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[摘要]：本文介绍实验室通风的重要性以及通风柜的选择；通过对通风系统的优化设计，保证通风系统的高效、节能；在有采暖或空调的房间内采用补风型通风柜或选择带风量控制的通风柜；为防止不同用途的通风柜、不同功能的实验室之间通过风道串味，风道与通风柜有可调电动调节阀，房间补风微正压；将有毒有害气体稀释排出室外，减少职业病的危害。
[关键词]：通风设计 通风柜 风机 改造 补风 职业病
1.引言
在化学实验过程中，经常会产生各种难闻的，有腐蚀性的、有毒的或易爆的气体。这些有害气体如不及时排除室外，就要造成室内空气污染，影响实验人员的健康与安全；影响仪器设备的精度和使用寿命，因此，实验室通风是实 验室设计中不可缺少的一个组成部分。为了使实验室工作人员不吸入或咽入一些有毒的、可致病的或毒性不明的化学 物质和有机体，实验室中应有良好的通风。
遵循“预防为主”的卫生工作方针，执行职业卫生法律、规范、标准的要求，采取行之有效的卫生防护措施和配置合理的卫生防护设施。对实验过程中产生的有毒有害因素，采取综合预防治理措施，防止有害因素对工作场所的污染；控制职业危害因素，改善劳动条件，保障职工的身体健康。
2.工程基本概况
胜利石化总厂中心化验室为一栋三层建筑，建筑面积约2450㎡。承担全厂各生产装置的原料以及辅助原材料、生产装置中间产品质量控制分析和产品成品出厂分析，公用系统工程的介质（水、蒸汽）分析，同时担负科研任务。
3.实验室通风的重要性
现代化标准实验室是个综合系统工程，在装备各种仪器设备及配套设施的同时，既要考虑供电、给水、排水、送风、排风、净化排污等要求，还要考虑对人员、物体、周边环境的安全性，噪音、异味、视觉环境的重要性，仪器设备的可操作性功能性，以及信息处理的便捷性。其中实验室通风是实验室设计中不可缺少的一个重要组成部分。为了使实验室工作人员不吸入有毒有害的、可致病的或毒性不明的化学物质或有机体，实验室应有良好的通风。
4.目前状况
1.由于化验楼房间是双面布局，自然通风不畅。实验介质都是汽柴油、液化气易挥发等烃类物质，芳烃及硫化氢含量较高，化学试剂储存样品多、集中存放，其中多数化学试剂易挥发；在样品分析、存储、转移过程中挥发大量有毒有害气体，存在芳烃扩散使人员中毒的安全隐患。原通风设计没有补风系统，室外风机及管道等设备老化严重，通风柜数量少、布局不合理、串味，室内通风已不能满足要求，造成化验室内通风不良，严重影响职工身体健康。
2.化验楼实验间有毒有害气体检测
5.通风改造的必要性
胜利石化总厂属炼化企业，是危险化学品生产单位，危险化学品具有特殊的易燃、易爆、毒害等危险性，化验介质主要有汽油、柴油、液化气、石脑油、硫磺、丙烯、石油焦等，实验过程产生硫化氢、苯等烃类有毒有害气体。随着胜利石化总厂质量升级及改造扩建，原油加工能力增加，新装置不断增多，中心化验室分析项目不断增加。为落实《职业病防治法》，保障化验人员身体健康，最大程度降低职业病危害，对化验楼通风设施改造是非常必要的。
6.实验室通风系统设计
6.1通风系统的分类
1.全面通风：在整体房间内进行全面的空气交换。当有毒有害的气体大面积的扩散到实验台空间时，必须要及时排出，同时还要有一定的新鲜空气进行补充。把有毒有害的气体控制在规定的范围内。
2.局部通风：局部排风是在有害物质产生后立即就近排出，这种方式能以较少的风量排走大量的有害物质，能量省而效果好，是改善现有实验室条件可行和经济的方法，也可能是适应新实验室通风建设的最好方式。将有毒有害的气体通过小的操作设施进行局部的通风处理，防止扩散到整个房间；还可根据气体浓度的大小选择强制排风。强制排风可称机械排风，利用局部排风把所产生的风压借助通风管道进行整体排放。对于排放到空气中的废气，其有害物质的排放标准超过国家规定的排放标准时，不能直接排放到大气中污染环境；必须根据该气体的化学性质经中和反应吸收处理使其浓度低于排放标准后，方可排放到大气中。
6.2风量的选择
风量的选择是根据房间排风要求大小来进行的，每行业每个专业都有不同的标准要求，这根本就没有怎样选的问题。风机的选择跟转速/功率/压值都有关系，风机的压力跟通风系统的阻值有关系，当然是很重要的。通风柜的风速和风机的选用 对一般通风柜可通过关闭柜门窗口大小或调整台面屏蔽物的位置来减少开启表面积，以达到较高的抽气速度。建 议对一般无毒的有害物通风柜操作口处设计风速采用 0.25～0.38M/S，对有毒及有危害物质采用 0.4～0.5M/S，对极毒物 及有少量放射性有害物质采用 0.5～0.6M/S。 通风机的选用风量的计算按下列公式计算： L=FV 式中 L——排风量，M3/S： F——通风柜操作口面积按全部打开计算 V——操作口风速 M/S 风压的确定 先计算系统阻力，再乘以 1.1 左右的余量，以克服使用过程中产生的不利因素。
6.3通风管设计要点
1.一台通风柜与一台通风机，用单一管道连接是最好的方法。
2.不能用单一管道连接的，只限于同层同一房间的可采用互相并连。
3.通风机尽可能安装在管道的末端（屋顶上等处）。
4.管道长度越短越好。
5.一台通风柜连接的通风柜越少越好。排风通道尽可能直立，而且通道越高越好。
6.如需改变风道风速，则应配置相应的变频调整系统。
7.排风通道的末端应尽量避开补风管道送气口，防止排出的有害气体通过排风管道再被送至通风柜。
6.4风机选择
1.正确选择风机，是保证通风系统正常、经济运行的一个重要条件。所谓正确选择风机，主要是指根据被输送气体的性质和用途选择不同用途的风机；选择的风机要满足系统所需要的风量，同时风机的风压要能克服系统的阻力，而且在效率最高或经济使用范围内工作。具体选择方法和步骤如下： 2.根据被输送气体的性质，选用不同用途的风机。例如，输送清洁空气，或含尘气体流经风机时已经过净化，含尘浓度不超过150mg/m3时，可选择一般通风换气用的风机；输送腐蚀性气体，要选用防腐风机；输送易燃、易爆气体或含尘气体时，要选用防爆风机或排尘风机。但在选择具体的风机型号和规格时，还必须根据某种类型风机产品样本上的性能表或特性曲线图才能确定。
3.除非选择任何一台风机都不能满足要求，或在使用时要求风机的风压和风量有大幅度变动，否则应尽量避免把两台或数台风机并联或串联使用。因两台或数台风机联合工作时，每台风机所起的作用都要比其单独使用时差
6.5风机的放置
排风系统的通风机，一般都装在屋顶上，或顶层的通风机房内，这样可不占用使用面积，而且使室内的排风管道处于负压状态，以免有害物质由于管道的腐蚀或损坏，以及由于管道不严密而渗入室内，此外，通风机安装在屋顶上或顶层的通风机房内，检修方便，易于消声或减振。 排风系统有害物质排放高度应按现行的《工业企业设计卫生标准》和《工业三废排放标准》执行。在一般情况下，如果附近五十米以内没有较高建筑物时，排放高度应超过建筑物最高处两米以上。
7.通风改造方案
7.1化验室室内设计参数（见表2-2）
7.3通风柜的选择
7.3.1通风柜的功能
通风柜是实验室中最常用的一种重要的局部排风设备，它的最大目的是排出实验中产生的有害气体，保护实验人员的健康，也就是说要有高度的安全性和优越的操作性，这就要求通风柜应具有以下功能：
（1）释放功能：应具备将通风柜内部产生的有毒有害用吸收柜外气体的方式，使其稀释后排出室外的机构。
（2）不倒流功能：应具有在通风柜内部由排风机产生的气流将有害气体从通风柜内部不反向流进室内的功能。
（3）在通风柜前面应具用不滑动的玻璃视窗将通风柜内外分割。
（4）补充功能：应具有排除有害气体的同时，从通风柜外吸入空气的通道或替代装置。
（5）控制风速功能：为防止通风柜内有害气体逸出，需要有一定吸入速度。决定通风柜进风的吸入速度的要素有：实验内容产生的热量和换气次数的关系。其中主要的是实验内容和有害物质的性质。风速通常规定见表3-3。
（6）耐热耐酸碱腐蚀功能：通风柜内有的要安置电炉，有的实验产生大量酸碱有毒有害气体具有极强的腐蚀性，通风柜的台面、衬板、侧板及选用的水嘴、气嘴都应具有防腐功能。
7.3.2通风柜的类别
1.通风柜按照排风方式分类：分为上部排风式、下部排风式和上下同时排风式三类。为保证工作区风速均匀，对于冷过程的通风柜应采用下部排风式，对于热过程 的通风柜采用上部排风式，对于发热量不稳定的过程，可在上下均设排风口随柜内 发热量的变化调节上下排风量的比例，从而得到均匀的风速。
2.通风柜按照进风方式分类也分三类。通过室内进风在柜内循环后排出室外称为全排风式，这是应用非常广泛的一种类型。当通风柜设置于采暖或对温湿度有控制要求房间时，为节省采暖，空调能耗，采用从室外取补给风在柜内循环后排出室外的方式称为补风式通风柜。再一种就是变风量控制式的通风柜。普通的定风量系统需要人工调整固定叶片的风阀，调节通风柜的排风量，当调节阀门到某一角度时达到希望的面风速。变风量控制是通过调节阀门的传感器改变风量达到给定的面风速，当然标准式成本低、变风量成本高，适用于要求精度高的场合。
3.通风柜按照使用状态分类可分为整体式下部开放式、落地式、两面式、三面玻璃式、 桌上式、连体式以及根据不同实验使用需要而设计的对放射性实验的、对合成实验的，对过氯酸实验的专用通风柜。
7.4解决方案
为了消除安全隐患，保护职工身体健康，对原化验通风系统彻底改造：更换、增加通风柜；增设补风系统，并与排风系统实行电气连锁控制。
7.4.1增设补风系统
（1）实验间增加补风，维持负压；走廊增加补风，维持正压。采用两台空气处理机机组处理新风并分两路补风；一台组合式空气处理机组补风至实验间；一台组合式空气处理机组补风至走廊。
（2）新风用活性炭处理净化后由组合式空气处理机组补风。
（3）补风控制：采用变频技术对每个补风口进行实时检测，实施定量补风。系统启动时，在分析室内建立一个相对稳定的负压区，在走廊区建立一个相对稳定的正压区。
7.4.2更换风机、增加室外风道
室外风机18个，外接高于楼顶墙裙上缘的风道；原有的风机老化并且风量不够，需更换。
7.4.3更换、增加通风柜
原有的通风柜不符合要求，不耐腐蚀、不具备释放功能和补充功能、控制风速功能；更换新型通风柜，具有下侧抽风功能。
7.4.4更换室内门
原有的实验室内门不符合实验室设计要求，改成底部百叶扇门，便于补给新风。
7.4.5主要改造设施
（1）补风系统：
组合式空气处理机组：2台；
矩形风管：309m；规格：250×400mm
（2）风机：排风机除应满足计算风量外，还应增加10%的漏风附加率；排风机选用具有防腐防爆功能的轴流风机（见表4-4）。
8.改造效果
本次实验室通风改造，使用新型补风型通风柜，在排风的同时对通风柜局部进行补风，是室内气流保持均衡，不致于在使用通风柜时对实验室内的气流和温度很大的损耗；新风经活性炭净化处理后由组合式空气处理机组配风，从工艺、技术上采取先进措施，将实验过程中产生的有毒有害气体稀释后排到室外，最大程度降低职业病危害。在设计过程中依据有关法律、规范的要求，在防毒、噪声控制、个人防护、职业卫生管理等各个方面采取了相应的防范措施；项目竣工后，职业病危害因素能得到有效控制，能够满足《工业企业设计卫生标准》的要求。
参考文献：
[1]《中华人民共和国职业病防治法》
[2]《危险化学品安全管理条例》
[3]《使用有毒物品作业场所劳动保护条例》
[4]《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）
[5]《石油化工中心化验室设计规范》（SH/T3103-2009）
[6]《工业企业设计卫生标准》
[7]《工业三废排放标准》
[关键词]：通风设计 通风柜 风机 改造 补风 职业病
1.引言
在化学实验过程中，经常会产生各种难闻的，有腐蚀性的、有毒的或易爆的气体。这些有害气体如不及时排除室外，就要造成室内空气污染，影响实验人员的健康与安全；影响仪器设备的精度和使用寿命，因此，实验室通风是实 验室设计中不可缺少的一个组成部分。为了使实验室工作人员不吸入或咽入一些有毒的、可致病的或毒性不明的化学 物质和有机体，实验室中应有良好的通风。
遵循“预防为主”的卫生工作方针，执行职业卫生法律、规范、标准的要求，采取行之有效的卫生防护措施和配置合理的卫生防护设施。对实验过程中产生的有毒有害因素，采取综合预防治理措施，防止有害因素对工作场所的污染；控制职业危害因素，改善劳动条件，保障职工的身体健康。
2.工程基本概况
胜利石化总厂中心化验室为一栋三层建筑，建筑面积约2450㎡。承担全厂各生产装置的原料以及辅助原材料、生产装置中间产品质量控制分析和产品成品出厂分析，公用系统工程的介质（水、蒸汽）分析，同时担负科研任务。
3.实验室通风的重要性
现代化标准实验室是个综合系统工程，在装备各种仪器设备及配套设施的同时，既要考虑供电、给水、排水、送风、排风、净化排污等要求，还要考虑对人员、物体、周边环境的安全性，噪音、异味、视觉环境的重要性，仪器设备的可操作性功能性，以及信息处理的便捷性。其中实验室通风是实验室设计中不可缺少的一个重要组成部分。为了使实验室工作人员不吸入有毒有害的、可致病的或毒性不明的化学物质或有机体，实验室应有良好的通风。
4.目前状况
1.由于化验楼房间是双面布局，自然通风不畅。实验介质都是汽柴油、液化气易挥发等烃类物质，芳烃及硫化氢含量较高，化学试剂储存样品多、集中存放，其中多数化学试剂易挥发；在样品分析、存储、转移过程中挥发大量有毒有害气体，存在芳烃扩散使人员中毒的安全隐患。原通风设计没有补风系统，室外风机及管道等设备老化严重，通风柜数量少、布局不合理、串味，室内通风已不能满足要求，造成化验室内通风不良，严重影响职工身体健康。
2.化验楼实验间有毒有害气体检测
5.通风改造的必要性
胜利石化总厂属炼化企业，是危险化学品生产单位，危险化学品具有特殊的易燃、易爆、毒害等危险性，化验介质主要有汽油、柴油、液化气、石脑油、硫磺、丙烯、石油焦等，实验过程产生硫化氢、苯等烃类有毒有害气体。随着胜利石化总厂质量升级及改造扩建，原油加工能力增加，新装置不断增多，中心化验室分析项目不断增加。为落实《职业病防治法》，保障化验人员身体健康，最大程度降低职业病危害，对化验楼通风设施改造是非常必要的。
6.实验室通风系统设计
6.1通风系统的分类
1.全面通风：在整体房间内进行全面的空气交换。当有毒有害的气体大面积的扩散到实验台空间时，必须要及时排出，同时还要有一定的新鲜空气进行补充。把有毒有害的气体控制在规定的范围内。
2.局部通风：局部排风是在有害物质产生后立即就近排出，这种方式能以较少的风量排走大量的有害物质，能量省而效果好，是改善现有实验室条件可行和经济的方法，也可能是适应新实验室通风建设的最好方式。将有毒有害的气体通过小的操作设施进行局部的通风处理，防止扩散到整个房间；还可根据气体浓度的大小选择强制排风。强制排风可称机械排风，利用局部排风把所产生的风压借助通风管道进行整体排放。对于排放到空气中的废气，其有害物质的排放标准超过国家规定的排放标准时，不能直接排放到大气中污染环境；必须根据该气体的化学性质经中和反应吸收处理使其浓度低于排放标准后，方可排放到大气中。
6.2风量的选择
风量的选择是根据房间排风要求大小来进行的，每行业每个专业都有不同的标准要求，这根本就没有怎样选的问题。风机的选择跟转速/功率/压值都有关系，风机的压力跟通风系统的阻值有关系，当然是很重要的。通风柜的风速和风机的选用 对一般通风柜可通过关闭柜门窗口大小或调整台面屏蔽物的位置来减少开启表面积，以达到较高的抽气速度。建 议对一般无毒的有害物通风柜操作口处设计风速采用 0.25～0.38M/S，对有毒及有危害物质采用 0.4～0.5M/S，对极毒物 及有少量放射性有害物质采用 0.5～0.6M/S。 通风机的选用风量的计算按下列公式计算： L=FV 式中 L——排风量，M3/S： F——通风柜操作口面积按全部打开计算 V——操作口风速 M/S 风压的确定 先计算系统阻力，再乘以 1.1 左右的余量，以克服使用过程中产生的不利因素。
6.3通风管设计要点
1.一台通风柜与一台通风机，用单一管道连接是最好的方法。
2.不能用单一管道连接的，只限于同层同一房间的可采用互相并连。
3.通风机尽可能安装在管道的末端（屋顶上等处）。
4.管道长度越短越好。
5.一台通风柜连接的通风柜越少越好。排风通道尽可能直立，而且通道越高越好。
6.如需改变风道风速，则应配置相应的变频调整系统。
7.排风通道的末端应尽量避开补风管道送气口，防止排出的有害气体通过排风管道再被送至通风柜。
6.4风机选择
1.正确选择风机，是保证通风系统正常、经济运行的一个重要条件。所谓正确选择风机，主要是指根据被输送气体的性质和用途选择不同用途的风机；选择的风机要满足系统所需要的风量，同时风机的风压要能克服系统的阻力，而且在效率最高或经济使用范围内工作。具体选择方法和步骤如下： 2.根据被输送气体的性质，选用不同用途的风机。例如，输送清洁空气，或含尘气体流经风机时已经过净化，含尘浓度不超过150mg/m3时，可选择一般通风换气用的风机；输送腐蚀性气体，要选用防腐风机；输送易燃、易爆气体或含尘气体时，要选用防爆风机或排尘风机。但在选择具体的风机型号和规格时，还必须根据某种类型风机产品样本上的性能表或特性曲线图才能确定。
3.除非选择任何一台风机都不能满足要求，或在使用时要求风机的风压和风量有大幅度变动，否则应尽量避免把两台或数台风机并联或串联使用。因两台或数台风机联合工作时，每台风机所起的作用都要比其单独使用时差
6.5风机的放置
排风系统的通风机，一般都装在屋顶上，或顶层的通风机房内，这样可不占用使用面积，而且使室内的排风管道处于负压状态，以免有害物质由于管道的腐蚀或损坏，以及由于管道不严密而渗入室内，此外，通风机安装在屋顶上或顶层的通风机房内，检修方便，易于消声或减振。 排风系统有害物质排放高度应按现行的《工业企业设计卫生标准》和《工业三废排放标准》执行。在一般情况下，如果附近五十米以内没有较高建筑物时，排放高度应超过建筑物最高处两米以上。
7.通风改造方案
7.1化验室室内设计参数（见表2-2）
7.3通风柜的选择
7.3.1通风柜的功能
通风柜是实验室中最常用的一种重要的局部排风设备，它的最大目的是排出实验中产生的有害气体，保护实验人员的健康，也就是说要有高度的安全性和优越的操作性，这就要求通风柜应具有以下功能：
（1）释放功能：应具备将通风柜内部产生的有毒有害用吸收柜外气体的方式，使其稀释后排出室外的机构。
（2）不倒流功能：应具有在通风柜内部由排风机产生的气流将有害气体从通风柜内部不反向流进室内的功能。
（3）在通风柜前面应具用不滑动的玻璃视窗将通风柜内外分割。
（4）补充功能：应具有排除有害气体的同时，从通风柜外吸入空气的通道或替代装置。
（5）控制风速功能：为防止通风柜内有害气体逸出，需要有一定吸入速度。决定通风柜进风的吸入速度的要素有：实验内容产生的热量和换气次数的关系。其中主要的是实验内容和有害物质的性质。风速通常规定见表3-3。
（6）耐热耐酸碱腐蚀功能：通风柜内有的要安置电炉，有的实验产生大量酸碱有毒有害气体具有极强的腐蚀性，通风柜的台面、衬板、侧板及选用的水嘴、气嘴都应具有防腐功能。
7.3.2通风柜的类别
1.通风柜按照排风方式分类：分为上部排风式、下部排风式和上下同时排风式三类。为保证工作区风速均匀，对于冷过程的通风柜应采用下部排风式，对于热过程 的通风柜采用上部排风式，对于发热量不稳定的过程，可在上下均设排风口随柜内 发热量的变化调节上下排风量的比例，从而得到均匀的风速。
2.通风柜按照进风方式分类也分三类。通过室内进风在柜内循环后排出室外称为全排风式，这是应用非常广泛的一种类型。当通风柜设置于采暖或对温湿度有控制要求房间时，为节省采暖，空调能耗，采用从室外取补给风在柜内循环后排出室外的方式称为补风式通风柜。再一种就是变风量控制式的通风柜。普通的定风量系统需要人工调整固定叶片的风阀，调节通风柜的排风量，当调节阀门到某一角度时达到希望的面风速。变风量控制是通过调节阀门的传感器改变风量达到给定的面风速，当然标准式成本低、变风量成本高，适用于要求精度高的场合。
3.通风柜按照使用状态分类可分为整体式下部开放式、落地式、两面式、三面玻璃式、 桌上式、连体式以及根据不同实验使用需要而设计的对放射性实验的、对合成实验的，对过氯酸实验的专用通风柜。
7.4解决方案
为了消除安全隐患，保护职工身体健康，对原化验通风系统彻底改造：更换、增加通风柜；增设补风系统，并与排风系统实行电气连锁控制。
7.4.1增设补风系统
（1）实验间增加补风，维持负压；走廊增加补风，维持正压。采用两台空气处理机机组处理新风并分两路补风；一台组合式空气处理机组补风至实验间；一台组合式空气处理机组补风至走廊。
（2）新风用活性炭处理净化后由组合式空气处理机组补风。
（3）补风控制：采用变频技术对每个补风口进行实时检测，实施定量补风。系统启动时，在分析室内建立一个相对稳定的负压区，在走廊区建立一个相对稳定的正压区。
7.4.2更换风机、增加室外风道
室外风机18个，外接高于楼顶墙裙上缘的风道；原有的风机老化并且风量不够，需更换。
7.4.3更换、增加通风柜
原有的通风柜不符合要求，不耐腐蚀、不具备释放功能和补充功能、控制风速功能；更换新型通风柜，具有下侧抽风功能。
7.4.4更换室内门
原有的实验室内门不符合实验室设计要求，改成底部百叶扇门，便于补给新风。
7.4.5主要改造设施
（1）补风系统：
组合式空气处理机组：2台；
矩形风管：309m；规格：250×400mm
（2）风机：排风机除应满足计算风量外，还应增加10%的漏风附加率；排风机选用具有防腐防爆功能的轴流风机（见表4-4）。
8.改造效果
本次实验室通风改造，使用新型补风型通风柜，在排风的同时对通风柜局部进行补风，是室内气流保持均衡，不致于在使用通风柜时对实验室内的气流和温度很大的损耗；新风经活性炭净化处理后由组合式空气处理机组配风，从工艺、技术上采取先进措施，将实验过程中产生的有毒有害气体稀释后排到室外，最大程度降低职业病危害。在设计过程中依据有关法律、规范的要求，在防毒、噪声控制、个人防护、职业卫生管理等各个方面采取了相应的防范措施；项目竣工后，职业病危害因素能得到有效控制，能够满足《工业企业设计卫生标准》的要求。
参考文献：
[1]《中华人民共和国职业病防治法》
[2]《危险化学品安全管理条例》
[3]《使用有毒物品作业场所劳动保护条例》
[4]《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）
[5]《石油化工中心化验室设计规范》（SH/T3103-2009）
[6]《工业企业设计卫生标准》
[7]《工业三废排放标准》