生物实验室通风柜通风橱系统的设计方案及具体应用

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1。通风柜

的功能及应用通风柜的主要功能是控制各种有害气体、水蒸气、气味、余热等。实验操作时产生的气体放在室外的通风柜中，以达到保护使用者安全和防止实验中的污染物扩散到实验室的目的。

通风柜广泛应用于各种生化和理化实验室。它在保护实验样品的纯度、保证实验结果的准确性、保持实验室环境的清洁、改善劳动卫生条件和提高工作效率等方面发挥着重要作用。

通风柜可用于理化实验室、生物实验室和洁净实验室，但不适用于生物安全三级和四级实验室。

2、国内外关于通风柜的标准

国外关于通风柜的标准主要包括:德国标准DIN12927(1990)、法国标准NFX15-211(1996)、英国标准bs 7989: 2001 (2001)、澳大利亚标准as/nzs2243.9: 2003 (2003)、美国标准ansi/aihaz 9.5: 2003 (2003)和SEFA 1003中国的通风柜标准均为行业标准，包括:通风柜JB/T6412.1999、实验室变风量通风柜JG/T222.2007、无风管自洁式通风柜(送审)JB/Txxx . 2011

3、通风柜的性能

通常用三个参数来衡量通风柜的性能:捕集效率、抑制效率和去除有害气体的效率通过两种方式可以获得良好的捕集效率，一是在通风柜开口处保持合理的表面风速，二是合理布置通风柜。合理设计通风柜体，保持通风柜开口合理的表面风速，是获得较高抑制效率的关键。去除有害气体的效率是通过室外排气口的高度和适当的风速来实现的。

3.1工作场所

通风柜的数量因实验研究的类型而异。研究机构和大学的一般配置是化学研究实验室为每个研究人员配备1个通风柜，生物研究实验室为6-10名研究人员共用一个通风柜，物理实验室为整个部门配备一个通风柜。应根据实验性质和实验室工艺要求选择通风柜的类型和数量。综合考虑各种因素，确定通风柜排气系统和补风系统，确定通风机房和通风井的位置本着安全、实用、有效、经济的原则，有害气体应尽快排放到较近的地方，以免污染环境和操作人员，实验中所有气体污染物应控制在通风柜内。实验室通风柜的位置应结合技术和施工的特殊性合理确定。通风柜应设置在气流干扰小的地方，并应尽可能远离门口、送风口和人员经常出入的通道，以防止无组织气流干扰通风柜的气流场。同时，也应远离精密仪器，避免通风柜排气影响仪器运行根据英国标准7258，当通风柜平行于通流时，通风柜前端应距离门1米。当通风柜垂直于通流时，其近端与门边之间的距离应为lm，相对布置的通风柜之间的净距离应为3m根据建设项目的环境影响评价报告及其审批意见，以及受污染气体的成分，确定应采取的废气处理措施，选择处理设备，满足设置排放口的要求。例如，法国标准XPX15-203要求排放口至少高出屋顶3米。或者至少是建筑高度的125%中国“国家民用建筑工程设计技术措施:暖通空调及中间；功率”规定:检查措施合理布置风道，尽可能缩短管道长度，降低风道阻力，降低风机功率和噪音由于水蒸气或试剂在实验中经常被蒸发到废气中，冬季寒冷地区的废气管道会发生冷凝，因此，水平废气管道的坡度应为29/00 ~ 3 & Permil；，并尽可能避免风管上下转动，以免冷凝水积聚；必要时，在排气管和排气扇的低点分别设置带手动密封阀的排水管。

排气扇的合理选择和布置排气扇的选择和布置应考虑以下因素:

(1)首先，排气扇的材料应耐腐蚀；通常，应选择离心式风扇将电机置于废气之外。

(2)考虑到建设和未来实验室变化的可能性，风机风量和压头应考虑一定的余量。

(3)为了减少噪音和振动，风扇转速不应高于1450转/分合理确定风机安装位置时应考虑以下因素:

①由于风机的噪声和振动，安装位置应尽可能远离噪声和振动限制的房间，并相对集中。易于安装和维护

②风机应尽可能布置在机房内，特别是在寒冷和寒冷地区，这样既便于隔音和减振，又能防止结冰。

③排气扇应尽可能靠近排气口布置，如顶层或屋顶，以保持室内排气管处于负压状态，防止空气泄漏对排气管穿过的其他房间产生不利影响。

④确定通风柜排气系统和补风系统的控制方式空调房间应考虑房间压力控制，并与整个实验室建筑的建筑控制系统相结合。

3.2系统设计确定

3.2.1表面风速

目前，我国没有明确规定通风柜表面风速的国家标准或规范。工程设计通常根据设计手册中的推荐值，或根据甲方和工艺要求确定，如表1所示。

3.2.2排气系统形式

通风柜排气系统常见形式主要如下，见表2

3.2.3空气补充系统通风柜空气补充系统的常见形式见表3

3.2.4控制系统通风柜控制系统的常见形式见表43.2.5废气处理

通常在物理和化学实验中使用各种试剂。通风柜排气中的气体成分复杂多变，有害物质浓度不高，一般可以直接排放。只有在某些特殊情况下才需要废气处理。在

(1)实验中，当使用大量高浓度强酸和强碱时，可根据酸碱中和原理，利用废气净化塔处理废气当放射性核元素用于

(2)实验时，排出的空气应经过空气过滤器处理后排放。

(3)当实验中使用的氨或实验产品含有氨、恶臭或微量致癌物时，废气经活性炭过滤后排放。气态物质的吸附应选用颗粒活性炭，其四氯化碳活性应高于60%在

(4)通风柜内进行标记实验时，应在出风口安装除碘过滤装置。当对

(5)通风柜进行汞测试时，排气口应配备高锰酸钾和次氯酸钠溶液吸收装置或含硫活性炭进行吸附和排放。

4通风柜应用实例分析

4.1一对一系统某大学生命科学学院

总建筑面积27000平方米，102个通风柜。所有通风柜的排气扇放置在屋顶的5个风室中。实验室配有新鲜空气和综合排气系统。通风柜排风时采用自然补充空气。总建筑面积3800平方米的大学

199科学楼有47个通风柜，主要位于11 & mdash14楼的化学、生物和环境实验室以及通风柜排气扇都位于15楼的屋顶。

是一个排气风扇对应一个通风柜的系统。它使用灵活，互不干扰。得到了实验室人员的好评。在这两所大学里，通风橱不会在一天内持续很长时间，所以实验室的环境参数基本上不受影响。如果长时间集中使用通风柜，可能会影响实验室的舒适度。

4.2共享系统

某大学化学学院新教学楼总建筑面积为19700平方米它采用一对多系统，有2~4个通风柜和1个排气扇。每个实验室的标准配置是设置3个通风柜(1.8m中的2个，1.5m中的1个或1.2个)和2个房间通风口(在天花板上)。每个实验室配备1台排气扇和1台变频控制器。每个通风柜配有一个位移传感器，随着玻璃柜门开启(提升)幅度的变化，自动调节系统的排风量，以保持通风柜正面的表面风速基本不变(风速为0.5m/s~0.1m/s)当所有通风柜的玻璃门关闭(降至底部)时，吊顶出风口的电动气阀将自动打开，通过吊顶上的两个出风口将空气完全排出。当任何通风柜的柜门打开时，天花板出风口将立即关闭。

的每层都配有新鲜空气系统，其中一部分送至走廊，另一部分通过天花板上的供气口送至实验室。新风系统在夏季输送冷空气，在过渡季节输送自然空气，在冬季不供气。

通风柜与房间共用一个排风系统，其特点是

(1)通过位移传感器直接控制变频器，传感器不安装在风管中，避免了传感器的腐蚀和污染，以较低的成本实现了变风量控制

(2)通过提升玻璃门直接调节排气量，控制简单

(3)具有良好的节能效果，在排出小风量空气时，不仅可以节电，还可以减少冷热损失。当

(4)低速排气时，室内和室外噪音降低当

(5)通风柜门半开全开时，表面风速约为0.5m/s，当开门高度小于3亿时，表面风速约为1m/s，风速增大地面风速不稳定

4.3变风量系统

变风量系统广泛应用于国外企业的研发实验室。国内生命科学研究所的实验室和办公楼以及出入境检验检疫局大楼仅采用变风量通风橱控制系统。

199 a生命科学研究所实验办公楼，总建筑面积18000平方米有8个带可变风量通风柜的通风系统。每个系统并联6个通风柜。供气和排气风扇由变频控制。空气热交换器布置在空气供应和排气之间，以回收排气能量。出入境检验检疫局14栋

& mdash；19楼是一个实验室。整栋建筑配备了36个通风柜。排气系统使用可变风量阀和变频器，根据走廊、房间和通风柜的压力梯度控制通风柜的排气和组成。同时，来自通风柜的废气经酸雾吸收塔净化后排出。

变风量通风橱系统具有良好的表面风速控制和实验室环境舒适性。但是，如果根据每个通风柜的表面风速进行变频控制，会出现气阀频繁动作、调节滞后、风机振动大、噪音大的情况。在实际应用中，变频器往往难以实现无级调节。

4.4无管过滤系统

当实验规模不大、实验强度和频率不高时，无管过滤式通风柜具有安装简单、使用灵活、安全节能的特点由于无管过滤式通风柜配有分子过滤器、排气扇和风速计，也可选择[5]子过滤器或过滤器。只要废气中的污染物能被过滤器吸收，排气口中的污染物浓度就低于GBZ 2.1-mdash；2007、GBZ2.2 & mdash对于2007年的规定值(个人计算机-环球航空公司、个人计算机-南方航空公司、个人计算机中的严格值。过滤后的空气不需要排出房间，而是在实验室中再循环。该操作可达到显著的节能效果。同济大学的李强民等人曾以上海为例，计算了排风量为2300m3/h的无管过滤式通风柜的能耗和费用，新风总能耗为79207千瓦时，新风总能耗为34106千瓦时，能耗为55170元。

是一种无过滤系统的洁净空气通风柜，已在上海医药学院、北京兽药监察院、北京四环制药厂等单位使用。

5总结了

通风柜排气系统的选择受多种因素影响，应根据具体情况分析后确定其应用。只要系统合理，任何一种系统都能达到令人满意的使用效果。

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