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實驗室通風系統的設計和應用

實驗室通風柜 實驗室通風系統改造安裝 實驗室廢氣處理工程

實驗室即進行試驗研究的特殊場所，可對生物學、化學、物理學或其他特殊科學做實驗。實驗室通風系統是整個實驗室設計和建設過程中，規模最大、影響最廣泛的系統之一。其通風系統的設計，對于實驗室環境的舒適度、實驗工作人員的身體健康、實驗設備的運行維護等方面產生重要影響，并關系到實驗室的投資成本、能源消耗及后期運行費用。

實驗室通風系統設計的目的，是為工作人員提供安全、舒適的工作環境，減少人員暴露在危險空氣下的可能。由于在實驗操作過程中可能產生有毒有害氣體，為確保實驗人員安全，此類可能產生有毒有害氣體的實驗，要求盡量在排風柜或生物安全柜內進行，不能在排風柜內進行的，要設局部排風設施，例如原子吸收罩、萬向排氣罩等，同時,實驗室要設全面通風（或稱輔助排風）系統滿足實驗室最小換氣量要求。通風系統的設計目標是使得實驗室通風效果好、噪音低、操作簡便、節約能源，室內壓差和溫濕度都能保持人體的舒適。

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實驗室通風系統一般有定風量系統、雙風量系統、變風量系統的形式

1.1、定風量排風系統：排風機采用單速定頻風機，排風量基本恒定不變，系統無法隨排風柜使用數量及排風柜門開啟高度而調節風量。該系統優點是設計直接、投資小、控制簡單；缺點是靈活性差、噪音大、排風柜面風速難以保證，會有部分有毒有害氣體從排風柜中逸出（面風速過小或過大都能造成氣體從排風柜中逸出），且運行費用高（排風機的電力消耗最大化，被排風機排出的熱能消耗最大化）。 

1.2、雙風量系統：排風機采用雙速風機，在兩個預定的風流量值之間進行高-低（或者稱為最大-最小）切換，較定風量系統有所改進，但沒有從根本上改變定風量系統的缺點，目前應用不多。

 1.3變風量系統：排風機采用變頻風機，在排風或補風主風道上設壓力傳感器，利用靜壓控制器PID控制變頻器調節風機轉速，達到恒定靜壓或動壓調節風量的目的。高性能的氣流控制器可以快速、穩定的在大流量變化范圍內調節。在變風量系統中排風柜一般采用面風速控制，通過在排風柜前采用人體感應器檢測人員是否存在，來控制柜門面風速，當操作人員在排風柜前作業時，將排風柜面風速設定為工作模式，此時排風柜面風速控制在0.5m/s, 當操作人員離開的時候，將排風柜面風速設定為待命模式，此時排風柜面風速控制在0.3m/s，遵循《實驗室變風量排風柜》JG/T222－2007規范之要求。另房間還要設輔助排風，當排風柜排風量不滿足實驗室最小排風量要求時，輔助排風自動打開，保證實驗室最小排風量符合標準要求。自動變風量控制系統的優點包括：節能顯著、安全性高，易于適應風量變化需求。

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實驗室全面排風，或稱輔助排風

當排風柜排風量不滿足實驗室最小排風量要求時，輔助排風自動打開，保證實驗室最小排風量，排風量換氣次數依照房間的功能與要求。

03補風系統

為了確保不出現氣流回溯，實驗室一般會設定較高的排風量，且連續排風時間較長（一般多為7*24小時全天候開啟排風系統），因此實驗室室內負壓過大的情況非常常見。為平衡室內外壓差，避免出現負壓過大的情況，實驗室在設計時就需要規劃實驗室補風系統，以維持房間設定的壓力，負壓防止實驗過程中有毒氣體和顆粒以及化學品存放過程中揮發的有害氣體向其他空間外溢，正壓實驗室不受外部空氣污染影響檢驗結果，并使得實驗室內換氣率能有效控制，室內空氣應充分置換，保證其新鮮度。

3.1 、補風方式

實驗室的補風方法一般有兩種，分別是自然補風和機械補風。

 自然補風不安裝補風機，通過實驗室內外的壓差（室內為負壓）將室外新風經過濾器、管道吸入室內達到補風效果，由于新風是被室外的正壓壓入負壓的室內，所以自然補風可以使得氣流達到動態平衡，同時也保證實驗室氣流流向穩定，且始終處于負壓狀態。自然補風的優點主要是不需安裝補風機，節省了前期投資和補風機運行的電費；缺點是在設計裝修時需要提前擴大進風井或進風百頁面積，這需要占用建筑使用面積或影響建筑立面效果，其次是不通過補風機的自然風無法進行加熱或冷卻處理。

 機械補風設置引風機形成理想的氣流組織，將室外新風經集中處理后，由補風機經管道送入房間內，機械補風可以對其加熱或冷卻處理及過濾等預處理，進行采用定風量補風還是變風量補風系統，一般與排風系統對應，即排風為定風量系統，補風也為定風量系統，排風為變風量系統，補風也為變風量系統。