1、实验室排气系统

　　在化学实验中，经常会产生各种令人不快的、腐蚀性的、有毒的或爆炸性的气体。如果这些有害气体不及时排放到室外，会造成室内空气污染，影响实验室人员的健康和安全。它影响仪器设备的精度和使用寿命，因此实验室通风是实验室设计中不可缺少的一部分。

　　为了防止实验室工作人员吸入或吞咽一些有毒、致病或未知的化学物质和生物，实验室应通风良好。为了防止吸入一些蒸汽、气体和颗粒(烟、烟灰、灰尘和气溶胶)，必须通过通风橱、排气罩或局部通风来清除污染物。

　　2、通风橱

　　通风橱是实验室常用的一种局部排气设备，种类繁多。由于其结构不同，使用条件不同，其排气效果也不同。

　　耐酸碱通风橱的性能主要取决于空气流经通风橱的速度。影响锋面速度和空气运动的因素有涡流、机柜入口形状、热负荷、机械作用、通风口设计和冷凝抑制剂等。此外，它还与它的耐火性、耐腐蚀性、易清洗性以及在一些污染物进入排气系统之前收集它们的能力有关。一般认为实验室的通风橱应适用于易燃液体和气体，结构材料应具有几分钟的耐火性，以保持通风橱的完整性，及时灭火。

　　3、通风橱的类型和特性

　　实验室中使用的通风橱有六种:

　　(1)顶抽式通风橱

　　该通风橱具有结构简单、制造方便的特点。顶抽式通风橱对于需要加热或者在实验过程中产生大量热量的实验，具有很好的排气效果；但当实验过程中没有热量产生时，通风橱的操作口风速会非常不均匀，在台面附近会出现涡流。所以这种类型在不发热的情况下效果很差，不宜采用。

　　(2)狭缝式通风橱

　　狭缝式通风橱顶部和后侧设有排气狭缝，后侧(下部)设有一个狭缝，中部和下部设有两个狭缝。这种通风橱，上、中、下三个部位都有排气口，当空气流过狭缝时有节流作用，将静压变为动压，再将压力变为静压，在通风橱，产生很强的负压气流，使操作口风速均匀，在各种工况下都取得了很好的效果。但是结构复杂，制造工艺要求高。

　　(3)旁通式通风橱

　　由于通风橱的排气量是根据设计风速和操作口全开时的截面积计算出来的，所以在正常进行实验，没有人操作的情况下，柜门往往会关闭或稍微调低。此时由于排气量变化不大，操作口调节门下方进气口处的风速达到了一个非常高的值。有害气体虽然不容易逸出，但会对一些实验产生不利影响。比如用煤气灯加热，风速过大使火焰抖动，影响加热。为了解决这个矛盾，出现了带旁路的通风橱。

　　在此通风橱，当操作口调节门全开时，旁路口被调节门挡住，不起到旁路作用，空气直接从操作口进入通风橱；调节门关闭时，旁路口打开，一部分空气从旁路流入柜内，使操作口风速不会过大，基本稳定。当考虑通风橱排除实验室室内空气时，较好采用这个通风橱，因为当柜门完全关闭时，不会影响室内空气交换率。

　　(4)补风式通风橱

　　这种通风橱将约占总排气量70%的空气输送至操作口，或输送至通风橱进行排气，其余30%由室内空气补充。供应的空气可根据实验要求进行处理(如净化和加热等。).因为补风式通风橱排出的室内空气很少，所以对于有空调系统的实验室或洁净实验室来说，使用这个通风橱是比较理想的，既节能，又不影响室内气流分布。典型的补风式通风橱，当操作口的调节门打开时，气流从操作口的前部和上部下来，一方面形成空气幕，另一方面提供通风橱空气。调节门关闭时，气流从上内侧进入通风橱带走柜内有害物质。

　　(5)自然通风式通风橱

　　这种通风橱利用热压原理排气，其排气效果主要取决于通风橱内外空气的温差、排气管道的高度以及系统的阻力。所以这种通风橱一般用于采暖场合，排风道比较高，要求通风橱顶部直接通向室外，风道不要转弯，排风道顶部有圆柱形罩。实验过程中不要关闭柜门，否则会增加局部阻力，影响排气效果。

　　自然通风式通风橱的优点是不耗电。能昼夜连续呼吸(可测室内换气量可达6次/h)，有利于室内换气；无噪音和振动；因为没有机械设备，所以容易维护；结构简单，成本低廉。但它的使用受到一定条件的限制，不适合高毒性、不发热的实验，空调房也不适合夏天使用。

　　(6)活动式通风橱

　　在现代的实验室建筑中，有时会有一个普通的实验室(实验大厅)，其中的实验工作台、水池、通风橱等设备在不使用时可以随时移动并推入相邻的储藏室。

　　这个通风橱应该由木头、塑料或轻金属制成，以便于移动。柜脚有轮子，可升降的柜脚也可以同时附着。通风橱6mm厚的钢化玻璃用于柜门、后壁挡板和两端的透明窗户。通风橱的排水可通过机柜前的标准排水槽或台面上的滴水槽，然后通过软管排入地漏。

　　4、通风橱的基本规格

　　通风橱的单位平面尺寸应根据各种实验内容和要求确定。通风橱的深度d一般为800~850 mm，过浅阻碍不了通风橱、狭缝式通风橱，由于其后壁有夹层，深度不宜过小。通风橱，即前墙结构(中到中)的尺寸，每单位长度不应小于1.0米，一般为1.2-1.8米。如果单柜不能满足使用要求，可考虑双柜或多柜并联，柜与柜之间可根据需要设置或不设置隔板。如果考虑到柔性，可以提供带有柔性接头的可调节点间墙。如果工艺需要更大的长度，可以连续排列多个单元，中间没有隔墙。

　　通风橱的台面高度一般在850~900 mm左右；操作口开口的高度不宜过小，一般在800 mm左右，因为考虑到实验装置在柜内的需要，不使开口的上缘挡住实验者的视线；通风橱柜内净高度一般≥1500mm。对于狭缝式通风橱，上、下煤层的尺寸一般相等，具体尺寸应控制在5m/s以上的风速，挡板后风道的宽度约为煤层宽度的两倍。通风橱上部可设置管道维护柜，直接密封在平顶上，避免灰尘堆积在通风橱顶部，保持实验室整洁。

　　5、耐酸碱通风橱的构造及其附属装置

　　(1)通风橱橱壁

　　一般可分为前壁、侧壁和后壁。由于操作面不同，有以下几种组合方式。

　　常用形式:侧壁一般采用光亮的材料制作，让自然光能够透入橱内，有利于实验人员观察橱内的实验情况。透明材料通常是5毫米厚的玻璃，应该是钢化玻璃或其他安全玻璃。但是钢化玻璃不容易切割，大爆炸的情况下会散落无棱角的碎片。对于经常使用氢氟酸的通风橱，可以使用有机玻璃，但有机玻璃的耐热性和表面硬度较差。

　　前壁设有操作口，通常由固定件和橱门组成。固定部分类似于侧墙，即采用透明材料，墙体骨架采用木材，也采用碳钢、不锈钢或玻璃钢。

　　为了避免水下水滴冷凝对金属通风橱前壁的影响，可以在前壁的下开口处设置一个导水槽，这样冷凝水就可以通过导水槽排到机橱的两侧。

　　后壁一般由防苦板、塑料板、厚玻璃或不锈钢板等制成。对于耐久性较差的挡板，应考虑其结构便于拆装更换。对于有爆炸危险的有机化学实验室，需要考虑冲洗后墙的方便性。现代化学实验室采用了防苦板和玻璃钢，即耐腐蚀的树脂材料代替木材。

　　(2)通风橱操作口橱门

　　通风橱的橱门基本上有五种类型:旋启式、悬挂式、拉起式、下拉式和无门式。

　　a、摇摆式结构简单，但操作口高度无法调节，只适合操作一般有害物质。此外，橱门必须经常关闭，否则会阻碍周围空间的利用，不利于多个橱子的并列，所以很少使用。橱门下方一般不设固定门框，留有50 mm的缝隙，方便闭门实验时进气。

　　b、上悬结构简单，对两侧空间没有影响，但开关不方便，比如在门扇上加一扇小门，就更难打开了。

　　c、上拉下拉这种类型比这两种好，是非常常用的一种，操作口的大小可以调节，开关方便，而且不影响周围空间。门扇位置的固定方式有三种:两边都有螺栓，操作口边框有很多螺栓孔，但还是不方便使用；另一方面，在门的两侧设置平的铁槽支架，在门扇上下两侧的四个角上设置金属突起，上突起在槽内滑动，下突起靠在槽支架内定位。这种结构也比较简单，比插销使用更方便，但橱门要小而轻，否则很难抬起，费力。

　　使用平衡锤式更方便，能满足一般使用要求，是非常常见的一种。

　　配重系统的滑轮轴应装有滚珠轴承，便于推拉。绳索应采用尼龙绳、钢丝绳、合成树脂包覆钢丝绳等材料。齿轮传动也是可以设想的，但是要考虑金属材料的耐腐蚀性。

　　配重一般在橱顶和桌面之间上下滑动，配重位于两根木筋之间，立柱宽度140mm左右。为了减小立柱的宽度，配重可以布置在后面。此外，还有几种改变平衡位置的方法来减小列宽。

　　a、添加一对滑轮，将配重导入后壁。缺点是绳子容易出来，没有单滑轮润滑。

　　b、将绳子拉长，将配重引至下橱。瓷套可以嵌在桌面的穿孔部分，上端略高于桌面，防止溢出的水流入下橱。绳索应封装，以避免有害污染被带入下部机橱。这样，橱门的开启高度受到下橱净高的约束。

　　c、在高度允许的情况下，配重可以位于橱顶上方，橱顶上方应密封，并应打开检修门。

　　橱门门扇滑槽内的摩擦面不涂漆，可打蜡润滑。门扇下方应设置两个橡胶接头，防止门扇与台面碰撞，并可留有进气间隙，外部电源线可从该间隙进入橱内。接口也可以固定在滑槽的下端。如果通风橱是送风式的或者考虑沿桌面下沿进风口，可以设置一条长橡胶条代替橡胶来满足。

　　d、横拉式当通风橱操作口长度较长，且通风橱门不宜上下移动时，可以使用这种类型，但必须关闭这种类型进行实验，否则不利于气流组织，容易产生涡流，可用于放化实验。为了防止放射性物质在操作过程中逸出，可以在门上设置手套孔。此外，还可用于落地式通风橱。

　　E.如果没有带橱门的天然通风橱，实验过程中排放的有害物质毒性不大，实验工作频繁简单，可以考虑没有橱门。

　　(3)通风橱的工作面

　　通风橱台面要有足够的强度，尤其是放化实验用的通风橱。有时为了保护，需要在橱内安装铅砖，需要承受1吨的负荷。

　　台面的材料要求与实验台面基本相同。由于橱橱经常用水清洗，而且耐热、耐酸、耐碱，现在大多数通风橱的台面都需要化学稳定性好的固体理化板或环氧树脂板，以防止各种化学试剂对台面的腐蚀。不应使用木质台面，使用水银的通风橱应使用无缝表面材料；对于用于放射化学实验的通风橱，可以在普通台面上涂一层厚厚的滤纸，内衬不透水的内胆。如果想进一步防止放射性溶液飞溅，可以在台面上设置特殊材料的板材，如抛光不锈钢板或耐酸陶瓷锅，或者直接使用不锈钢台面。

　　桌面的外缘应高出桌面10~30毫米，以避免污水从桌面流出。还有通过考虑台面的坡度来防止台面水溢出的方法。但如果设计坡度太小，不仅难以防止溢流，施工时也难以保证设计坡度。反之，如果设计坡度过大，则不利于台面上实验装置的稳定。

　　(4)通风橱下部结构

　　在通风橱前面板下部，由于下橱有电箱，不适合存放物品，所以内侧壁、搁板、底板都要考虑耐酸碱性。橱门应考虑打开气孔，并设有通向排气壁的通道，以便利用通风橱的排气排出橱内积聚的气体。台面上埋有一根短排气管，通向排气挡板的后面。该管道应由耐腐蚀材料制成，其上端应弯曲，以防止冲洗机橱壁的水流入下部机橱。

　　(5)通风橱辅助装置

　　除了小水盆或排水槽外，还可以在通风橱的内部台面上设置冷热水、煤气、真空、压缩空气等水龙头。为了使管道少穿过台面，可以设置在侧壁上，靠近通风橱外缘，避免工人在连接软管时头肩伸入橱内。阀门可以安装在机橱旁边的管道井的壁上，也可以安装在操作口的外框上，也可以安装在工作台面的前缘下方。照明、通风机或其他电源插座和开关不应安装在机橱中，以防止因腐蚀或蒸汽而短路。可以安装在外框上，也可以安装在桌面前缘下方。

　　为了防止用于放射化学实验的通风橱排放含有放射性物质的气体污染大气，可以在通风橱顶部安装高效的废气净化装置，将废气中有害物质的浓度降低到允许浓度以下。

　　通风橱内的灯具一般应使用荧光灯，灯具应位于顶橱外部，以防腐蚀。

　　6、实验室内耐酸碱通风橱的平面布置

　　实验室通风橱的位置与通风效果和室内气流分布有很大关系。以下是通风橱的三种布局。

　　1.靠墙布置

　　这是一种常见的布置，通风橱通常与管道井或走廊的侧壁连接，可以减少排气管道的长度，便于管道的隐蔽，使房间干净整洁。空调实验室的通风橱不应布置在门窗附近，而应布置在室内气流的“死角”。这样既可以防止通风橱操作口风速受到干扰，又可以方便室内通风，“死角”不会死。

　　在小房间(如一至三个隔间)内，不应面对面布置两个通风橱。否则，当一个通风橱不工作时，残留在通风橱内的有害气体或灰尘会被对面的通风橱吸出，造成室内空气污染。如果要求两个通风橱面对面布置，两个通风橱可以共用一个通风机，也可以两个通风机联动。

　　2.嵌墙布置

　　在相邻的两个房间里，可以在隔墙内嵌入通风橱，也可以在墙内布置排风管道。这样的安排有利于室内整洁。

　　3.独立布置

　　在大型实验室中，可以设置可以四面观看的通风橱，适合实验教学演示，或者在实验设备复杂的情况下，可以在两侧设置操作口。这种布置只能使用顶抽式通风橱，当室内没有吊顶时，顶部风道会暴露出来，不需要的话应该少用。

　　此外，对于空调实验室或洁净室，通风橱应布置在气流的下风方向，既不会干扰室内气流组织，又便于室内污染空气排出。