山东建大建筑规划设计研究院建筑二分院 山东济南 250013
摘要：化学实验室的通风系统设计是化学实验室设计中一个重要组成部分，通风设计不仅要满足实验工艺要求，还要保证实验操作人员身体健康，因此通风设计对化学实验室是至关重要的，分析了化学实验室通风设计中常见的几个问题，提出一些设计疑点，以引起广大设计者注意、重视。
关键词：化学实验室；实验工艺；通风设计
引言
随着我国对科研和教育的资金投入力度不断加大，诸多科研单位和高校也纷纷进行实验室的建设。但随着科技不断发展，对于实验室的设计和建设提出了更高的要求，尤其是实验室的通风系统的设计。因此，本文对化学实验室的通风设计标准和应用展开研究，这无疑对于提高化学实验室通风设计的水平具有理论性的意义。
1实验室通风设计的概述
实验室内的通风即是把实验室内污浊的空气直接或经过进化排到室内，并加新鲜的空气引入实验室内，从而确保实验室空气的条件，为实验是创造一个良好的办公环境。把空气排到室外的过程成为排风，把室外的空气引入室内的过程成为送风。实验室通风柜可简单理解成一个风机和箱体，用于实验室的气体排出和排放到大气中。实验室通风根据动力不同，可分为机械通风和自然通风，机械通风又称为局部通风和全面通风，局部通风是指在实验室规定的范围内进行通风的活动，如有害气体较为集中的区域；全面通风是指，对实验科室内整体进行通风换气，确保实验室的空气条件。实验室通过系统一般有吹吸式排风罩、原子吸收罩、万向排烟罩、通风柜等；通风管路系统主要有废气处理系塔、消声器、风阀、风管、风机等。总而言之，实验室通风设计即是是研究和控制实验室内有害物质对室内空气的影响的技术。
2实验室通风规范与指标
在化学实验室进行实验的过程或实验结束后，都会产生各种难闻，具有有害、腐蚀性和易爆的气体。这些气体若不及时排出室外，则会污染实验室内的空气，对实验室的工作人员造成巨大的危害，部分气体还会影响实验室内设备的正常使用。为了使实验室的工作人员不吸入这些有害气体，应及时对其进行处理和净化，确保实验室内的空气质量。因此，在实验室通风系统在设计过程中，应严格按照实验室通风规范进行排风，应注重控制通风系统，提高防腐的效果。对于危险分类的建筑规范，通风率是按照每平方英尺每分钟立方英尺（CFM）的面积来规定的，而来自实验室建筑设计标准的通风准则是基于该空间的总体积表示为每小时换气次数（ACH），即每小时更换实验室整个空气量的次数。此外，在化学实验室通风指标上，笔者认为应制定相应通风标准，确保化学实验室通风设计的可行性操作。并且确定化学实验室排风、送风等次数，例如将化学实验室排风、送风的次数规定在75次/h，增加化学实验室的通风次数，确保实验室内空气的质量。同时根据不同化学实验室的规模，设定不同的排、送风次数，如学校、企业、科研单位等，应根据实际的情况，并经过调查和研究，制定出符合自身化学实验室通风的指标。
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3优化实验室通风设计的几点思考
3.1严格遵循排风原则
实验室通风设计应严格遵循通风设计的原则，如通风设计规范中支出，每个实验室的通风装置应设置独立的排风系统。其一，实验室的通风系统在设计过程中，由于排出的一般是有害的气体，为了避免发生“串气”的问题，化学实验室的排风口应设计独立排风系统；其二，在实际的通风设计过程中，由于每个实验科室需要独立设计通风系统，则导致浪费了大量的建筑控制，有神甚至无法独立设计通风系统。因此，在不发生爆炸、腐蚀的情况下，应进行合用系统，如产生无害气体的科室之间通风系统可共用。
3.2优化化学实验室通风布局
化学实验室在进行通风系统设计时，需要考虑诸多方面的因素，尤其是通风系统的布局。为了提高实验室通风系统布局的水平，首先应更好的布局设计为起点，采用确保通风系统安全运行的情况下，提高能源的利用率；其次，强调化学实验通风系统的控制和简单的操作，可利用现代化的技术，如智能技术、物理建模技术等，实现通风系统智能化的控制，确保通风设备在紧急情况下，能够正常运行。最后，设置通风系统的报警装置，如在通风橱附近和实验室的入口处，应设计声音和指示灯报警器，确保通风系统的安全。
3.3化学实验室补风系统设计
化学实验室的补风分为自然补风和机械补风，无论哪种补风方式需满足风量平衡和热量平衡，在夏热冬暖和夏热冬冷地区实验室的补风可以利用外门窗缝隙渗入，自然补风；在寒冷和严寒地区，当排风量大时，补入的新风量也随着增大，在冬季如果这部分新风未经处理送入室内，会破坏室内的热环境，使室内温度降低，这种情况下室内采暖设备的选择需考虑这部分新风冷负荷，实验室采用散热器采暖时，补风口可设在散热器背后，使室外的新风预热后进入室内，如果经济条件允许，化学实验室可以选择新风换气机（显热型），以减少通风热负荷的损失，对环境要求较高的实验室可选择岗位采暖、热风采暖等方式满足要求。此外实验室设机械补风还要考虑局部排风，GB50019—2003中指出“每班运行不足2h的局部排风系统，当室内卫生条件和生产工艺要求许可时，可不设机械送风补偿所排出的风量”，满足上述条件的局部排风可以按照规范执行，如果不满足时，由于全面排风和局部排风的运行时间不同，机械补风最好分开设置，如合用一套补风系统时，风机应选择变频风机，以满足各种运行工况和降低运行成本。
3.4化学实验室对外排风口设置
化学实验室的局部排风（包括桌面排风和通风柜排风）由于在污染源源头排出气体，故有害气体浓度较大，室外的排风口应高出建筑主体排风，排风高度视有害物的浓度而定：排出有害气体时，高出屋脊0.5m。排出有害气体最高允许浓度大于5mg/m³，为3m。排出有害气体最高允许浓度小于5mg/m³，为5m。化学实验室的全面排风有害气体的浓度较低，笔者认为可以本层排放，规范GB50019—2011中推荐的设换气扇的全面排风就是基于这种考虑，但是全面排风口必须避开人员聚集区或高出人员聚集区2.50m以上。
3.5优化实验室废气处理工艺
提供实验室废气处理的工艺水平，能够确保实验室排出的气体无毒无害、无色无味，从而保护自然环境。具体如下：（1）无机废气处理，无机废气有风管引入净化塔，同时利用加压循环水泵是填料内的吸收剂溶液充分雾化，从而实现对无机废气的洗涤和吸收，并将净化后的废气金空气除雾器除雾后排出大气；（2）电气控制性能，应实现循环加压水泵与风机联动，并且补水电磁阀与液位计应联动，当集水调节水箱液位过低时，自动开启补水电磁阀进行补水。
结语
中小学化学实验室的通风系统需及时有效的排除实验过程当中产生的有害气体，根据这一要求，化学实验室需同时设置全面排风系统和局部排风系统，而且系统中设备及管路材质的选择应考虑排出有害气体的酸碱腐蚀性。生物和物理实验室应根据规范要求设置全面排风系统，以保证空气品质。通风系统在满足教学功能需要的同事，应充分考虑系统的成本和运行的经济行，同时应从环保的角度出发，保证排除气体能够达到国家相应的排放标准以及控制系统的噪音。
参考文献
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[3]洪剑飞.某食品、药品检验检测实验楼实验室通风系统设计及控制[J].福建建设科技，2017，05（04）：81-83.
论文作者:甄 霞
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第13期
论文发表时间:2019/10/16
标签：实验室论文; 化学论文; 排风论文; 气体论文; 通风系统论文; 室内论文; 有害论文; 《建筑实践》2019年第13期论文;