建設(shè)現(xiàn)代化的生化實驗室是個綜合的系統(tǒng)工程。在裝備各種儀器設(shè)備及其配套設(shè)施的同時,既要考慮供電、給水、排水、送風(fēng)、排風(fēng)凈化排污等要求,還要考慮到對人員、物體、周邊環(huán)境的安全性,噪音、異味、視覺環(huán)境的舒適性,儀器設(shè)備的可操作性、功能性,以及信息處理的便捷性。因此,現(xiàn)代化的生化實驗室必須有最佳的設(shè)計和高品質(zhì)的設(shè)備去滿足。
在現(xiàn)代化實驗室設(shè)備中有通風(fēng)柜、中央實驗臺、邊臺、藥品柜、器皿柜、氣瓶柜等,其中通風(fēng)柜在生化實驗室設(shè)備中擔(dān)負著十分重要的功能。因此,選擇通風(fēng)柜是實驗室建設(shè)中的重要問題,必須引起足夠的重視。
通風(fēng)柜的主要功能
通風(fēng)柜的功能中最主要的是排氣功能,在化學(xué)實驗室中,實驗操作時產(chǎn)生各種有害氣體、臭氣、濕氣以及易燃、易爆、腐蝕性物質(zhì),為了保護使用者的安全,防止實驗中的污染物質(zhì)向?qū)嶒炇覕U散,在污染源附近要使用通風(fēng)柜,以往通風(fēng)柜使用臺數(shù)較少,只在特別有害且危險的氣體及產(chǎn)生大量熱的實驗中使用。通風(fēng)柜只擔(dān)負實驗臺的輔助功能。
近年來考慮到改善實驗環(huán)境,在實驗臺上進行的實驗逐漸轉(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驗室都要求有空調(diào),因此在建筑的初步設(shè)計階段就要將通風(fēng)柜的使用臺數(shù)納入空調(diào)系統(tǒng)的計劃。由于通風(fēng)柜在生化實驗室中占有非常重要的位置,從改善實驗室環(huán)境、改善勞動衛(wèi)生條件,提高工作效率等方面考慮,通風(fēng)柜的使用臺數(shù)飛躍地增加。隨之而來的是通風(fēng)管道,配管、配線、排風(fēng)等都成為實驗室建設(shè)的重要課題。
使用通風(fēng)柜的最大目的是排出實驗中產(chǎn)生的有害氣體,保護實驗人員的健康,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)具備將通風(fēng)柜內(nèi)部產(chǎn)生的有害氣體用吸收柜外氣體的方式,使其稀釋后排除室外的機構(gòu)。
(2) 不倒流功能:應(yīng)具有在通風(fēng)柜內(nèi)部由排風(fēng)機產(chǎn)生的氣流將有害氣 體從通風(fēng)柜內(nèi)部不反向流進室內(nèi)的功能。為確保這一功能的實現(xiàn),一臺通風(fēng)柜與一臺通風(fēng)機用單一管道連接是適用的方法,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)機盡可能安裝在管道的末端(或?qū)禹斕帲?
(3) 隔離功能:在通風(fēng)柜前面應(yīng)具用不滑動的玻璃視窗將通風(fēng)柜內(nèi)外進行分隔。
(4) 補充功能:應(yīng)具有在排出有害氣體時,從通風(fēng)柜外吸入空氣的通道或替代裝置。
(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)柜進風(fēng)的吸入速度的要素有:實驗內(nèi)容產(chǎn)生的熱量及與換氣次數(shù)的關(guān)系。其中主要的是實驗內(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 ,有毒或有危險的有害物為0.4―0.5 m/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)機應(yīng)有必要的靜壓,即空氣通過通風(fēng)管道時的摩擦阻力。確定風(fēng)速時還必須注意噪音問題,通過空氣在管道內(nèi)流動時以7―10m為限,超過10m將產(chǎn)生噪音,通常實驗室的(室內(nèi)背景噪聲級)噪聲限制值為70dBA,增加管道裁面積會降低風(fēng)速,也就降低噪音,考慮到管道的經(jīng)費和施工問題,必須慎重選擇管道及排風(fēng)機的功率。
(6) 耐熱及耐酸堿腐蝕功能:通風(fēng)柜內(nèi)有的要安置電爐,有的實驗產(chǎn)生大量酸堿等有毒有害氣體具有腐蝕性。通風(fēng)柜的臺面,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)或腐蝕性實驗中使用硫酸、硝酸、氫氟酸等強酸的場合還要求通風(fēng)柜的整體材料必須防酸堿,須采用不銹鋼或PVC材料制造。
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)式和上下同時排風(fēng)式三類。為保證工作區(qū)風(fēng)速均勻,對于冷過程的通風(fēng)柜應(yīng)采用下部排風(fēng)式,對于熱過程的通風(fēng)柜采用上部排風(fēng)式,對于發(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)柜按照進風(fēng)方式分類也分三類。通過室內(nèi)進風(fēng)在柜內(nèi)循環(huán)后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,為節(jié)省采暖,空調(diào)能耗,采用從室外取補給風(fēng)在柜內(nèi)循環(huán)后排出室外的方式稱為補風(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)閥門到某一角度時達到希望的面風(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)不同實驗使用需要而設(shè)計的對放射性實驗的、對合成實驗的,對過氯酸實驗的專用通風(fēng)柜。
通風(fēng)柜的安全性
安全性是通風(fēng)柜追求的最大使命,實驗室使用通風(fēng)柜就是要保證使用者的安全及防止對周圍環(huán)境的污染。