實驗室既屬于風險環境(CE),又是科研人員重要的工作場所。實驗室“通風”效果的好壞是其“潔凈”環境最為核心的影響因素。在理化實驗室暖通設計中,局部排風設備的風量計算是較為關鍵的一環,既要滿足安全無異味的實驗室環境,又要保證節能減排。
01
通風柜面風速的確定
根據中華人民共和國行業標準JGJ91-2019科研建筑設計標準,通風柜面風速值如下所示:
根據中華人民共和國機械行業標準JB/T6412-1999《排風柜》,通風柜的性能參數規定如下表所示:
根據美國國家標準協會/美國工業衛生協會標準ANSI/AIHA/ASSEZ9.5-2012LaboratoryVentilation,關于通風柜的面風速描述如下:
根據上述國內外標準,一般在計算通風柜排風量的時候,選擇0.5m/s的平均面風速,當通風柜面風速過高時,通風柜可能會產生紊流,從而增加潛在的泄漏風險。
02
變風量通風柜排風量計算
由于通風柜的平均面風速需要保持不變,因此在其移門開大開小時,通風柜的風量也隨之改變。
通風柜的風量計算方法為:
Q=(H*W+M)*v*3600
Q---通風柜排風量( m3/h )
H---移門開度(m)
w---移門寬度(m)
M---翼型翻版下的固定面積(m2)
v---通風柜平均面風速(m/s)
通風柜的壓損一般為≤70Pa。
常見的標準尺寸的通風柜建議風量︰
1.2m型臺式通風柜:240~1200m3/h;
1.5m型臺式通風柜:300~1500m3/h ;
1.8m型臺式通風柜:360~1800m3/h。
03
原子吸收罩排風量計算
根據《工業通風》(第三版),實驗室所用原子吸收罩屬于外部吸氣罩,排氣罩一般設在工藝設備上方,由于設備的限制,氣流只能從側面流入罩內,上吸式排風罩的尺寸及安裝位置按圖3-24確定,為了避免橫線氣流的影響,要求H盡可能小于或等于0.3a(罩口長邊尺寸)。
其排風量計算按照以下公式:
L=K P H Vx m³/h
式中:P——排風罩口敞開面的周長,m;
H——罩口至污染源的距離,m;
Vx——邊緣控制點的控制風速,m/s;
K——考慮沿高度速度分布不均勻的安全系數,通常取K=1.4。
其中Vx值與工藝過程和室內氣流運動有關,一般通過實測求得,如果缺乏實測數據,設計時可參考表3-3確定。
實驗室常用原子吸收罩尺寸為400*400mm,建議排風量為600 m3/h,風阻約為30Pa。
萬向抽氣罩與排風試劑柜均為標準產品,根據實際經驗判斷:
萬向抽氣罩建議排風量:150-200m3/h,風阻約為300Pa以上。
排風試劑柜建議排風量:100-200m3/h,風阻約為30-50Pa以上。
理化實驗室的局部排風設備可以有效的進行局部污染源控制,但是也會造成實驗室排風量很大,實驗室能耗過高,因此科學的確定局部排風設備的排風量是保證安全與節能的關鍵點之一。