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一、 實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)的基本概念

1、 通風(fēng)和通風(fēng)柜的概念

所謂通風(fēng)，就是把室內(nèi)的污濁空氣直接或經(jīng)凈化后排至室外把新鮮空氣補(bǔ)充進(jìn)來(lái)，從而保持室內(nèi)的空氣條件，以保持衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和滿足生產(chǎn)工藝的要求，我們把前者稱(chēng)為排風(fēng)，后者稱(chēng)為送風(fēng)。而通風(fēng)柜可以簡(jiǎn)單理解成一個(gè)箱體和一個(gè)風(fēng)機(jī)，產(chǎn)生于箱體中的氣體被風(fēng)機(jī)排出并被安全的排放到大氣中。

2、 通風(fēng)的分類(lèi)

按照動(dòng)力不同，通風(fēng)系統(tǒng)可以分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)，機(jī)械通風(fēng)又可以分為全面通風(fēng)和局部通風(fēng)，全面通風(fēng)是指在房間內(nèi)整體的進(jìn)行通風(fēng)換氣的一種方式，局部通風(fēng)是指通風(fēng)的范圍控制在有害物質(zhì)形成比較集中的地方，或是工作人員經(jīng)常活動(dòng)的局部地區(qū)的通風(fēng)方式，例如通風(fēng)柜、萬(wàn)向排煙罩、原子吸收罩等。

3、 實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)

實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)是研究控制實(shí)驗(yàn)室有害物質(zhì)對(duì)室內(nèi)外空氣環(huán)境的影響和破壞的技術(shù)。

二、實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)的基本組成

1、通風(fēng)末端設(shè)備

主要包括通風(fēng)柜、萬(wàn)向排煙罩、原子吸收罩、吹吸式排風(fēng)罩等。

2、通風(fēng)管路系統(tǒng)

主要有風(fēng)機(jī)、風(fēng)管、風(fēng)閥、消聲器、廢氣處理塔等。

三、實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)備簡(jiǎn)介

1、通風(fēng)柜

主要尺寸寬度為1200mm、1500mm、1800mm，深度為800mm，高度為2350mm。通風(fēng)柜的主要結(jié)構(gòu)為：

①柜體：通風(fēng)柜的柜體可根據(jù)使用要求做成鋼制、木制、塑料、不銹鋼等材料；

②臺(tái)面及襯板：耐腐蝕、耐酸堿、耐高溫的各種材質(zhì)，進(jìn)行高溫或強(qiáng)酸堿操作的內(nèi)層板要用不銹鋼除渣除油靜電噴涂環(huán)氧樹(shù)脂粉末；

③活動(dòng)拉門(mén)：裝在柜體表面上的透明玻璃，使用戶遠(yuǎn)離有害的化學(xué)物質(zhì)和氣體，同時(shí)使有害氣體通向通風(fēng)柜的內(nèi)部管道；

④導(dǎo)流板：控制氣流流經(jīng)通風(fēng)柜時(shí)的形狀，減少空氣流入通風(fēng)柜時(shí)產(chǎn)生的由于方式不定造成的回流或渦流，提高使用效率（會(huì)對(duì)噪聲及靜壓產(chǎn)生影響）；

⑤集流環(huán)：位于通風(fēng)柜的頂部，將通風(fēng)柜的氣體導(dǎo)向風(fēng)排放（對(duì)通風(fēng)柜的效率和噪聲有著重要的影響）；

⑥調(diào)風(fēng)閥：通風(fēng)柜的附屬部件，來(lái)調(diào)節(jié)通風(fēng)柜的排氣量以及最佳表面風(fēng)速；

⑦水龍、考克、水杯等配件。

2、萬(wàn)向排煙罩

主要為PP材質(zhì)，規(guī)格Φ110mm。是進(jìn)行局部通風(fēng)的首選：安裝簡(jiǎn)單、定位靈活，通風(fēng)性能良好，能有效保護(hù)實(shí)驗(yàn)室工作人員的人身安全。

3、原子吸收罩

主要為不銹鋼材質(zhì)，規(guī)格一般為400×400mm。主要適用于各類(lèi)大型精密儀器，要求定位安裝，有設(shè)定的通風(fēng)性能參數(shù)，也是整體實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃中必須考慮的因素之一。

四、通風(fēng)管路的材質(zhì)要求

1、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(duì)于一般的實(shí)驗(yàn)室，若室內(nèi)排放的氣體沒(méi)有腐蝕性，風(fēng)管可以采用鍍鋅鐵皮。

2、若實(shí)驗(yàn)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(qiáng)酸（如鹽酸、硝酸等），通風(fēng)管道應(yīng)該選用PP材質(zhì)。對(duì)于沒(méi)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。

3、如果客戶要求對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)風(fēng)，可選用鍍鋅管進(jìn)行補(bǔ)風(fēng)，補(bǔ)風(fēng)風(fēng)機(jī)也可選用低噪音軸流風(fēng)機(jī)，在特殊情況下，也可考慮軟管連接（如鋁箔管、塑料軟管等）。

五、通風(fēng)管路的尺寸及計(jì)算方法

1、常用圓形風(fēng)管尺寸

①單臺(tái)原子吸收罩主要選用Φ160（DN150）管；

②萬(wàn)向排煙罩主要選用Φ110（DN100）管；

③單臺(tái)、兩臺(tái)通風(fēng)柜支、干管主要選用Φ315（DN300）管。

2、常用方形風(fēng)管尺寸

如果系統(tǒng)較復(fù)雜，或同一房間平行設(shè)有三臺(tái)或三臺(tái)以上的通風(fēng)柜，或?qū)嶒?yàn)室高度有限，圓形風(fēng)管無(wú)法安裝，可以考慮選用方形風(fēng)管。

方形風(fēng)管的邊長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下（單位為mm）：120、160、200、320、400、500、630、800、1000、1250，由于通風(fēng)柜寬度為800mm，故選用方管長(zhǎng)邊尺寸不宜超過(guò)630mm，而且最好選擇正方形，如果條件不允許也可選用矩形，但每個(gè)單最好統(tǒng)一。

3、風(fēng)管尺寸方法

①圓形風(fēng)管計(jì)算方法：Q=（3600×πd2v）/4，{Q--排風(fēng)量，m3/h；d--風(fēng)管直徑，mm；v—管內(nèi)風(fēng)速，m/s；

②方形風(fēng)管計(jì)算方法：Q=3600×a?b?v，{Q--排風(fēng)量，m3/h；a、b--風(fēng)管邊長(zhǎng)，mm；v--管內(nèi)風(fēng)速，m/s}。

六、風(fēng)機(jī)分類(lèi)及選用

1、風(fēng)機(jī)的分類(lèi)

按照氣流方式，風(fēng)機(jī)分為離心式（常放置在屋外）、軸流式（常放置在屋內(nèi)）和混流（斜流）式三種；

軸流風(fēng)機(jī)適用于風(fēng)壓小、適用于管路短的通風(fēng)系統(tǒng)（一般10米以?xún)?nèi)，否則易造成抽不動(dòng)）；離心風(fēng)機(jī)適用于管路長(zhǎng)的通風(fēng)系統(tǒng)（一般10m以外，否則易造成噪音大）。風(fēng)機(jī)的材質(zhì)：一般分為玻璃鋼、PP、PVC、鐵皮、不銹鋼等，其中玻璃鋼較多。風(fēng)機(jī)的型號(hào)的選擇，是根據(jù)風(fēng)量和風(fēng)壓來(lái)選擇的。

2、風(fēng)機(jī)特點(diǎn)

①軸流風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)是：耗電量小，運(yùn)行費(fèi)用低，但噪音大，風(fēng)機(jī)抽力小（風(fēng)壓小），適用于簡(jiǎn)單系統(tǒng)，一般安裝在墻上或管道上；

②離心風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)是：耗電量大、運(yùn)行費(fèi)用較高，噪音較大，風(fēng)機(jī)抽力大（風(fēng)壓大），適用于復(fù)雜系統(tǒng)，主要安裝在室外或樓頂；

③斜流風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)是：耗電量、運(yùn)行費(fèi)用、風(fēng)機(jī)抽力處于前兩者之間，噪音較小，適用于簡(jiǎn)單系統(tǒng)，一般安裝在室內(nèi)。

3、風(fēng)機(jī)的幾個(gè)主要參數(shù)

①流量（Q）單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一流道截面的流體體積；

②風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（n）風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的速度，單位r∕min；

③效率（η）風(fēng)機(jī)的做功效率η=（W有用∕W總）×100%；

④壓力（P）風(fēng)機(jī)的全壓（Pt）分為動(dòng)壓（Pd）和靜壓（Ps）兩部分。靜壓是指風(fēng)機(jī)克服整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的摩擦阻力所必須具備有的壓力，它由通風(fēng)柜、百葉、調(diào)風(fēng)閥、風(fēng)管、風(fēng)機(jī)整個(gè)系統(tǒng)的特性決定，動(dòng)壓是氣體以一定的速度排放所具有的那部分壓力，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下計(jì)算Pd=0.5PV2（P空氣密度，通常為1.2；V風(fēng)速，單位m/s）。

4、風(fēng)機(jī)的選用

在3.5F以下，4000m∕h以下，2臺(tái)通風(fēng)柜以下可以選擇斜流風(fēng)機(jī)，以上選擇離心風(fēng)機(jī)。

①單臺(tái)萬(wàn)向排煙罩、原子吸收罩，

如果管路較簡(jiǎn)單，直接從房間穿墻或穿窗對(duì)外排放，則可選用玻璃鋼斜流風(fēng)機(jī)。

如果管路較復(fù)雜，彎頭較多，則可選用離心風(fēng)機(jī)；

②單臺(tái)排毒柜，如果管路系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，直接從房間穿墻或穿窗對(duì)外排放，則可選用斜流風(fēng)機(jī)；

如果系統(tǒng)較為復(fù)雜的話，應(yīng)該選用離心風(fēng)機(jī)。

選用風(fēng)機(jī)時(shí)，由于國(guó)內(nèi)廠家風(fēng)機(jī)參數(shù)有一定水分，應(yīng)該適當(dāng)放一定的余量；

③多臺(tái)排毒柜及復(fù)雜系統(tǒng)，對(duì)于兩臺(tái)或兩臺(tái)以上排毒柜的通風(fēng)系統(tǒng)，一般采用樓頂高空排放或室外排放，風(fēng)機(jī)一般選用離心風(fēng)機(jī)。

風(fēng)機(jī)的型號(hào)可根據(jù)系統(tǒng)的總排風(fēng)量和系統(tǒng)阻力選用。對(duì)于同時(shí)能滿足系統(tǒng)的排風(fēng)量和系統(tǒng)壓力的風(fēng)機(jī)，我們應(yīng)該盡量選用型號(hào)偏大，電機(jī)功率偏小的風(fēng)機(jī)。

④一臺(tái)風(fēng)機(jī)帶動(dòng)兩臺(tái)或幾臺(tái)排毒柜的系統(tǒng)，為了能單獨(dú)控制排毒柜的開(kāi)閉，應(yīng)該在每一臺(tái)排毒柜上設(shè)計(jì)一個(gè)電子調(diào)風(fēng)閥。電子調(diào)風(fēng)閥的型號(hào)一般為Φ315mm。

七、實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)

1、風(fēng)量的計(jì)算方法：

根據(jù)面風(fēng)速來(lái)確定排風(fēng)量（面風(fēng)速的一般取值為：0.3~0.5 m3/h）

計(jì)算公式：G=S?V?h?μ

                    =L?H?3600?μ

其中           G：排風(fēng)量

           S：操作窗開(kāi)啟面積

           V：面風(fēng)速

           h: 時(shí)間（1小時(shí)）

           L: 通風(fēng)柜長(zhǎng)度

           H: 操作窗開(kāi)啟高度

           μ: 安全系數(shù)（1.1~1.2）

例：1200L的通風(fēng)柜其排風(fēng)量計(jì)算如下：

G：1.2*0.75/2*0.8*3600*1.2=1555 m3/h

經(jīng)驗(yàn)值：1200L的通風(fēng)柜排風(fēng)量一般為1500 m3/h

1500L的通風(fēng)柜排風(fēng)量一般為1800 m3/h

1800L的通風(fēng)柜排風(fēng)量一般為2000 m3/h

注：中央臺(tái)上用排風(fēng)罩排風(fēng)量的計(jì)算方法同通風(fēng)柜排風(fēng)量的計(jì)算方法相同。

原子吸收罩排風(fēng)量的計(jì)算方法：

根據(jù)罩口風(fēng)速來(lái)確定排風(fēng)量（罩口風(fēng)速的一般取值：1~2 m3/h）

計(jì)算公式：G=πR2?V?3600?μ

其中           G:排風(fēng)量

          R:罩口半徑

          V:罩口風(fēng)速

          μ:安全系數(shù)（1.1~1.2）

經(jīng)驗(yàn)值：一般情況下原子吸收罩的排風(fēng)量在500~600 m3/h

整體通風(fēng)的排風(fēng)量計(jì)算方法：

計(jì)算公式：G=V?n?h=L?W?H?n?h

其中          G:排風(fēng)量          V:房間體積

          n:換氣次數(shù) （一般取8~12次）          h:時(shí)間（1小時(shí)）

 換氣次數(shù)參考值

實(shí)驗(yàn)室      化學(xué)     有機(jī)合成     有毒實(shí)驗(yàn)     P級(jí)實(shí)驗(yàn)     生物     醫(yī)藥     物理

次 /小時(shí)     6-20     15-18          20-30        15-30      5-30      5-10      3-8

 2、風(fēng)壓的計(jì)算

管線沿程阻力約5Pa/米，彎頭阻力為10~30 Pa/個(gè)，三通阻力為30~50 Pa/個(gè)。

注：所有阻力之和乘以安全系數(shù)（1.1~1.2）即為風(fēng)壓值。

 3、通風(fēng)管線風(fēng)量的計(jì)算

注：一般情況下國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)管風(fēng)速取值范圍為V=6~8m/s  （公司計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)管風(fēng)速取值范圍為V=8~12m/s）

計(jì)算公式：G=S?V?3600=πR2?V?3600→R=[G/（π?V?3600）]?

其中           G : 排風(fēng)量（根據(jù)上述計(jì)算得出）              R：風(fēng)管半徑             V：風(fēng)管風(fēng)速

注：矩形風(fēng)管的尺寸有如下幾種固定尺寸：120、150、200、250、300、400、500、630、800、1000、1200、1400、1600、1800  （如需由圓形管變?yōu)榫匦喂埽O(shè)計(jì)原則是面積相等）

4、通風(fēng)換氣

對(duì)于客戶要求對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)的，通風(fēng)換氣量可根據(jù)房間的換氣次數(shù)來(lái)確定，實(shí)驗(yàn)室的換氣次數(shù)取每小時(shí)10-12次，特殊情況可以相應(yīng)增大。

[房間通風(fēng)一般選擇500×500的鐵皮罩作為通風(fēng)末端設(shè)備，每個(gè)通風(fēng)罩通風(fēng)量可達(dá)到600m3／h，房間的長(zhǎng)×寬×高×10（換氣次數(shù)）=房間每小時(shí)的通風(fēng)量，然后房間每小時(shí)的通風(fēng)量除以600來(lái)確定通風(fēng)罩的數(shù)量，支、干管風(fēng)速按照6m／s計(jì)算]

5、 室外噪聲

室外噪聲應(yīng)控制在70dB（A），實(shí)驗(yàn)室內(nèi)噪聲應(yīng)控制在55dB（A），（室內(nèi)噪聲GB60分貝超標(biāo)，室外噪音大約為75分貝）。

風(fēng)機(jī)的噪聲可以分為本身的機(jī)械噪聲（此噪聲主要由風(fēng)扇質(zhì)量不同引起）和風(fēng)聲（為主要噪聲）。在風(fēng)機(jī)功率不大的情況下，可通過(guò)在風(fēng)機(jī)上方加防雨罩來(lái)消除風(fēng)聲，在使用大功率風(fēng)機(jī)時(shí)一般在風(fēng)機(jī)進(jìn)出口加消聲器來(lái)消除風(fēng)聲，機(jī)械噪聲主要靠建隔音墻，小黑屋或在風(fēng)機(jī)進(jìn)出口加軟接頭來(lái)解決。減振的主要方法為風(fēng)機(jī)底座做成減振底座并安裝減振器或加裝減震墊。

八、實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)管路設(shè)計(jì)

1、通風(fēng)設(shè)備的選擇

先根據(jù)平面圖確定每個(gè)系統(tǒng)包括多少通風(fēng)柜，再根據(jù)每個(gè)系統(tǒng)包括通風(fēng)柜的數(shù)量確定本系統(tǒng)的大致通風(fēng)量（每臺(tái)1200mm的通風(fēng)柜設(shè)計(jì)風(fēng)量為1300m3／h，每臺(tái)1500mm的通風(fēng)柜設(shè)計(jì)風(fēng)量為1700m3／h，每臺(tái)1800mm的通風(fēng)柜的計(jì)風(fēng)量為2100m3／h，每臺(tái)原子吸收罩的設(shè)計(jì)風(fēng)量為600m3／h，每臺(tái)萬(wàn)向排煙罩的設(shè)計(jì)風(fēng)量為250或300m3／h），然后選擇通風(fēng)量稍大于系統(tǒng)通風(fēng)量的風(fēng)機(jī)。

2、計(jì)算通風(fēng)過(guò)程中損失的壓力

單臺(tái)排毒柜系統(tǒng)阻力約80-100Pa，一般1m的管道損失5-6Pa，一個(gè)彎頭損失40-50Pa，風(fēng)機(jī)出口和抽風(fēng)口各損失60Pa，消聲器損失50Pa，然后根據(jù)所計(jì)算出的風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量和壓力在圖表曲線中選擇合適的風(fēng)機(jī)（在計(jì)算過(guò)程中只計(jì)算最遠(yuǎn)端通風(fēng)柜的壓差，然后留200-300Pa的余量）。

3、通風(fēng)量的計(jì)算

根據(jù)通風(fēng)量=風(fēng)管截面×管內(nèi)風(fēng)速來(lái)計(jì)算風(fēng)管半徑（支管根據(jù)通風(fēng)柜尺寸選擇315mm）

九、補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)

1、補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)

室內(nèi)放置N臺(tái)通風(fēng)柜或客戶要求時(shí)需要對(duì)室內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)風(fēng)，補(bǔ)風(fēng)量一般為排風(fēng)量的70%（門(mén)窗可補(bǔ)30%左右）；補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)盡量靠近排毒柜，以免影響實(shí)驗(yàn)室內(nèi)空調(diào)、采暖系統(tǒng)，而且補(bǔ)風(fēng)還需進(jìn)行預(yù)處理，方可送入實(shí)驗(yàn)室。

2、補(bǔ)風(fēng)的方式有多種

①通過(guò)室內(nèi)空調(diào)補(bǔ)風(fēng)；

②在天花上放置一段風(fēng)管與室外相連，達(dá)到自然補(bǔ)風(fēng)；

③使用補(bǔ)風(fēng)型通風(fēng)柜；

④在通風(fēng)系統(tǒng)外安裝補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)。

3、補(bǔ)風(fēng)量

如果做補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，根據(jù)房間的密閉情況確定補(bǔ)風(fēng)量，最大補(bǔ)風(fēng)量為通風(fēng)量的70%，最小為20%，主管道的風(fēng)速可設(shè)為8m∕s。

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