另外20﹪-30﹪的新风送至实验室辅助房间、办公、管理用房、内走道等，再由门窗缝隙补充到房间。

(3)通风柜的风量平衡可以采用定风量控制系统，即排风量恒定，送风量和门窗缝隙补充风量恒定。此方法适用于最大排风量满足最小换气次数要求的实验室。

(4)对于排风量远大于最小通风量要求的房间还可以采用两段式通风控制系统保证风量平衡，即根据通风柜的位移信号，排风机、送风机有2种送风工况，低风量工况应用于维持最小换气次数的要求，节约能耗。此情形药检所采用了变风量控制系统。

通风柜风量变化时，排风量也会相对变小，此时要求放置在屋顶的排风机随着通风柜柜门的位置变化而变频，降低风量，保证通风柜面风速恒定。同时自控系统改变全新风风机的频率，降低风量，维持负压平衡。变风量系统可以降低系统能耗。系统最大、最小换气次数接近则考虑采用定风量系统，使得系统简单，降低初投资。

通风系统除上文所述对通风柜有特殊要求外，对其他设备和控制系统也有一定的要求和标准。通风柜的选择除满足排风和捕捉能力外，还要注意需要根据调节门移动而立即改变风量，维持表面风速的恒定。笔者建议系统风量的测定和控制以柜门位移为信号而不是测定表面风速来测定。实验室压力控制和最小通风量的控制除了设备选型因素以外，通风系统设计和控制系统是关键因素，要保证系统的反应时间要足够短(<1秒)，通风系统不平衡会导致通风柜排风和捕捉能力散失，气流流出实验室，建筑物内压力不稳定。

还有一点要注意的是系统应该是压力变化无关型的，即系统风量的变化不会因为风管内静压的变化而使得反应时间缓慢影响系统流量的精确性。压力相关型的系统也会造成系统流量设备无法精确控制，缓慢的反应时间会让送排风设备产生震荡，速度不稳定会有大量的平衡问题存在，波动的送、排风系统使气流平衡复杂化，从而自控系统无法实现调节功能。

所以，系统首先监测的是通风柜的状态，接受调节门感应器信号后可以计算调节门面积(风量)，此时向(压力无关型)阀门送出风量控制信号，调节阀门的开度，送风量跟随排风量即刻变化，送排风机变频调节送风量。