一、通風(fēng)柜的概念
通風(fēng)柜,又叫通風(fēng)櫥,目前業(yè)界主流將其劃為實(shí)驗(yàn)室家具中的一種,其實(shí)他更應(yīng)該算是排風(fēng)末端設(shè)備。是實(shí)驗(yàn)室科研人員的一級(jí)防護(hù)屏障,在實(shí)驗(yàn)室中起到局部排風(fēng)的作用,保護(hù)科研人員和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。
通風(fēng)柜的結(jié)構(gòu)是上下式,其頂部有排氣孔,可安裝風(fēng)機(jī)。但更多的時(shí)候,風(fēng)機(jī)是安裝在排風(fēng)管道系統(tǒng)的末端。上柜中有導(dǎo)流板,電路控制觸摸開關(guān),電源插座等,透視窗采用鋼化玻璃,夾膠玻璃等種類,可左右或上下移動(dòng),供人操作。下柜采用實(shí)驗(yàn)邊臺(tái)樣式,上面有臺(tái)面,下面是柜體。臺(tái)面可安裝小水杯和。通風(fēng)柜的材料由多種的,全鋼、鋼木、全木、鋁木、塑鋼、PVC、PP結(jié)構(gòu)等,其臺(tái)面是直接與操作者接觸的地方,由實(shí)芯理化板,不銹鋼板,PVC,PP、陶瓷等材料組成。
二、通風(fēng)柜選型
通風(fēng)柜不是一臺(tái)單獨(dú)的設(shè)備,外部環(huán)境的變化會(huì)影響通風(fēng)柜的性能。同時(shí),通風(fēng)柜以及其控制系統(tǒng)也會(huì)影響他周圍的環(huán)境。
選擇通風(fēng)柜時(shí)首先:必須考慮到整個(gè)系統(tǒng)的因素。按材質(zhì)分:全鋼通風(fēng)柜、鋼木通風(fēng)柜、全木通風(fēng)柜、玻璃鋼通風(fēng)柜。其次:您需要確定您所需的是哪一類型的通風(fēng)柜,在選擇時(shí),通常您可以按照以下因素來衡量:
1.上柜部分:
一般有三種樣式:標(biāo)準(zhǔn)式、矮臺(tái)式、落地式。
通風(fēng)柜的視窗面風(fēng)速是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全風(fēng)速要求:0.5m/s(標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:只有表面風(fēng)速達(dá)到了0.5m/s才可以有效的捕捉柜內(nèi)的有害氣體)。通風(fēng)柜的開口高度是否適滿足您對(duì)操作空間的需求。通風(fēng)控制系統(tǒng)的選型:定風(fēng)量、變風(fēng)量還是自適應(yīng)性控制系統(tǒng)。內(nèi)襯板材質(zhì)的選型:PP、玻璃纖維或是聚乙烯樹脂等等。
調(diào)節(jié)門的原料是否采用了安全膠合玻璃,其設(shè)計(jì)是否符合人體力學(xué),使操作者拉動(dòng)自如。
2.臺(tái)面部分:
臺(tái)面是否采用了安全的碟狀設(shè)計(jì),從而方便用戶清潔臺(tái)面和防止毒性液體的外漏。臺(tái)面的材質(zhì)是否符合您實(shí)驗(yàn)的需求抵抗相應(yīng)的侵蝕和高溫。是否安裝了杯槽或是水槽,且安裝的位置是否合理。出風(fēng)口的設(shè)計(jì)是否合理。
3.下柜部分:
材質(zhì)是否堅(jiān)固耐用,是否為防火材料,是否可以抵抗實(shí)驗(yàn)室的酸堿環(huán)境對(duì)他的侵蝕。電源供給是否合理、安全。是否便于維修水、電、氣系統(tǒng)。
底柜是否需要抽氣設(shè)計(jì),以便您放置揮發(fā)性的藥品。
當(dāng)您基本選擇好了通風(fēng)柜的型號(hào)、樣式和尺寸之后,可以根據(jù)以下條件來確定您所需的。
4.附屬配件:
水來源:蒸餾水、純水或是逆滲透水等等。氣來源:氮?dú)?、氧氣或是空氣等等?br />
電氣系統(tǒng)的選擇則要考慮:型號(hào)、電壓大小、防暴性、耐用性等等。出于美觀,是否需要封板。
三、通風(fēng)柜的主要功能
通風(fēng)柜的功能中主要的是排氣功能,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中,實(shí)驗(yàn)操作時(shí)產(chǎn)生各種有害氣體、臭氣、濕氣以及易燃、易爆、腐蝕性物質(zhì),為了保護(hù)使用者的安全,防止實(shí)驗(yàn)中的污染物質(zhì)向?qū)嶒?yàn)室擴(kuò)散,在污染源附近要使用通風(fēng)柜,以往通風(fēng)柜使用臺(tái)數(shù)較少,只在特別有害且危險(xiǎn)的氣體及產(chǎn)生大量熱的實(shí)驗(yàn)中使用。通風(fēng)柜只擔(dān)負(fù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的輔助功能。近年來考慮到改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境,在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)逐漸轉(zhuǎn)移到通風(fēng)柜內(nèi),這就要求在通風(fēng)柜里要有適于設(shè)備使用的功能。特別是大多新建的實(shí)驗(yàn)室都要求有空調(diào),因此在建筑的初步設(shè)計(jì)階段就要將通風(fēng)柜的使用臺(tái)數(shù)納入空調(diào)系統(tǒng)的計(jì)劃。由于通風(fēng)柜在生化實(shí)驗(yàn)室中占有非常重要的位置,從改善實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、改善勞動(dòng)衛(wèi)生條件,提高工作效率等方面考慮,通風(fēng)柜的使用臺(tái)數(shù)飛躍地增加。隨之而來的是通風(fēng)管道,配管、配線、排風(fēng)等都成為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要課題。
使用通風(fēng)柜的主要目的是排出實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的有害氣體,保護(hù)實(shí)驗(yàn)人員的健康,也就是說要有高度的安全性和*的操作性,這就要求通風(fēng)柜應(yīng)具有如下功能:
(1)釋放功能:
應(yīng)該有通風(fēng)柜吸收柜外氣體,將通風(fēng)柜內(nèi)部產(chǎn)生的的有害氣體收集、處理、射空的方式排出室外的排風(fēng)系統(tǒng)系統(tǒng)。
(2)不倒流功能:
應(yīng)具有在通風(fēng)柜內(nèi)部由排風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣流將有害氣體從通風(fēng)柜內(nèi)部不反向流進(jìn)室內(nèi)的功能。為確保這一功能的實(shí)現(xiàn),一臺(tái)通風(fēng)柜與一臺(tái)通風(fēng)機(jī)用單一管道連接是好的方法,不能用單一管道連接的,也只限于同層同一房間的可并連,通風(fēng)機(jī)盡可能安裝在管道的末端(或?qū)禹斕?。
(3)隔離功能:
通風(fēng)柜完成操作后,滑下玻璃視窗將通風(fēng)柜內(nèi)外進(jìn)行分隔。
(4)補(bǔ)充功能:
在排出有害氣體時(shí),應(yīng)該有從通風(fēng)柜外吸入空氣的通道或補(bǔ)風(fēng)涉及。
(5)控制風(fēng)速功能:
為防止通風(fēng)柜內(nèi)有害氣體逸出,需要有一定的吸入速度。決定通風(fēng)柜進(jìn)風(fēng)的吸入速度的要素有:實(shí)驗(yàn)內(nèi)容產(chǎn)生的熱量及與換氣次數(shù)的關(guān)系。其中主要的是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和有害物的性質(zhì)。通常規(guī)定,一般無毒的污染物為0.25-0.38m/s,有毒或有危險(xiǎn)的有害物為0.4-0.5m/s,劇毒或有少量放射性為0.5-0.6m/s,氣狀物為0.5m/s,粒狀物為1m/s。為了確保這樣的風(fēng)速,排風(fēng)機(jī)應(yīng)有必要的靜壓,即空氣通過通風(fēng)管道時(shí)的摩擦阻力。確定風(fēng)速時(shí)還必須注意噪音問題,通過空氣在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)以7-10m為限,超過10m將產(chǎn)生噪音,通常實(shí)驗(yàn)室的(室內(nèi)背景噪聲級(jí))噪聲限制值為70dBA,增加管道裁面積會(huì)降低風(fēng)速,也就降低噪音,考慮到管道的經(jīng)費(fèi)和施工問題,必須慎重選擇管道及排風(fēng)機(jī)的功率。
(6)耐熱及耐酸堿腐蝕功能:
通風(fēng)柜內(nèi)有的要安置電爐,有的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生大量酸堿等有毒有害氣體具有*的腐蝕性。通風(fēng)柜的臺(tái)面,襯板、側(cè)板及選用的水咀、氣咀等都應(yīng)具有防腐功能。在半導(dǎo)體行業(yè)或腐蝕性實(shí)驗(yàn)中使用硫酸、硝酸等強(qiáng)酸的場(chǎng)合還要求通風(fēng)柜的整體材料必須防酸堿,須采用不銹鋼或PVC材料制造。
四、通風(fēng)柜的類別
通風(fēng)柜按照排風(fēng)方式分類:分為上部排風(fēng)式、下部排風(fēng)式和上下同時(shí)排風(fēng)式三類。為保證工作區(qū)風(fēng)速均勻,對(duì)于冷過程的通風(fēng)柜應(yīng)采用下部排風(fēng)式,對(duì)于熱過程的通風(fēng)柜采用上部排風(fēng)式,對(duì)于發(fā)熱量不穩(wěn)定的過程,可在上下均設(shè)排風(fēng)口隨柜內(nèi)發(fā)熱量的變化調(diào)節(jié)上下排風(fēng)量的比例,從而得到均勻的風(fēng)速。
通風(fēng)柜按照進(jìn)風(fēng)方式分類可以簡(jiǎn)單分三類。通過室內(nèi)進(jìn)風(fēng)通過通風(fēng)柜后的管道系統(tǒng)排出室外,稱為全排風(fēng)式,這是應(yīng)用非常廣泛的一種類型。
當(dāng)通風(fēng)柜設(shè)置于采暖或?qū)貪穸扔锌刂埔蠓块g時(shí),為節(jié)省采暖,空調(diào)能耗,采用從室外取補(bǔ)給風(fēng)在柜內(nèi)循環(huán)后排出室外的方式稱為補(bǔ)風(fēng)式通風(fēng)柜。
再一種就是變風(fēng)量控制式的通風(fēng)柜。普通的定風(fēng)量系統(tǒng)需要人工調(diào)整固定葉片的風(fēng)閥,調(diào)節(jié)通風(fēng)柜的排風(fēng)量,當(dāng)調(diào)節(jié)閥門到某一角度時(shí)達(dá)到希望的面風(fēng)速。變風(fēng)量控制是通過調(diào)節(jié)閥門的傳感器改變風(fēng)量達(dá)到給定的面風(fēng)速,當(dāng)然標(biāo)準(zhǔn)式成本低、變風(fēng)量成本高,適用于要求精度高的場(chǎng)合。
通風(fēng)柜按照使用狀態(tài)分類可分為整體式下部開放式、落地式、兩面式、三面玻璃式、桌上式、連體式以及根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)使用需要而設(shè)計(jì)的對(duì)放射性實(shí)驗(yàn)的、對(duì)合成實(shí)驗(yàn)的,對(duì)過氯酸實(shí)驗(yàn)的通風(fēng)柜。
有時(shí)似乎實(shí)驗(yàn)室中的幾乎所有東西都受到政府機(jī)構(gòu)和法規(guī)的支配。我們都熟悉OSHA,EPA,NIOSH和FDA這些縮略詞以及它們?nèi)绾斡绊懳覀兊膶?shí)驗(yàn)室,通風(fēng)柜也是如此。他們的安裝,操作和維護(hù)由各種政府和行業(yè)組織指導(dǎo)。幸運(yùn)的是,了解誰(shuí)和什么決定了適當(dāng)?shù)耐L(fēng)柜操作并不像看起來那么困難。
有關(guān)通風(fēng)柜的主要法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn):
-OSHAPart1910.1450:
OSHA代表職業(yè)安全與健康管理局。有關(guān)通風(fēng)柜操作的機(jī)構(gòu)規(guī)定列于聯(lián)邦法規(guī)第29卷第1910.1450部分。該代碼涉及實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)和操作的幾個(gè)方面。關(guān)于通風(fēng)柜,它主要涉及表面的氣流,監(jiān)控,維護(hù)和排氣。
-ANSI/ASHRAE110-2016:
實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜性能測(cè)試方法。該標(biāo)準(zhǔn)由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)和美國(guó)采暖,制冷和空調(diào)工程協(xié)會(huì)公布。它主要關(guān)注測(cè)試通風(fēng)柜以檢查其操作的方法。
ANSI/AIHAZ9.5:
該標(biāo)準(zhǔn)名為“美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)”,由ANSI和美國(guó)工業(yè)衛(wèi)生協(xié)會(huì)出版。它涵蓋了各種實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)問題,包括通風(fēng)柜監(jiān)控,面速度和排氣。
-NFPA45:
該標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家消防協(xié)會(huì)編制。它建議通風(fēng)柜結(jié)構(gòu),位置,防火,特殊通風(fēng)柜,識(shí)別,檢查,測(cè)試及維護(hù),排氣。
-SEFA1.2-2010:
SEFA是實(shí)驗(yàn)室科學(xué)設(shè)備和家具協(xié)會(huì)。其出版物“實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜推薦實(shí)踐”涵蓋了通風(fēng)柜,面速度和測(cè)試的設(shè)計(jì)要求。
特別關(guān)注
法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)中涉及的實(shí)驗(yàn)室人員直接感興趣的項(xiàng)目包括:
1、空氣流動(dòng)
2、監(jiān)控/報(bào)警
3、保養(yǎng)/檢查
4、排氣
空氣流動(dòng)
通風(fēng)柜表面的適當(dāng)氣流可能是導(dǎo)致通風(fēng)柜操作混亂的常見原因。以下是法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)所述的內(nèi)容。
OSHA:
“一般氣流不應(yīng)該是湍流,在整個(gè)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該相對(duì)均勻,沒有高速或靜態(tài)區(qū)域;進(jìn)入通風(fēng)柜內(nèi)的氣流不應(yīng)過度湍流;通風(fēng)柜面速度應(yīng)該足夠。(通常為60-110英尺/分鐘)“
ANSI/AIHAZ9.5:
“每個(gè)通風(fēng)柜的平均面速度應(yīng)保持在80-120英尺/分鐘,面速度測(cè)量值不能超過平均值的正負(fù)20%。”
SEFA:
“實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜的面速度可以根據(jù)所用材料的毒性或危害在通風(fēng)柜內(nèi)進(jìn)行的操作確定。注意:政府法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)可能需要特定的面速度。在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐中,通風(fēng)柜面速度為100英尺/分鐘被認(rèn)為是可接受的。在某些情況下,可以接受高達(dá)125fpm或低至75fpm的面速度,以滿足通風(fēng)柜所需的捕獲速度。“
監(jiān)控/警報(bào)
許多較舊的實(shí)驗(yàn)室配備的是沒有氣流監(jiān)測(cè)裝置的通風(fēng)柜。沒有規(guī)定的設(shè)備的類型,但是如果你正在設(shè)置通風(fēng)柜或重新設(shè)計(jì)較舊的設(shè)備,則根據(jù)以下規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),它們現(xiàn)在是一項(xiàng)要求。
OSHA:
“每個(gè)通風(fēng)柜應(yīng)該有一個(gè)連續(xù)的監(jiān)控設(shè)備,以便在使用前方便足夠地確認(rèn)通風(fēng)柜性能。如果無法做到這一點(diǎn),應(yīng)避免使用毒性未知的物質(zhì),或者應(yīng)提供其他類型的局部通風(fēng)設(shè)備。“
ANSI/AIHAZ9.5:
“新的和改造的通風(fēng)柜應(yīng)配備流量測(cè)量裝置。”
NFPA45:
“新的和改造的通風(fēng)柜應(yīng)配備流量測(cè)量裝置。
維護(hù)/檢查
與所有設(shè)備一樣,維護(hù)對(duì)于正確操作非常重要。
OSHA:
“通風(fēng)的質(zhì)量和數(shù)量應(yīng)在安裝時(shí)進(jìn)行評(píng)估,定期監(jiān)測(cè)(至少每3個(gè)月一次),并在局部通風(fēng)設(shè)備發(fā)生變化時(shí)重新評(píng)估。”
ANSI/AIHAZ9.5:
“應(yīng)至少每年或每當(dāng)系統(tǒng)的運(yùn)行特性發(fā)生重大變化時(shí),對(duì)每個(gè)通風(fēng)柜進(jìn)行全面性能測(cè)試”
NFPA45:
“在安裝或改裝時(shí),至少每年一次,實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜,實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜排氣系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)室特殊排氣系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行檢查和測(cè)試。”
NFPA45:
“應(yīng)識(shí)別特殊用途實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜和特殊用途的局部排氣系統(tǒng),以標(biāo)明其用途。”“每個(gè)通風(fēng)柜應(yīng)貼上一個(gè)標(biāo)志,其中包含上次檢查中的以下信息:檢查間隔,后檢查日期,平均值面速度,提供風(fēng)扇的位置,檢查員姓名。例外:代替標(biāo)志,提供上述信息的所有通風(fēng)柜的妥善維護(hù)日志應(yīng)視為可接受。“
排氣
在討論通風(fēng)柜排氣時(shí),以前通常會(huì)表達(dá)為“看不見,不注意”。實(shí)驗(yàn)室人員很少爬到屋頂上檢查他們的排氣扇和管道。如果您在實(shí)驗(yàn)室中遇到異味,或者您正在考慮進(jìn)行翻新或新設(shè)施,那么了解排氣標(biāo)準(zhǔn),規(guī)則和規(guī)范的含義就會(huì)派上用場(chǎng)。
ANSI/AIHAZ9.5:
“在任何風(fēng)或大氣條件下,在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)允許濃度超過20%的濃度下,以避免重新進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室建筑物或相鄰建筑物的方式和位置排放。”
排氣管:
“在相鄰屋頂線以上至少10英尺的垂直向上方向,相對(duì)于實(shí)驗(yàn)室或相鄰建筑物的開口和進(jìn)氣口,以避免再次進(jìn)入。
NFPA45:
“實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜和其他特殊局部排氣系統(tǒng)排出的空氣不得再循環(huán)。”來自實(shí)驗(yàn)室單元和化學(xué)品存在的實(shí)驗(yàn)室工作區(qū)域的空氣應(yīng)連續(xù)排放到相對(duì)于建筑物正常占用區(qū)域的負(fù)壓系統(tǒng)中。