一、明確污染物特性與通風(fēng)需求

1. 污染物類型分析

• 高毒性或易燃易爆氣體：優(yōu)先采用局部排風(fēng)系統(tǒng)（如通風(fēng)柜、原子吸收罩），面風(fēng)速需≥0.5m/s（參考 ASHRAE 110 標(biāo)準(zhǔn)）。

• 低濃度揮發(fā)性氣體或異味：可結(jié)合全方面通風(fēng)（房間換氣次數(shù)≥12 次 / 小時(shí)）。

• 識(shí)別實(shí)驗(yàn)室常見污染物：如酸堿氣體（HCl、H?SO?）、揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）、有毒氣體（Cl?、CO）、粉塵（金屬粉末、硅粉）等。

• 根據(jù)污染物特性確定通風(fēng)優(yōu)先級(jí)：

2. 區(qū)域功能劃分

• 按實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分區(qū)：如合成區(qū)、分析區(qū)、廢棄物處理區(qū)，分別設(shè)計(jì)單獨(dú)排風(fēng)系統(tǒng)，避免交叉污染。

• 敏感區(qū)域（如無(wú)菌室、質(zhì)譜室）需設(shè)置負(fù)壓控制，防止污染物擴(kuò)散。

二、通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)重心要點(diǎn)

（一）局部排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1. 通風(fēng)柜性能優(yōu)化

• 采用變風(fēng)量（VAV）通風(fēng)柜：根據(jù)柜門開度自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量，節(jié)能同時(shí)保證面風(fēng)速穩(wěn)定。

• 加裝氣流監(jiān)控裝置：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)面風(fēng)速，異常時(shí)聲光報(bào)警并聯(lián)動(dòng)風(fēng)機(jī)調(diào)速。

2. 排風(fēng)罩選型與布局

• 加熱或產(chǎn)生熱氣流：采用傘形罩（上吸式）；

• 揮發(fā)性液體操作：采用側(cè)吸罩或圍擋式排風(fēng)罩。

• 針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景選擇罩型：

• 罩口與污染源距離≤0.5m，確保捕集效率。

（二）管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1. 材質(zhì)與防腐

• 酸性氣體：選用 PP（聚丙烯）或 PVC 管道；

• 有機(jī)溶劑：選用不銹鋼（316L）或氟塑料（如 PVDF），避免材料吸附或腐蝕。

2. 管徑與坡度

• 管徑按風(fēng)速計(jì)算：支管風(fēng)速 8-12m/s，主管風(fēng)速 10-15m/s，避免風(fēng)速過(guò)低導(dǎo)致粉塵沉積；

• 水平管道坡度≥3%，坡向排風(fēng)方向，防止冷凝液積聚。

3. 減少阻力損耗

• 彎頭曲率半徑≥1.5 倍管徑，避免直角彎；

• 支管與主管夾角≤45°，減少氣流對(duì)沖。

（三）風(fēng)機(jī)與控制系統(tǒng)

1. 風(fēng)機(jī)選型

• 按系統(tǒng)總風(fēng)量 + 20% 余量選擇風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓需克服管道阻力（可通過(guò)流體力學(xué)軟件模擬）；

• 易燃易爆環(huán)境：采用防爆型離心風(fēng)機(jī)（如 Ex d IIB T4 認(rèn)證）；

• 高濕度或腐蝕性氣體：選用防腐風(fēng)機(jī)（如玻璃鋼材質(zhì)）。

2. 智能控制方案

• 采用PLC 變頻控制系統(tǒng)：根據(jù)各排風(fēng)點(diǎn)風(fēng)量需求自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，節(jié)能率可達(dá) 30%-50%；

• 聯(lián)動(dòng)消防系統(tǒng)：火災(zāi)時(shí)自動(dòng)切斷非消防排風(fēng)，啟動(dòng)應(yīng)急排煙。

三、環(huán)保與安全合規(guī)要求

1. 廢氣處理達(dá)標(biāo)

• 酸性氣體：通過(guò)堿液噴淋塔中和（pH 調(diào)節(jié)至 6-9）；

• VOCs：采用活性炭吸附 + 催化燃燒（RCO）組合工藝，去除率≥90%；

• 粉塵：配置袋式除塵器，排放濃度≤30mg/m3（參考 GB 16297-1996）。

2. 防火防爆措施

• 管道內(nèi)設(shè)置防火閥（70℃熔斷關(guān)閉），防爆區(qū)域電氣設(shè)備需符合 ATEX 認(rèn)證；

• 有機(jī)溶劑排風(fēng)系統(tǒng)需接地，避免靜電積聚（接地電阻≤10Ω）。

四、施工與運(yùn)維細(xì)節(jié)

1. 施工注意事項(xiàng)

• 管道安裝前進(jìn)行氣密性測(cè)試（壓力≥1000Pa，泄漏率≤5%）；

• 穿越實(shí)驗(yàn)室吊頂或墻體時(shí)，采用防火密封膠封堵，避免氣密性損失。

2. 運(yùn)維與檢修設(shè)計(jì)

• 管道設(shè)置檢修口（間距≤30m），方便清理積塵；

• 過(guò)濾器、風(fēng)機(jī)等設(shè)備設(shè)置檢修平臺(tái)，預(yù)留吊裝空間；

• 制定定期維護(hù)計(jì)劃：如活性炭每 3-6 個(gè)月更換，風(fēng)機(jī)軸承每年潤(rùn)滑。

五、節(jié)能與可持續(xù)性設(shè)計(jì)

1. 熱回收系統(tǒng)

• 在排風(fēng)和新風(fēng)系統(tǒng)中加裝板式熱交換器，冬季回收排風(fēng)熱量預(yù)熱新風(fēng)，節(jié)能率約 15%-20%。

2. 自然通風(fēng)結(jié)合

• 低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域（如辦公室、準(zhǔn)備間）可設(shè)置可開啟外窗，與機(jī)械通風(fēng)互補(bǔ)，降低能耗。

六、參考標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

• 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB 50073-2013《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 50346-2011《生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范》；

• 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：JGJ 91-2019《科學(xué)實(shí)驗(yàn)室建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、ASHRAE 110-2016《實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)性能測(cè)試方法》；

• 地方環(huán)保法規(guī)：如北京市 DB 11/501-2017《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。

總結(jié)