國內外比較具有權威性的標準規范或手冊,對于實驗室排風柜控制面風速的數值規定各不相同,但宗旨是一樣的,即安全健康、節能和經濟性。本文對國內資料進行匯總,并簡單加以分析,便于實驗室建設中采用合理且合規的參數和產品。
1、 JB/T 6412-1999《排風柜》
該標準規定了排風柜的型式、基本參數和尺寸,技術要求、試驗方法和檢驗規則及標志、包裝、貯存,適用于工廠制造的排風柜。標準規定:
· 排風柜性能參數要求“操作口平均面風速為0.4~0.5m/s”;
· 面風速試驗時“柜門處于最大開啟度”,“柜門最大開啟高度為600~800mm”;“風速平均值為0.4~0.5m/s”;
· 阻力試驗時“保持排風柜面風速為0.4~0.5m/s”;
該標準目前在設備采購中作為基本要求被廣泛采納,但因編制時間太早,亟待升版更新,比如:如果實驗過程嚴格按照該標準規定的工況,面風速應可以達到0.4~0.5m/s,但是當柜門降到25%開啟高度時,面風速理論計算上應增加4倍,是否依然能夠有效控制有害物外溢,缺乏規范支撐的試驗數據要求。
目前市面上已有旁通型通風柜,通過協調柜門的開度和進風百葉的面積,保證面風速的最小變化率滿足要求,該產品的性能參數和產品性能試驗標準有待補充進JB/T 6412中。
2、JG/T 222-2007《實驗室變風量排風柜》
該標準規定了實驗室變風量排風柜的定義、型式、基本參數和尺寸、要求、試驗方法和檢驗規則及標志、包裝、運輸、貯存,適用于工廠制造的變風量排風柜。標準規定“變風量排風柜的面風速在全開啟和部分開啟時應控制在0.3m/s~0.5m/s范圍內,特殊工藝需求時面風速可由工藝確定。”
該標準目前在設備采購中作為基本要求被廣泛采納,且目前正籌劃升版。該標準提出工藝確定面風速,但因該產品的面風速試驗、阻力試驗、控制濃度試驗均是參照JB/T 6412-1999執行,所以當工藝根據有害氣體的性質提出要求面風速達到0.75m/s時,排風柜是否依然能夠有效控制有害物外溢,缺乏規范支撐的試驗數據要求。
3、JG/T 385-2012《無風管自凈型排風柜》
本標準規定了無風管自凈型排風柜的術語和定義、分類和標記、基本要求、技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸和貯存等。標準規定“操作型無風管自凈型排放柜的操作孔截面風速應保持于0.4m/s~0.6m/s”。
4、《化工工藝設計手冊》(第四版,2009)
5、JGJ91-2019《科研建筑設計規范》
該規范同《化工工藝設計手冊》思路一致,面風速的確定同有害物的種類和散發情況聯系在一起。
6、HG/T20711-2019《化工實驗室化驗室供暖通風與空氣調節設計規范》
規范規定“通風柜操作口的面風速應根據有害物種類、實驗操作特點等工藝要求確定,宜采用0.4m/s~0.6m/s,無人操作時不應低于0.3m/s”。編制過程中參閱國外資料,認為過高的通風柜面風速不僅會浪費能源,并且造成的渦流使站在通風柜前面的操作人員的防護功能更差。而較低的通風柜面風速雖然會節約能源,但對柜前的擾動氣流要求和人員的操作規范要求較高,使站在通風柜前面的操作人員的防護功能抗干擾能力差。如果通風柜的位置和實驗室的氣流組織等均滿足要求,且操作活動執行管理規定,0.4m/s~0.6m/s 的面風速可以使大多數通風柜有效運行;所以采用“宜”來規范大多數情況面風速,同時兼顧工藝的特殊要求。
7、其 他
近年新研制的層流風幕補風型排風柜進入工程應用。該產品不是主要通過控制操作口的面風速防止有害氣體外溢;而是通過其獨特的補風和排風結構,達到有害氣體泄漏率為0.00ppm的安全水平,從而也大幅度減小了通風和空調負荷。而目前的國內標準還是以面風速為主要控制手段,該產品的性能參數和產品性能試驗標準有待補充進國內標準中。
總結
綜上所述,排風柜防止有害氣體外溢和柜體的結構設計是息息相關的,面風速控制僅是其中一個方面。對于實驗室,無論工程人員、使用者,還是業主,選用排風柜的目的,都是為了使實驗項目正常進行的同時,最大程度地保護使用者,而產品標準是第一道屏障。針對特殊的工藝要求,如大面風速的排風柜;針對新興的技術,如層流風幕技術,等等,我國的標準應與時俱進,需要有對應的性能試驗方法和參數要求。我們期待著標準的補充和完善。