實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)
一、 實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)的基本概念
1、 通風(fēng)和通風(fēng)柜的概念：所謂通風(fēng)，就是把室內(nèi)的污濁空氣直接或經(jīng)凈化后排至室外把新鮮空氣補(bǔ)充進(jìn)來，從而保持室內(nèi)的空氣條件，以保持衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和滿足生產(chǎn)工藝的要求，我們把前者稱為排風(fēng)，后者稱為送風(fēng)。而通風(fēng)柜可以簡單理解成一個箱體和一個風(fēng)機(jī)，產(chǎn)生于箱體中的氣體被風(fēng)機(jī)排出并被安全的排放到大氣中。
2、 通風(fēng)的分類：按照動力不同，通風(fēng)系統(tǒng)可以分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)，機(jī)械通風(fēng)又可以分為全面通風(fēng)和局部通風(fēng)，全面通風(fēng)是指在房間內(nèi)整體的進(jìn)行通風(fēng)換氣的一種方式，局部通風(fēng)是指通風(fēng)的范圍控制在有害物質(zhì)形成比較集中的地方，或是工作人員經(jīng)；顒拥木植康貐^(qū)的通風(fēng)方式，例如通風(fēng)柜、萬向排煙罩、原子吸收罩等。
3、 實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)：實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)是研究控制實(shí)驗(yàn)室有害物質(zhì)對室內(nèi)外空氣環(huán)境的影響和破壞的技術(shù)。
二、實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)的基本組成
1、通風(fēng)末端設(shè)備：主要包括通風(fēng)柜、萬向排煙罩、原子吸收罩、吹吸式排風(fēng)罩等。
2、通風(fēng)管路系統(tǒng)：主要有風(fēng)機(jī)、風(fēng)管、風(fēng)閥、消聲器、廢氣處理塔等。
三、實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)備簡介
1、通風(fēng)柜主要尺寸寬度為1200mm、1500mm、1800mm，深度為800mm，高度為2350mm。通風(fēng)柜的主要結(jié)構(gòu)為：①柜體：通風(fēng)柜的柜體可根據(jù)使用要求做成鋼制、木制、塑料、不銹鋼等材料；②臺面及襯板：耐腐蝕、耐酸堿、耐高溫的各種材質(zhì)，進(jìn)行高溫或強(qiáng)酸堿操作的內(nèi)層板要用不銹鋼除渣除油靜電噴涂環(huán)氧樹脂粉末；③活動拉門：裝在柜體表面上的透明玻璃，使用戶遠(yuǎn)離有害的化學(xué)物質(zhì)和氣體，同時使有害氣體通向通風(fēng)柜的內(nèi)部管道；④導(dǎo)流板：控制氣流流經(jīng)通風(fēng)柜時的形狀，減少空氣流入通風(fēng)柜時產(chǎn)生的由于方式不定造成的回流或渦流，提高使用效率（會對噪聲及靜壓產(chǎn)生影響）；⑤集流環(huán)：位于通風(fēng)柜的頂部，將通風(fēng)柜的氣體導(dǎo)向風(fēng)排放（對通風(fēng)柜的效率和噪聲有著重要的影響）；⑥調(diào)風(fēng)閥：通風(fēng)柜的附屬部件，來調(diào)節(jié)通風(fēng)柜的排氣量以及最佳表面風(fēng)速；⑦水龍、考克、水杯等配件。
2、萬向排煙罩：主要為PP材質(zhì)，規(guī)格Φ110mm。
3、原子吸收罩：主要為不銹鋼材質(zhì)，規(guī)格一般為400×400mm。
四、通風(fēng)管路的材質(zhì)要求
1、圓形風(fēng)管通風(fēng)效率高但直徑不宜太大。由于北方冬季室內(nèi)外溫差較大，室外管道可選用玻璃鋼產(chǎn)品，對于一般的實(shí)驗(yàn)室，若室內(nèi)排放的氣體沒有腐蝕性，風(fēng)管可以采用鍍鋅鐵皮。
2、若實(shí)驗(yàn)室排放的廢氣有一定的腐蝕性，風(fēng)管應(yīng)采用耐腐蝕材料的PVC、玻璃鋼風(fēng)管；如果通風(fēng)系統(tǒng)廢氣含強(qiáng)酸（如鹽酸、硝酸等），通風(fēng)管道應(yīng)該選用PP材質(zhì)。對于沒有或只有輕微腐蝕或客戶要求的話，也可選用不銹鋼風(fēng)管。
3、如果客戶要求對系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)風(fēng)，可選用鍍鋅管進(jìn)行補(bǔ)風(fēng)，補(bǔ)風(fēng)風(fēng)機(jī)也可選用低噪音軸流風(fēng)機(jī)，在特殊情況下，也可考慮軟管連接（如鋁箔管、塑料軟管等）。
五、通風(fēng)管路的尺寸及計算方法
1、常用圓形風(fēng)管尺寸：①單臺原子吸收罩主要選用Φ160（DN150）管；②萬向排煙罩主要選用Φ110（DN100）管；③單臺、兩臺通風(fēng)柜支、干管主要選用Φ315（DN300）管。
2、常用方形風(fēng)管尺寸：如果系統(tǒng)較復(fù)雜，或同一房間平行設(shè)有三臺或三臺以上的通風(fēng)柜，或?qū)嶒?yàn)室高度有限，圓形風(fēng)管無法安裝，可以考慮選用方形風(fēng)管。方形風(fēng)管的邊長標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下（單位為mm）：120、160、200、320、400、500、630、800、1000、1250，由于通風(fēng)柜寬度為800mm，故選用方管長邊尺寸不宜超過630mm，而且最好選擇正方形，如果條件不允許也可選用矩形，但每個單最好統(tǒng)一。
3、風(fēng)管尺寸方法：①圓形風(fēng)管計算方法：Q=（3600×πd2v）/4，{Q--排風(fēng)量，m3/h；d--風(fēng)管直徑，mm；v—管內(nèi)風(fēng)速，m/s；②方形風(fēng)管計算方法：Q=3600×a•b•v，{Q--排風(fēng)量，m3/h；a、b--風(fēng)管邊長，mm；v--管內(nèi)風(fēng)速，m/s}。
4、風(fēng)管厚度標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，選用通風(fēng)系統(tǒng)屬于中、低壓系統(tǒng)。
中、低壓系統(tǒng)PVC圓形風(fēng)管厚度標(biāo)準(zhǔn)如下：
風(fēng)管直徑d（mm） 板材厚度（mm）
d≤320 3.0
320＜d≤630 4.0
630＜d≤1000 5.0
1000＜d≤2000 6.0
中、低壓系統(tǒng)PVC方形風(fēng)管厚度標(biāo)準(zhǔn)如下：
風(fēng)管長邊尺寸b（mm） 板材厚度（mm）
b≤320 3.0
320＜b≤500 4.0
500＜b≤800 5.0
800＜b≤1250 6.0
中、低壓系統(tǒng)玻璃鋼圓形風(fēng)管厚度標(biāo)準(zhǔn)如下：
風(fēng)管直徑d（mm）或方形風(fēng)管長邊b（mm） 板材厚度（mm）
d（b）≤200 2.5
200＜d（b）≤400 3.2
400＜d（b）≤630 4.0
630＜d（b）≤1000 4.8
六、風(fēng)機(jī)分類及選用
1、風(fēng)機(jī)的分類：按照氣流方式，風(fēng)機(jī)分為離心式（常放置在屋外）、軸流式（常放置在屋內(nèi)）和混流（斜流）式三種；按照材質(zhì)分類，風(fēng)機(jī)主要有普通鋼制風(fēng)機(jī)、不銹鋼風(fēng)機(jī)、PVC風(fēng)機(jī)和玻璃鋼風(fēng)機(jī)等。我公司主要選用的風(fēng)機(jī)有玻璃鋼離心風(fēng)機(jī)、玻璃鋼斜流風(fēng)機(jī)、PVC離心風(fēng)機(jī)和不銹鋼離心風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)風(fēng)口粗細(xì)一般分為2.8、3.2、3.6、4.0、4.5、5、6幾種，選擇風(fēng)機(jī)要讓風(fēng)機(jī)風(fēng)口大于主管道尺寸。
2、①軸流風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)是：耗電量小，運(yùn)行費(fèi)用低，但噪音大，風(fēng)機(jī)抽力。L(fēng)壓。m用于簡單系統(tǒng)，一般安裝在墻上或管道上；②離心風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)是：耗電量大、運(yùn)行費(fèi)用較高，噪音較大，風(fēng)機(jī)抽力大（風(fēng)壓大），適用于復(fù)雜系統(tǒng)，主要安裝在室外或樓頂；③斜流風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)是：耗電量、運(yùn)行費(fèi)用、風(fēng)機(jī)抽力處于前兩者之間，噪音較小，適用于簡單系統(tǒng)，一般安裝在室內(nèi)。
3、風(fēng)機(jī)的幾個主要參數(shù)：①流量（Q）單位時間內(nèi)流經(jīng)某一流道截面的流體體積；②風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（n）風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的速度，單位r∕min；③效率（η）風(fēng)機(jī)的做功效率η=（W有用∕W總）×100%；④壓力（P）風(fēng)機(jī)的全壓（Pt）分為動壓（Pd）和靜壓（Ps）兩部分。靜壓是指風(fēng)機(jī)克服整個通風(fēng)系統(tǒng)的摩擦阻力所必須具備有的壓力，它由通風(fēng)柜、百葉、調(diào)風(fēng)閥、風(fēng)管、風(fēng)機(jī)整個系統(tǒng)的特性決定，動壓是氣體以一定的速度排放所具有的那部分壓力，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下計算Pd=0.5PV2（P空氣密度，通常為1.2；V風(fēng)速，單位m/s）。
4、風(fēng)機(jī)的選用：在3.5F以下，4000m∕h以下，2臺通風(fēng)柜以下可以選擇斜流風(fēng)機(jī)，以上選擇離心風(fēng)機(jī)。①單臺萬向排煙罩、原子吸收罩，如果管路較簡單，直接從房間穿墻或穿窗對外排放，則可選用玻璃鋼斜流風(fēng)機(jī)。設(shè)計人員可根據(jù)系統(tǒng)的情況，選用FSJG-2.5F型（配用電機(jī)功率為N=0.09kw）或FSJG-3.0F型（配用電機(jī)功率為N=0.18kw）斜流風(fēng)機(jī)；如果管路較復(fù)雜，彎頭較多，則可選用F4-72-3.0A型（配用電機(jī)功率為N=0.55kw或0.75kw）或F4-72-3.2A型（配用電機(jī)功率為N=0.55kw或0.75kw）離心風(fēng)機(jī)；②單臺排毒柜，如果管路系統(tǒng)較簡單，直接從房間穿墻或穿窗對外排放，則可選用FSJG-3.5F型（配用電機(jī)功率為N=0.18kw）斜流風(fēng)機(jī)；如果系統(tǒng)較為復(fù)雜的話，應(yīng)該選用離心風(fēng)機(jī)。管路不太復(fù)雜，則可選用F4-72-3.5A（3.6A）型，配用電機(jī)為0.75kw或1.1kw。如果客戶要求風(fēng)量比較大，系統(tǒng)較為復(fù)雜，則可選用F4-72-4A型風(fēng)機(jī)，配用電機(jī)功率為1.1kw。單臺排毒柜系統(tǒng)阻力約80-100Pa，單個彎頭阻力約40-50Pa。選用風(fēng)機(jī)時，由于國內(nèi)廠家風(fēng)機(jī)參數(shù)有一定水分，應(yīng)該適當(dāng)放一定的余量；③多臺排毒柜及復(fù)雜系統(tǒng)，對于兩臺或兩臺以上排毒柜的通風(fēng)系統(tǒng)，一般采用樓頂高空排放或室外排放，風(fēng)機(jī)一般選用離心風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)的型號可根據(jù)系統(tǒng)的總排風(fēng)量和系統(tǒng)阻力選用。對于同時能滿足系統(tǒng)的排風(fēng)量和系統(tǒng)壓力的風(fēng)機(jī)，我們應(yīng)該盡量選用型號偏大，電機(jī)功率偏小的風(fēng)機(jī)。④一臺風(fēng)機(jī)帶動兩臺或幾臺排毒柜的系統(tǒng)，為了能單獨(dú)控制排毒柜的開閉，應(yīng)該在每一臺排毒柜上設(shè)計一個電子調(diào)風(fēng)閥。電子調(diào)風(fēng)閥的型號一般為Φ315mm。
七、實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)
1、對于客戶要求對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計的，通風(fēng)換氣量可根據(jù)房間的換氣次數(shù)來確定，實(shí)驗(yàn)室的換氣次數(shù)取每小時10-12次，特殊情況可以相應(yīng)增大。[房間通風(fēng)一般選擇500×500的鐵皮罩作為通風(fēng)末端設(shè)備，每個通風(fēng)罩通風(fēng)量可達(dá)到600m3／h，房間的長×寬×高×10（換氣次數(shù)）=房間每小時的通風(fēng)量，然后房間每小時的通風(fēng)量除以600來確定通風(fēng)罩的數(shù)量，支、干管風(fēng)速按照6m／s計算]
2、通風(fēng)柜支管風(fēng)速為6-10m／s（計算時一般選擇10m／s），特殊情況可超過10m／s，但不宜超過12m／s；干管風(fēng)速為10-14m／s（計算時一般選擇10m／s，如果管道比較長選擇12m／s，如果風(fēng)量大選擇14m／s）。
3、通風(fēng)柜面風(fēng)速一般控制在0.375-0.75m／s之間，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)一般取0.5m／s，最佳面風(fēng)速為0.508m／s。（測量面風(fēng)速時，一般將拉門拉至5cm高度測量，風(fēng)速達(dá)到0.3-0.5 m／s即算合格，如果拉門高度過大時，測量拉門下方5cm高度處風(fēng)速，也可合格）。
通風(fēng)柜的危險等級 平均面風(fēng)速（m／s） 最低面風(fēng)速（m／s） 備注
高 0.622-0.75m／s 0.5m／s
中 0.5m／s 0.4 m／s
低 0.375-0.4m／s 0.25m／s
4、 室外噪聲應(yīng)控制在70dB（A），實(shí)驗(yàn)室內(nèi)噪聲應(yīng)控制在55dB（A），（室內(nèi)噪聲GB60分貝超標(biāo)，室外噪音大約為75分貝）。風(fēng)機(jī)的噪聲可以分為本身的機(jī)械噪聲（此噪聲主要由風(fēng)扇質(zhì)量不同引起）和風(fēng)聲（為主要噪聲）。在風(fēng)機(jī)功率不大的情況下，可通過在風(fēng)機(jī)上方加防雨罩來消除風(fēng)聲，在使用大功率風(fēng)機(jī)時一般在風(fēng)機(jī)進(jìn)出口加消聲器來消除風(fēng)聲，機(jī)械噪聲主要靠建隔音墻、小黑屋或在風(fēng)機(jī)進(jìn)出口加軟接頭來解決。減振的主要方法為風(fēng)機(jī)底座做成減振底座并安裝減振器或加裝減振墊。
5、 通風(fēng)量（Q）=表面風(fēng)速（vs）×排毒柜開口面積。電子調(diào)風(fēng)閥的作用是通過調(diào)節(jié)每臺通風(fēng)柜的風(fēng)管半徑來調(diào)節(jié)每臺通風(fēng)柜的通風(fēng)量，來達(dá)到當(dāng)通風(fēng)柜開口面積變化時保持表面風(fēng)速不變。
6、 排風(fēng)量（Q）=表面風(fēng)速（vs）×排毒柜開口面積。變頻系統(tǒng)的作用是改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來改變風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量，當(dāng)一套通風(fēng)系統(tǒng)中只有少量幾臺通風(fēng)柜工作時，變頻系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量，從而保證通風(fēng)柜的面風(fēng)速恒定。變頻系統(tǒng)和調(diào)風(fēng)閥的作用類似，但如果只使用調(diào)風(fēng)閥，則當(dāng)一套通風(fēng)系統(tǒng)中只有少量幾臺通風(fēng)柜工作時，風(fēng)機(jī)仍然以最高轉(zhuǎn)速工作，而使用變頻系統(tǒng)后，調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可節(jié)省能源。
八、實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)管路設(shè)計
1、先根據(jù)平面圖確定每個系統(tǒng)包括多少通風(fēng)柜，再根據(jù)每個系統(tǒng)包括通風(fēng)柜的數(shù)量確定本系統(tǒng)的大致通風(fēng)量（每臺1200mm的通風(fēng)柜設(shè)計風(fēng)量為1300m3／h，每臺1500mm的通風(fēng)柜設(shè)計風(fēng)量為1700m3／h，每臺1800mm的通風(fēng)柜設(shè)計風(fēng)量為2100m3／h，每臺原子吸收罩的設(shè)計風(fēng)量為600m3／h，每臺萬向排煙罩的設(shè)計風(fēng)量為250或300m3／h），然后選擇通風(fēng)量稍大于系統(tǒng)通風(fēng)量的風(fēng)機(jī)。
2、計算通風(fēng)過程中損失的壓力：單臺排毒柜系統(tǒng)阻力約80-100Pa，一般1m的管道損失5-6Pa，一個彎頭損失40-50Pa，風(fēng)機(jī)出口和抽風(fēng)口各損失60Pa，消聲器損失50Pa，然后根據(jù)所計算出的風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量和壓力在圖表曲線中選擇合適的風(fēng)機(jī)（在計算過程中只計算最遠(yuǎn)端通風(fēng)柜的壓差，然后留200-300Pa的余量）。
3、然后根據(jù)通風(fēng)量=風(fēng)管截面×管內(nèi)風(fēng)速來計算風(fēng)管半徑（支管根據(jù)通風(fēng)柜尺寸選擇315mm）
九、通風(fēng)系統(tǒng)報價
通風(fēng)系統(tǒng)的報價主要包括以下內(nèi)容
序號 項(xiàng)目名稱 型號規(guī)格 單位 數(shù)量 單價（元） 合計（元） 備注
1 風(fēng)機(jī) 風(fēng)機(jī)型號、電機(jī)功率 臺
2 風(fēng)管 直徑或尺寸 米
3 彎頭 直徑或尺寸 個
4 三通 直徑 個
5 風(fēng)閥 個
6 軟接頭 兩端尺寸 個
7 風(fēng)機(jī)進(jìn)出口消聲器 個
8 風(fēng)機(jī)風(fēng)雨帽 個
9 減振器（墊） 個(片)
10 動力電纜 卷
11 二次控制線路 項(xiàng)
12 風(fēng)機(jī)風(fēng)管支吊架 項(xiàng)
13 五金配件 項(xiàng)
14 材料直接費(fèi) E1=∑（1-13）
15 安裝調(diào)試費(fèi) E2=E1×12——15%
16 工程管理費(fèi) E3=（E1+E2）×3——5%
17 運(yùn)輸費(fèi) E4=E1×3——5%
18 稅金 E5=∑（E1——E4）×6%
19 工程總造價 E6=∑（E1——E5）
十、補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)
1、室內(nèi)放置N臺通風(fēng)柜或客戶要求時需要對室內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)風(fēng)，補(bǔ)風(fēng)量一般為排風(fēng)量的70%（門窗可補(bǔ)30%左右）；補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)盡量靠近排毒柜，以免影響實(shí)驗(yàn)室內(nèi)空調(diào)、采暖系統(tǒng)，而且補(bǔ)風(fēng)還需進(jìn)行預(yù)處理，方可送入實(shí)驗(yàn)室。
2、補(bǔ)風(fēng)的方式有多種①通過室內(nèi)空調(diào)補(bǔ)風(fēng)；②在天花上放置一段風(fēng)管與室外相連，達(dá)到自然補(bǔ)風(fēng)；③使用補(bǔ)風(fēng)型通風(fēng)柜；④在通風(fēng)系統(tǒng)外安裝補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)。
3、如果做補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，根據(jù)房間的密閉情況確定補(bǔ)風(fēng)量，最大補(bǔ)風(fēng)量為通風(fēng)量的70%，最小為20%，主管道的風(fēng)速可設(shè)為8m∕s。
十一、尾氣處理
1、 有機(jī)尾氣處理采用活性碳吸附，其中國產(chǎn)活性炭每片數(shù)千元，吸附率達(dá)到70%；進(jìn)口活性炭每片數(shù)萬元，吸附率可達(dá)到99%，且可以三次還原；一般一臺1800通風(fēng)柜需要兩片活性炭。
2、 無機(jī)尾氣處理采用水噴淋，用酸霧或堿霧來中和無機(jī)廢氣。
十二、實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)現(xiàn)場條件
1、 建筑現(xiàn)場條件：
a、 建筑物的總層數(shù)；
b、 建筑物的層高；
c、 建筑物內(nèi)梁或其他對通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置有影響的物體的具體位置及尺寸；
d、 樓頂?shù)默F(xiàn)場條件，是否有空位安裝風(fēng)機(jī)；
e、 建筑物內(nèi)是否有風(fēng)井，如果有需要提供具體位置與尺寸；
f、 建筑物內(nèi)如果沒有風(fēng)井，客戶同意建筑物外哪些部分可以走風(fēng)管而不影響通風(fēng)系統(tǒng)效果及其他設(shè)施與建筑物整體美觀。
2、 甲方要求：
a、 甲方要求風(fēng)機(jī)安裝位置（室內(nèi)、側(cè)墻或樓頂）；
b、 甲方要求通風(fēng)系統(tǒng)材質(zhì)（PVC、玻璃鋼、鍍鋅鐵皮、不銹鋼、PP等）
c、 甲方是否需要本公司提供墻體開孔、設(shè)備基礎(chǔ)、防水處理等服務(wù)；
d、 甲方是否需要做通風(fēng)系統(tǒng)尾氣處理；
e、 甲方要求通風(fēng)末端設(shè)備達(dá)到的面風(fēng)速等具體參數(shù)；
f、 客戶要求通風(fēng)末端設(shè)備噪聲控制的范圍等。
