實驗室用氣通風與排風

實驗室的通風與排風系統是保障人員安全、環境合規及實驗有效性的關鍵基礎設施，其設計需結合實驗室類型、操作風險及功能需求綜合規劃。以下為環揚未來整理出的系統性設計框架：

一、設計核心原則

1. 風險分級控制

• 根據實驗涉及的危險物質（如揮發性有機物、生物氣溶膠、放射性物質）劃分風險等級；

• 優先采用局部排風（如通風櫥、生物安全柜），其次輔助全面通風。

2. 氣流組織優化

• 化學實驗室：保持微負壓，防止有害氣體逸出；

• 生物安全實驗室：定向氣流（如BSL-2實驗室壓力梯度控制）；

• 潔凈實驗室：層流設計（如百級潔凈室垂直單向流）。

3. 動態平衡調節

• 排風量需大于送風量（維持負壓），但避免能耗過高；

• 設置變頻風機，根據實時需求調節風量。

二、通風系統分類與實施要點

1. 全面通風

• 適用場景：低風險實驗室（如物理檢測室）、人員密集區；

• 設計參數：

• 換氣次數：6-12次/小時；

• 氣流方向：自清潔區流向污染區；

• 設備選型：

• 新風機組+初效/中效過濾器；

• 配套溫濕度控制模塊。

2. 局部排風

• 關鍵設備：

• 適用于靈活移動操作（如小型設備排氣）。

• A2型（90%外排，10%循環）：適用于微生物操作；

• B2型（全外排）：適用于高風險病原體。

• 類型選擇：

• 性能指標：面風速≥0.5m/s，排風量≥1200m3/h（雙人位）。

• 標準型（適用于一般化學操作）；

• 放射性同位素專用（鉛屏蔽層）；

• 溯源型（帶氣體凈化裝置）。

• 通風櫥：

• 生物安全柜：

• 萬向抽氣罩：

• 管道設計：

• 材質：耐腐蝕PP/FRP（化學排風）、鍍鋅鋼板（普通排風）；

• 坡度：≥2%防止冷凝水積聚；

• 主管風速：化學排風≥8m/s，生物排風≥12m/s。

3. 特殊實驗室要求

• PCR實驗室：

• 各分區獨立排風系統，避免擴增產物污染；

• 排風經HEPA過濾后高空排放。

• 細胞房：

• CO?培養箱集中排風管道，配備活性炭吸附裝置；

• 正壓設計防止外部污染。

• 放射性實驗室：

• 排風系統需屏蔽處理，廢氣監測達標后排放。

三、空氣凈化與排放處理

1. 過濾系統

• 初效過濾器：攔截大顆粒灰塵（G4等級）；

• 中效過濾器：去除5μm以上顆粒物（F8等級）；

• 高效過濾器：生物安全實驗室終端HEPA過濾（H14等級）。

2. 廢氣處理

• 氣溶膠：紫外線滅活或高溫滅菌后排放。

• 酸性氣體：噴淋塔中和（NaOH溶液）；

• 有機溶劑：活性炭吸附+催化燃燒。

• 化學實驗室：

• 生物實驗室：

3. 噪聲控制

• 風機管道包裹隔音棉；

• 設備間遠離實驗區域。

四、監控與智能化管理

1. 實時監測系統

• 風速傳感器、壓差計（關鍵區域壓差±5Pa）；

• 氣體檢測儀（VOCs、CO?濃度超標報警）。

2. 智能控制平臺

• 聯動控制：通風櫥啟動→風機自動提速；

• 遠程監控：手機端查看系統運行狀態。

五、節能與可持續性設計

1. 熱回收技術

• 冬季：排風熱量回收（顯熱回收效率≥60%）；

• 夏季：預冷新風（利用排風冷卻進風）。

2. 自然通風輔助

• 過渡季節開啟高側窗，利用熱壓通風；

• 設置電動可開啟外窗（需滿足氣密性要求）。

六、合規性要求

1. 國內標準

• GB 50736《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》；

• GB 19489《實驗室生物安全通用要求》；

• HJ 880《排污單位自行監測技術指南》。

2. 驗收重點

• 通風櫥面風速檢測；

• 生物安全柜氣流模式驗證（煙霧測試）；

• 排風系統泄漏率測試（≤1%）。

七、維護與應急

1. 定期維護計劃

• 過濾器更換周期：初效1-3個月，高效1-2年；

• 管道清洗：每季度化學排風管道酸洗。

2. 應急預案

• 風機故障時啟動備用電源；

• 氣體泄漏時自動關閉排風閥門，啟動應急噴淋。

通過科學設計、精細管理，實驗室通風與排風系統可兼顧安全、效率與環保需求。建議根據實驗室具體風險等級（如BSL-2、化學品類）定制方案，并優先選擇具備醫療/化工實驗室經驗的工程團隊。