實驗室凈化裝修工程之通風柜及集氣設備

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可致病的或不明的化學物質和有機體，實驗室中應有良好的通風,保障實驗人員的身心健康。為阻止一些蒸氣、氣體和微粒（煙霧、煤煙、灰塵和氣懸體）的吸收，污染物質須用通風柜、通風罩或局部通風的方法除去。通風柜是實驗室中重要的安全設備之一，它是一種有效的局部保證使用者以及實驗室其他人員遠離化學試劑和其他不明物質的侵害。

一、通風柜

1.結構

通風柜的結構是上下式，其頂部有排氣孔，可安裝風機。上柜中有導流板、電路控制觸摸開關、電源插座等，透視窗采用鋼化玻璃，可左右或上下移動，供人操作。下柜采用實驗邊臺樣式，上面有臺面，下面是柜體，臺面可安裝小水杯和龍頭。

通風柜的材料有全鋼、鋼木、全木、鋁木、塑鋼、PVC結構等,其臺面是直接與實驗樣品接觸的地方，通常由環(huán)氧樹脂板、實芯理化板、不銹鋼板、PVC、陶瓷等材料組成。

舊式通風柜多用木材制成,但現(xiàn)代多為涂有環(huán)氧樹脂的鋼材制造。常見柜寬為1200mm、1500mm、1800mm和 2000mm幾個規(guī)格,深700~900mm，高1900-2400mm，可供1~3個人同時使用，通風柜一般靠墻安裝。

前方中間為可上下移動的透明門（多為玻璃)，開啟高度一般為100~550mm。門后為實驗進行的工作面,有水管、下水道、電源、真空泵、氣路管線等實驗需要的連接，上有帶保護罩的燈照明。空氣由柜內前上方的排風扇抽走后,或經(jīng)管道引到別處（稱為全通風),或經(jīng)過濾重新循環(huán)使用(成為無管通風)。多數(shù)通風柜在排氣量過小前方玻璃門開啟過大的時候會發(fā)出警報，提醒操作者注意，內部的排風扇速度和燈都有開關可調。使用的時候人站或坐于柜前,將玻璃門盡量放低，手通過門下伸進柜內進行實驗。

2.品類

2.1 頂抽式通風柜:這種通風柜的特點是結構簡單、制造方便,適合有熱量產(chǎn)生的場合。

2.2 狹縫式通風柜:狹縫式通風柜是在其頂部和后側設有排風狹縫，對各種不同情況都能獲得良好的效果，但結構比較復雜,制作也較麻煩。

2.3 旁通式通風柜:當實驗室考慮大幅度通風柜排除室內空氣時，采用這種通風柜比較理想,因為當柜門全閉時并不影響室內的換氣量。

2.4 補風式通風柜:對于有空氣調節(jié)系統(tǒng)的實驗室或潔凈實驗室，采用這種通風柜是很理想的,既節(jié)省了能量,又不影響室內的氣流組織。

2.5自然通風式通風柜:優(yōu)點是不耗電;能日夜連續(xù)換氣（經(jīng)實測室內換氣可達6次/h)，有利于室內換氣;無噪聲和振動;由于沒有機械設備，容易保養(yǎng);構造簡單,造價低廉。但它的使用受一定條件限制,凡不產(chǎn)生熱量的實驗，都不宜采用,有的房間,在夏季也不宜使用。

2.6活動式通風柜:在現(xiàn)代化實驗室建筑中，有時還配置一種通用實驗室(實驗大廳)，其中的實驗工作臺、水盆通風柜等設備都可隨時移動,不用時也可推入鄰近的貯藏室。這種通風柜宜用木材、塑料或輕金屬制作,以便移動。

3.分類

3.1 按排風方式分類

分為上部排風式、下部排風式和上下同時排風式三類。為保證工作區(qū)風速均勻，對于冷過程的通風柜應采用下部排風式，對于熱過程的通風柜采用上部排風式，對于發(fā)熱量不穩(wěn)定的過程,可在上下均設排風口隨柜內發(fā)熱量的變化調節(jié)上下排風量的比例,從而得到均勻的風速。

3.2按進風方式分類

全排風式通風柜:通過室內進風在柜內循環(huán)后排出室外稱為全排風式，這是應用非常廣泛的一種類型。

補風式通風柜:當通風柜設置于采暖或對溫濕度有控制要求房間時，為節(jié)省采暖、空調能耗,采用從室外取補給風在柜內循環(huán)后排出室外的方式稱為補風式通風柜。

變風量式通風柜:普通的定風量系統(tǒng)需要人工調整固定葉片的風閥，調節(jié)通風柜的排風量，當調節(jié)閥門到某一角度時達到希望的面風速。變風量控制是通過調節(jié)閥門的傳感器改變風量達到給定的面風速，當然標準式成本低、變風量成本高,適用于要求精度高的場合。

3.3按使用狀態(tài)分類

可分為整體式下部開放式、落地式、兩面式、三面玻璃式、桌上式、連體式以及根據(jù)不同實驗使用需要而設計的對放射性實驗的，對合成實驗的，對過氯酸實驗的專用通風柜。

3.4按照有無外接管道分類可分為外排型通風柜和無管道通風柜。外排型通風柜是將實驗操作時產(chǎn)生的不明氣體通過外接管道直接抽出室外。無管道通風柜是將實驗操作產(chǎn)生的不明氣體直接用活性炭過濾器吸附。

3.5通風柜的主要功能

通風柜的功能中主要的是排氣功能,在化學實驗室中,實驗操作時產(chǎn)生各種不明氣體、臭氣、濕氣以及腐蝕性物質,為了保護使用者的安全，防止實驗中的污染物質向實驗室擴散,在污染源附近要使用通風柜，以往通風柜使用臺數(shù)較少，通風柜只擔負實驗臺的輔助功能?？紤]到改善實驗環(huán)境，在實驗臺上進行的實驗逐漸轉移到通風柜內，這就要求在通風柜里要有更適于設備使用的功能。特別是大多新建的實驗室都要求有空調，因此在裝修的初步設計階段就要將通風柜的使用臺數(shù)納入空調系統(tǒng)的計劃。由于通風柜在生化實驗室中占有非常重要的位置,從改善實驗室環(huán)境、改善勞動衛(wèi)生條件、提高工作效率等方面考慮，通風柜的使用臺數(shù)飛躍地增加，隨之而來的是通風管道、配管、配線、排風等都成為實驗室建設的重要課題。

使用通風柜的重要目的是排出實驗中產(chǎn)生的不明氣體，保護實驗人員的健康，也就是說要安全性和操作性,這就要求通風柜應具有如下功能:

釋放功能:應具備將通風柜內部產(chǎn)生的不明氣體用吸收柜外氣體的方式，使其稀釋后排除室外的機構。中凈環(huán)球凈化可提供凈化工程、無塵車間、實驗室的咨詢、規(guī)劃、設計、施工、安裝改造等配套服務。

防倒流功能:應具有在通風柜內部由排風機產(chǎn)生的氣流將不明氣體從通風柜內部不反向流進室內的功能。為確保這一功能的實現(xiàn)，一臺通風柜與一臺通風機用單一管道連接是更好的方法,不能用單一管道連接的,也只限于同層同一房間的可并連,通風機盡可能安裝在管道的末端（或層頂處)。

隔離功能:在通風柜前面應具用不滑動的玻璃視窗將通風柜內外進行分隔。

補充功能:應具有在排出不明氣體時，從通風柜外吸入空氣的通道或替代裝置。

控制風速功能:為防止通風柜內不明氣體逸出,需要有一定的吸入速度。決定通風柜進風的吸入速度的要素有:實驗內容產(chǎn)生的熱量及與換氣次數(shù)的關系。其中主要的是實驗內容和污染物的性質。國家標準規(guī)定，通風柜的面風速為0.5m/s ±10%。為了確保這樣的風速，排風機應有必要的靜壓，即空氣通過通風管道時的摩擦阻力。確定風速時還必須注意噪音問題，通過空氣在管道內流動時以7—10m為限,超過10m將產(chǎn)生噪音，通常實驗室的(室內背景噪聲級）噪聲限制值為70dBA，增加管道截面積會降低風速,也就降低噪音，考慮到管道的經(jīng)費和施工問題,必須慎重選擇管道及排風機的功率。

耐熱及耐酸堿腐蝕功能:通風柜內有的要安置電爐，有的實驗產(chǎn)生大量酸堿等污染氣體具有極強的腐蝕性。通風柜的臺面、襯板、側板及選用的水咀、氣咀等都應具有防腐功能。在半導體行業(yè)或腐蝕性實驗中使用硫酸、硝酸、氫氟酸等強酸的場合還要求通風柜的整體材料必須防酸堿，通常采用不銹鋼、PVC或PP材料制造。

4.安全性

安全性是通風柜追求的重要使命，實驗室使用通風柜就是要保證使用者的安全及防止對周圍環(huán)境的污染。

4.1 采用獨縫式排風結構,有效地排出不明氣體。

4.2 流線型手把,手把與玻璃之間留有空隙,由于空氣在臺面上的流動是旋轉的,從而保證有效地進氣。

4.3設置視窗防落銷,萬一鋼絲繩脫落玻璃視窗意外落下，有了防落銷就會接住,防止碰傷人員。

4.4玻璃視窗采用鋼化玻璃,即使玻璃意外撞壞,不會出現(xiàn)傷人。

4.5 通風柜上部設置通風孔,即使玻璃視窗關閉也能進入空氣，避免產(chǎn)生更大負壓。

4.6通風柜殼體選用金屬材料，防火，內腔選用抗倍特板、不銹鋼板等阻燃或不燃材料，臺面選用實芯理化板或不銹鋼板防酸堿、耐熱、阻燃。

4.7 玻璃視窗有效高度800mm，內腔1200mm，臺面高度800mm，符合人體工程學,便于操作,使用空間大，提高安全性。

4.8 水咀、氣咀在柜外設遠距離操作手把,比直接用手操作更方便安全。

5.注意事項

5.1在實驗開始以前，須確認通風柜應該處于運行狀態(tài)，才能進行實驗操作。

5.2實驗結束前至少還要繼續(xù)運行5分鐘以上才可關閉通風機，以排出管道內的殘留氣體。也可考慮安裝排風時間延時器，確保通風機延遲運行。

5.3 實驗時,在距玻璃視窗150mm內不要放任何設備，大型實驗設備要有充足的空間,不應影響空氣的流動,前面視窗盡量要關閉使用。

二、萬向抽氣罩

萬向抽氣罩主要是用來快速排放實驗或生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的小范圍的粉塵、熱氣、揮發(fā)性氣體、不明氣體等小顆粒狀浮旋物或氣體的裝置,可以使所有的不明氣體被完全抽離,是實驗室里面必不可少的安全設備之一。

三、原子吸收罩

原子吸收罩是將原子吸收儀、原子熒光儀等儀器在使用過程中排放出的氣體輸送到室外的通風設備。主體采用不銹鋼結構,配有電動調節(jié)系統(tǒng)控制風量，排風性能穩(wěn)定,抗腐蝕性強,常用于實驗室通風。

1.結構介紹:全套設備有可伸縮不銹鋼集氣罩、帶手動調節(jié)不銹鋼導風管等。

2.不銹鋼導風管:采用1.0mm不銹鋼制作,風管直徑為DN200mm。在導風管上配有手動調節(jié)閥,開啟度可以0到180度,可任意調節(jié)風量。

3.不銹鋼集氣罩:采用1.0mm316不銹鋼板制作，根據(jù)實驗需要,抽氣罩可以上下伸縮150mm，以方便實驗操作。

4.原吸罩就是常說的排風罩,功率較大。

5.由于原吸罩的功率比較大,通常要用不銹鋼材料。

6.排風量大，耐高溫。

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