實驗室是用于完成各種實驗工作的特殊場所，其通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計的好壞，直接關(guān)系到實驗人員的身體健康、實驗數(shù)據(jù)的準確性、實驗室的初投資及運行費用。實驗室活動中產(chǎn)生化學(xué)和生物污染源，通風(fēng)對于每個實驗室來說是必要的。不適當(dāng)?shù)耐L(fēng)可能不僅污染實驗室，還會污染整個工作環(huán)境。
通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計的目的，是要控制排風(fēng)柜內(nèi)的有毒有害氣體不外逸，滿足房間換氣次數(shù)要求，維持房間正確的壓力，為實驗人員提供一個安全、舒適的工作環(huán)境。不同的實驗室對溫度、濕度、壓力、空氣質(zhì)量等有不同的要求，這就需要良好、合理的通風(fēng)系統(tǒng)來完成。同時，實驗室通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計，在滿足實驗室使用功能的前提下，還必須符合環(huán)保、消防、節(jié)能等領(lǐng)域相關(guān)規(guī)范。
1實驗室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計
1.1實驗室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的主要目標
1.1.1保證實驗人員和工作環(huán)境的安全：通過通風(fēng)空調(diào)設(shè)計，捕捉和控制實驗過程產(chǎn)生的有毒、腐蝕性、易燃易爆、顆粒等產(chǎn)物，為工作人員創(chuàng)造健康的工作環(huán)境和有利的工作條件。
1.1.2控制實驗室內(nèi)空氣壓力，保證空氣質(zhì)量：實驗室通風(fēng)空調(diào)設(shè)計的基本原則是使建筑物內(nèi)的污染區(qū)（實驗區(qū)、有害物存放區(qū)等）相對于清潔區(qū)（辦公、走廊等）保持負壓，即送風(fēng)量小于排風(fēng)量，以保證非實驗區(qū)空氣的相對潔凈及人員工作區(qū)域的舒適狀態(tài)。
1.1.3提供適當(dāng)?shù)膿Q氣次數(shù)：實驗室內(nèi)不僅要排出有害物，還要使房間內(nèi)的空氣保證一定的新鮮度，必須要有足夠的新風(fēng)量去補償排風(fēng)量，保證房間內(nèi)的換氣次數(shù)。
1.1.4滿足相關(guān)環(huán)保標準，保證實驗室廢氣排放不影響室、內(nèi)外環(huán)境品質(zhì)。
1.2實驗室建筑平面設(shè)計
實驗建筑平面設(shè)計除了遵循一般建筑物平面設(shè)計原則外，根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)布置特點，還需要遵循下列原則，以利于環(huán)境衛(wèi)生，防止不同性質(zhì)的實驗室相互干擾，有利于不同的分析檢測順利進行，并節(jié)約投資。
?。?）同類實驗室組合在一起。
?。?）工程管網(wǎng)較多的實驗室組合在一起。
?。?）有隔振要求的實驗室組合在一起，一般宜設(shè)于底層。
（4）有潔凈要求的實驗室組合在一起。
（5）有防輻射要求的實驗室組合在一起。
（6）有毒性物質(zhì)產(chǎn)生的實驗室組合在一起。
1.3實驗室通風(fēng)空調(diào)設(shè)計參數(shù)的確定
根據(jù)不同類型實驗室的要求，空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)確定需主要考慮以下方面：
?。?）室內(nèi)溫度濕度要求及空氣質(zhì)量如潔凈度、壓差值等要求；
?。?）設(shè)備和工藝熱負荷，包括顯熱和潛熱，以及使用特點、備用要求、同時使用系數(shù)等；
排風(fēng)設(shè)備類型、數(shù)量及使用中調(diào)整的可能性；
?。?）進風(fēng)和補風(fēng)要求；
?。?）排風(fēng)設(shè)備類型及通風(fēng)柜的尺寸和數(shù)量的調(diào)整可能。
2實驗室通風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)成
2.1實驗室通風(fēng)系統(tǒng)示意圖
如上圖所示，實驗室通風(fēng)系統(tǒng)的基本組成為：
?。?）排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備：主要包括通風(fēng)柜、萬向排煙罩、原子吸收罩、吹吸式排風(fēng)罩、排風(fēng)機和廢氣處理裝置等。
?。?）補風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備：主要包括補風(fēng)機（必要時設(shè)置空氣處理裝置）、進風(fēng)百葉、送風(fēng)口等。
?。?）通風(fēng)管路系統(tǒng)：主要有風(fēng)管、風(fēng)閥、消聲器等。
2.2實驗室常用排風(fēng)設(shè)備
實驗室排風(fēng)設(shè)備主要有通風(fēng)柜、、萬向罩、原子吸收罩等。
通風(fēng)柜按照排風(fēng)方式分類：分為上部排風(fēng)式、下部排風(fēng)式、上下同時排風(fēng)式。為保證工作區(qū)風(fēng)速均勻，對于冷過程的通風(fēng)柜應(yīng)采用下部排風(fēng)式，對于熱過程的通風(fēng)柜采用上部排風(fēng)式，對于發(fā)熱量不穩(wěn)定的過程，可在上下均設(shè)排風(fēng)口隨柜內(nèi)發(fā)熱量的變化調(diào)節(jié)上下排風(fēng)量的比例，從而得到均勻的風(fēng)速。
通風(fēng)柜常用的進風(fēng)方式為通過室內(nèi)進風(fēng)在柜內(nèi)循環(huán)后排出室外，稱為全排風(fēng)式，當(dāng)通風(fēng)柜設(shè)置于對溫濕度有控制要求的房間時，為節(jié)省采暖、空調(diào)能耗，避免室內(nèi)溫度波動；采用從室外取補給風(fēng)在柜內(nèi)循環(huán)后排出室外的方式，稱為補風(fēng)式通風(fēng)柜。
普通的定風(fēng)量系統(tǒng)需要通過人工調(diào)整固定葉片的風(fēng)閥來改變通風(fēng)柜的排風(fēng)量，以達到需要的面風(fēng)速。在精度要求高的場合，可使用變風(fēng)量控制式的通風(fēng)柜，通過調(diào)節(jié)閥門的傳感器改變風(fēng)量達到給定的面風(fēng)速。
3實驗室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計要點
3.1進風(fēng)和排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計原則
?。?）當(dāng)化驗室的排風(fēng)量較大時，應(yīng)設(shè)置室外新風(fēng)補風(fēng)系統(tǒng)，并計入新風(fēng)負荷。
?。?）同一個實驗室內(nèi)的所有排風(fēng)裝置宜合用一個排風(fēng)系統(tǒng)。工作時間連續(xù)使用排風(fēng)系統(tǒng)的實驗室應(yīng)設(shè)置補風(fēng)系統(tǒng)，補風(fēng)量宜為排風(fēng)量的70%，并應(yīng)根據(jù)工藝要求對送風(fēng)進行空氣凈化處理。對于采暖地區(qū)，冬季應(yīng)對送風(fēng)進行加熱。送風(fēng)氣流不應(yīng)破壞實驗室排風(fēng)裝置的正常工作。
?。?）化學(xué)類實驗室內(nèi)排出的氣體均需直接排出室外，而不能循環(huán)利用。因此，除非化學(xué)實驗室也有潔凈要求否則均需保持其相對于相鄰區(qū)域為負壓。產(chǎn)生有毒、腐蝕性或高溫氣體的實驗室，必須將其排風(fēng)進行處理并達到安全排放標準。
（4）實驗室內(nèi)的實驗操作應(yīng)在帶有排風(fēng)的通風(fēng)柜（或排風(fēng)柜）內(nèi)進行。排風(fēng)柜的排風(fēng)量應(yīng)確保工作窗口的面風(fēng)速大于或等于0.5m/s。
?。?）凡排風(fēng)柜排出的有害氣體與別的排風(fēng)柜排放的氣體混合后，可能引起燃燒、爆炸或者毒性加劇的，不得合并于一個系統(tǒng)。
（6）除通風(fēng)柜的局部排風(fēng)外，實驗室內(nèi)還應(yīng)有全室排風(fēng)。實驗室內(nèi)的總排風(fēng)量折合房間換氣次數(shù)每小時應(yīng)大于或等于6次。
（7）用于補給實驗室內(nèi)排風(fēng)的新風(fēng)補給系統(tǒng)應(yīng)是不含回風(fēng)的直流式系統(tǒng)。
（8）除潔凈型實驗室外，一般實驗室的新風(fēng)補風(fēng)量應(yīng)略小于房間的總排風(fēng)量，以使室內(nèi)相對于走道或辦公室之間保持微負壓。
（9）對溫濕度有控制要求的實驗室，為節(jié)省采暖、空調(diào)能耗，避免室內(nèi)溫度波動，可采用補風(fēng)式通風(fēng)柜。排風(fēng)量的70%左右采用室外空氣由上部風(fēng)口供給，其30%左右則由新風(fēng)系統(tǒng)補充。
3.2實驗室排風(fēng)量確定
實驗室需要排風(fēng)設(shè)計的設(shè)備主要有通風(fēng)柜、、萬向罩、原子吸收罩等。以通風(fēng)柜為例，其排風(fēng)量按下式計算：
分別計算房間內(nèi)的排風(fēng)設(shè)備各自的排風(fēng)量，其總和為該房間排風(fēng)量。不同樓層、不同房間、排風(fēng)可以混合的設(shè)備可以合并為一個排風(fēng)系統(tǒng)，屋面排風(fēng)機風(fēng)量為其所帶排風(fēng)設(shè)備風(fēng)量的總和，不附加安全系數(shù)。
3.3實驗室送風(fēng)量確定
實驗室補風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量根據(jù)室內(nèi)風(fēng)量平衡進行計算，一般按保持室內(nèi)-5Pa～-10Pa的負壓，防止有害氣體的散溢，保證實驗人員的身心健康。
（1）當(dāng)采用送風(fēng)型通風(fēng)柜時，通風(fēng)柜排風(fēng)量的70%由通風(fēng)柜自行補充，房間新風(fēng)量為通風(fēng)柜排風(fēng)量的21%（另9%為無組織滲風(fēng)）；采用其他排風(fēng)設(shè)備時，房間新風(fēng)量為排風(fēng)量的70%（另30%為由走廊送風(fēng)補入）。
?。?）新風(fēng)機組送風(fēng)量為房間新風(fēng)量與走廊新風(fēng)量之和。
（3）排風(fēng)柜如果采用送風(fēng)型，將大大減少新風(fēng)量，降低新風(fēng)冷、熱能耗。
?。?）實驗設(shè)備不工作時，實驗室應(yīng)有2～3h-1的通風(fēng)換氣量。
3.4排風(fēng)、送風(fēng)管道設(shè)計
圓形風(fēng)管通風(fēng)效率高但直徑不宜太大。由于北方冬季室內(nèi)外溫差較大，室外管道可選用玻璃鋼產(chǎn)品，對于一般的實驗室，若室內(nèi)排放的氣體沒有腐蝕性，風(fēng)管可以采用鍍鋅鐵皮。
若實驗室排放的廢氣有一定的腐蝕性，風(fēng)管應(yīng)采用耐腐蝕材料的PVC、玻璃鋼風(fēng)管；如果通風(fēng)系統(tǒng)廢氣含強酸（如鹽酸、硝酸等），通風(fēng)管道應(yīng)該選用PP材質(zhì)。對于沒有或只有輕微腐蝕或客戶要求的話，也可選用不銹鋼風(fēng)管。
補風(fēng)系統(tǒng)管材選用鍍鋅管，在特殊情況下，也可考慮軟管連接（如鋁箔管、塑料軟管等）。新風(fēng)管道及新風(fēng)口設(shè)計參考一般空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計相關(guān)規(guī)范，通風(fēng)設(shè)備和管道系統(tǒng)的設(shè)計須根據(jù)實驗室的使用要求采取必要的消聲減振措施。
4結(jié)語
實驗室多種多樣，其通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計也應(yīng)該靈活多樣，在一個實驗樓內(nèi)可能存在多種通風(fēng)方式并存，通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計的原則是在保證人員健康安全的前提下，應(yīng)盡量減少通風(fēng)量，這即可減少投資，又可節(jié)省運行費用。隨著實驗室建設(shè)標準的不斷提高，變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣，對通風(fēng)設(shè)計也提出了更高的要求，因此在進行實驗室通風(fēng)設(shè)計時，要多傾聽使用人員及其他相關(guān)方面人士的意見，設(shè)計要有針對性，做到有的放矢。
