實驗室通排風系統設計

   目的：在化學實驗過程中，經常會產生各種難聞的，有腐蝕性的、有毒的或易爆的氣體。這些有害氣體如不及時排除室外，就要造成室內空氣污染，影響實驗人員的健康與安全；影響儀器設備的精度和使用壽命，因此，實驗室通風是實驗室設計中不可缺少的一個組成部分。為了使實驗室工作人員不吸入或咽入一些有毒的、可致病的或毒性不明的化學物質和有機體，實驗室中應有良好的通風。為阻止一些蒸氣、氣體和微粒（煙霧、煤煙、灰塵和氣懸體）吸入，污染物質須用通風柜、通風罩、局部排風的方法除去。
  分類：化學實驗室的通風方式有兩種，即局部排風和全室通風。局部排風是在有害物質產生后立即就近排出，這種方式能以較少的風量排走大量的有害物質，能量省而效果好，是改善現有實驗室條件可行和經濟的方法，也可能是適應新實驗室通風建設的最好方式。對于有些實驗不能采用局部排風，或局部排風滿足不了排風要求時，采用全室通風。
    通風柜是實驗室中最常用的一種局部排風設備，他的性能好壞主要取決于通過通風柜空氣移動的速度。影響正面速度和空氣運動的因素是渦流、柜的入口形狀、熱載量、機械作用、排風孔設計和阻凝物等。此外，尚于他的防火能力、耐腐蝕性、是否便于清洗以及污染物進入排風系統前收集某些污染物的能力等性能有關。一般認為，實驗室中的通風柜應能適應易燃的液體和氣體，而且結構材料應具有幾分鐘的耐火能力，以保持通風柜的完整和及時將火封熄。
通風柜的排風系統可分為集中式和分散式兩種。
集中式是把一層樓面或幾層樓面的的通風柜組成一個系統，或者整個實驗樓分成一二個系統。它的特點是通風機少，設備投資省，而且對通風柜的數量稍有增減，以及位置的變更，都具有一定的適應性。然而由于系統較大，風量不易平衡，盡管每個通風柜上都裝有調節閥，但使用不方便，并且也不容易達到預定的效果。如果系統風管損壞需要檢修時，那么整個系統的通風柜就無法使用。所以，原來采用集中式系統的實驗室，先后都改為用分散式系統。
    分散式是把一個通風柜或同房間的幾個通風柜組成一個排風系統。他的特點是：可根據通風柜的工作需要來啟閉通風機，相互不受干擾，容易達到預定的效果，而且比集中式節省能源，因為集中式系統，只要一個通風柜在使用，就得開動大通風機。分散式由于系統小，排風量也小，阻力也小，所以通風機的風量、風壓都不大，躁聲與振動相應也較小。分散式還有一個特點，是對排出不同性質的有害氣體易于處理。缺點是通風機的數量多、系統多，如果通風機集中于通風機房內，那么投資就會增大，如果通風機分散布置，而且就地安裝，雖然通風機的投資增加，但風管的投資可節省，最后總投資不一定增大。建議使用分散式。
    在劃分系統時，同一個房間內如有兩個以上的通風柜，應劃為一個系統，避免一個通風柜在使用，其他的通風柜產生倒流，使室內受到污染。同樣，一個房間內除了一個排風系統外，不宜再裝置其他排風設備。
   排風系統的通風機，一般都裝在屋頂上，或頂層的通風機房內，這樣可不占用使用面積，而且使室內的排風管道處于負壓狀態，以免有害物質由于管道的腐蝕或損壞，以及由于管道不嚴密而滲入室內，此外，通風機安裝在屋頂上或頂層的通風機房內，檢修方便，易于消聲或減振。
   排風系統有害物質排放高度應按現行的《工業企業設計衛生標準》和《工業三廢排放標準》執行。在一般情況下，如果附近五十米以內沒有較高建筑物時，排放高度應超過建筑物最高處兩米以上。
通風柜的風速和風機的選用：對于一般通風柜可通過關閉柜門窗口大小或調整臺面屏蔽物的位置來減少開啟表面積，以達到較高的抽氣速度。建議對一般無毒的有害物通風柜操作口處設計風速采用0.25~0.38M/S，對有毒及有危害物質采用0.4~0.5M/S，對極毒物及有少量放射性有害物質采用0.5~0.6M/S。
通風機的選用：
風量的計算按下列公式計算：
L=FV
式中L——排風量，M3/S：
F——通風柜操作口面積按全部打開計算
V——操作口風速M/S
風壓的確定：
   先計算系統阻力，再乘以1.1左右的余量，以克服使用過程中產生的不利因素。
    選型：根據通風量風壓確定通風機的型號，再根據排出氣體的性質，分別選用塑料通風機、普通通風機及防爆風機，并且應盡量考慮躁聲低、震動小等因素。
排氣：在實驗室內，由于實驗設備裝置較大，或者實驗操作上的要求，無法在通風柜中進行，但又要排走實驗過程中散發的有害物質時可采用排風罩，有圍擋式排風罩、側吸罩、傘形罩三種。
排氣罩的布置合理與否，直接影響著排氣效果。根據排氣罩氣流速度的衰減特性和有害物的散發情況，排氣罩的布置應注意一下幾點。
 1、盡量靠近有害物散發源
    2、對于有害物的不同散發情況采用不同的排氣罩
如對色譜儀，一般采用有圍擋的排氣罩；對于實驗臺面排風或槽口排風，可采用側吸罩；對于加熱槽，宜采用傘形罩
    3、 排氣罩要便于實驗操作和設備維修檢修
全室通風：全室通風有自然通風和機械通風。常用于室內不設通風柜而且又需排出有害物質的房間。
    自然通風：利用室內外的溫度差，即室內外空氣的密度差而產生的熱壓，把室內的有害氣體排出室外，對于依靠窗口讓空氣任意流動時，稱做無組織自然通風；對于依靠一定的進風口和出風豎井，讓空氣按所要求的方向流動時，稱做有組織自然通風。
   有組織自然通風常見的做法是：在外墻下部或門的下部裝百葉風口，在房間內側設置豎井，它只適用于有害物質濃度低的房間，適用于室內溫度高于室外空氣溫度的場合。
機械通風
   自然通風滿足不了室內換氣要求時，應采用機械通風，尤其是危險品庫、藥品庫等，盡管有了自然通風，為了考慮事故通風，也必須采用機械通風。過去常用的做法是，在外墻上安裝軸流風機，但效果較差，盡量避免在有窗的外墻上安裝軸流風機，避免躁聲。對于散發有腐蝕氣體的房間如酸庫等，不宜使用軸流通風機；對于散發易爆氣體的房間，必須采用防爆通風機。
    在潔凈室內，為了排出工藝過程中散發出的有害物質，經常采用通風柜、排氣罩等局部排風裝置。在設計局部排風時，應當注意以下幾個問題。
    1、選用性能好的排風裝置，以便再滿足衛生和安全的要求情況下使排風量最少。排風系統應以風散為主，盡可能使每個潔凈室單獨設置排風系統效果較好，使用方便，而且不會相互干擾，由于通風機小，躁聲也低。、
    2、為了防止室外空氣通過排風系統侵入潔凈室內造成污染，在排風系統上應設置止回閥或中效過濾器，或廢氣凈化設備。
    3、減少對室內的污染，排風裝置應布置在潔凈工作區氣流的下風側。
    4、如果排風系統的躁聲值超過室內允許躁聲值時，應在排風機吸入端的管道上裝置消聲器。
    風機一般為離心式風機和軸流式風機兩種，分析實驗室主要用于實驗室通風柜排氣罩以及其他方面的通風和換氣。
   （1）離心式風機型號繁多，在分析實驗室常用此類風機，風機又分為Hq≤0.98Kpa，中壓0.98KPa≤Hq≤2.94Kpa，高壓Hq＞2.94 Kpa，在選用風機時，應關注其性能和特點，要求具有以下特點：
1、風量大效率高；
    2、運轉平穩，躁聲低；
    3、結構完整，便于維護；
    4、拆裝方便。
    實驗室常用于腐蝕氣體和毒氣的通風排放，因此選擇風機時應考慮風機的材質。塑料風機和玻璃鋼風機是現代實驗室常用的風機機型。玻璃鋼風機具有耐腐蝕、耐高溫、防日曬雨淋等特點。
 
 
（2） 軸流式風機
軸流式風機也有低壓Hq＜490Pa、高壓Hq≥490 Pa，該風機的特點是結構簡單緊湊，躁聲較小，在規定轉速下，風量風壓穩定，運轉平穩，使用安全可靠，易于安裝，該型風機由風輪、風殼、集風器三部分組成，風機為直接傳動。葉輪由葉片、輪盤和彀組成；機殼由風筒、底座及支板組成，輪彀直接裝在電動機軸上。