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實驗室通風櫃各項規範及標準匯總
時間:03-13
  通風櫃進口風速   
    聯邦公報-美國職業安全和健康委員會(OSHA)-Appendix A,section C.4(g)質量⋯⋯進入通風櫃以及通風櫃內的氣體不應出現紊流;通風櫃的進口風速應保持在一個合適的範圍(通常0.3-0.5m/s)。   

Prudent Practices-P.178   
    通常情況下,推薦的通風櫃進口風速應在0.4-0.5m/s 之間。對於少數藥品毒性較高或當外界對於通風櫃的氣流抑製能力有不利影響時,可采取進口分速為0.5-0.6m/s。但是通風櫃的能耗一般是與進口風速成線性關係的。當進口風速接近或超過0.75m/s 時,會在通風櫃內形成紊流,從而降低通風櫃的氣流抑製效率。   

工業通風-美國政府工業衛生專家協會(ACGIH)-P.10-40   
    供風分布:典型的通風櫃使用是操作者站在通風櫃前,伸手進入通風櫃內部進行實驗操作。此時進入通風櫃的氣流會在操作者身邊形成旋轉氣流,從而引起櫃內氣體溢出,甚至沿操作者身體到底呼吸區域。進口風速越大,形成的旋轉氣流就越強。因此,事情並不象人們想象的那樣,進口分速越大,氣流抑製效果就越好。   
    P.10-40進口風速的選擇:實驗室內的供風口供風與通風櫃進口風速的相互影響,會使得任何關於通風櫃進口風速的總括性的規範標準失去參考價值。較高的進口風速在浪費能耗的同時,卻不會提高,甚至有可能會惡化通風櫃的氣流抑製效果。美國國家標準化組織/美國暖通製冷和空調工程師協會(ANSI/ASHRAE)的通風櫃性能測試標準可以用來作為通風櫃生產廠家或者實驗室氣流控製設計者的規範。   

美國全國防火委員會(NFPA45)-P.45-12,section 6.4.6   
    實驗室通風櫃的進口風速和排風量應能很好地夠抑製通風櫃內產生的汙染氣體,並盡快將其排出實驗室。當通風櫃內有化學物品進行操作時,應能夠抑製潛在毒害氣體的外溢,保護實驗室員工的安全。   
    P.45-28,section A.6.4.6實驗室通風櫃氣流抑製可參照ASHRAE 110-實驗室通風櫃性能測試辦法規定的步驟進行操作。通常情況下,當通風櫃的位置要求和室內通風次數的要求被滿足的基礎上,進口風速0.4m/s-0.6m/s 是可以對櫃內氣體進行較好控製的。   

美國國家標準協會/美國工業衛生協會(ANSI/AIHA)-PP.16-18,section 3.3.1要求:   
    通風櫃平均進口風速應當能夠很好地抑製櫃內產生的危害性化學氣體以防其泄漏。   
合適通風櫃的進口風速對於實驗室安全是很重要的,但也不是唯一標準,我們應對各種因素進行綜合考慮  
    實驗室內的操作者及其他設備物品的運動都會對通風櫃的安全性能,尤其當進口風速較低時,產生明顯影響。所以,認識其影響,並據此製定相應的實驗室操作流程規範是很有必要的。當進口風速過低時,通風櫃對櫃內氣流的抑製能力會大大降低,從而產生相應的風險,因此,我們建議進口風速要大於0.3m/s。   
    對排風機轉速及通風櫃排風閥進行控製以調節通風櫃排風量的控製裝置應合理設計,確保在定風量係統裏,除非通風櫃停止使用或者有書麵的危險描述有另外的其他要求之外,最小排風量應取以下兩值中的最大值:50cfm/ft×ft(通風櫃寬度)或者25cfm/ft2×ft2(通風櫃工作麵積)。   
對於上述要求的解釋:   
    60-80fpm(0.30-0.41m/s):當對氣流抑製性能很出色的通風櫃在相對很理想的操作環境下(如實驗室的設計特性),並且遵循謹慎的實驗室操作規範時,這個進口風速可以保證充足的氣流抑製。抑製性能會在這個範圍內有所波動,並且需要製定有效的實驗室操作規範,並嚴格執行。   
    80-100fpm(0.41-0.51m/s):盡管通風櫃氣流抑製性能仍會有所波動,但是絕大多數的通風櫃可以在這個進口風速範圍內有效,且低風險地運作。此時,我們仍然要求提供合適的實驗室操作者培訓以及嚴格執行有效的實驗室操作規範。這個進口風速範圍適用於大多數實驗室的化學通風櫃。   
    100-120fpm(0.51-0.61m/s):進口風速在該範圍內時的氣流抑製效果與80-100fpm 時相差不大,但是運行成本卻顯著提高。當一些特殊情況以至80-100fpm 範圍仍不能提供充分氣流抑製時,提高進口風速至此範圍時,通風櫃的氣流抑製效果可能有稍微改善。120-150fpm(0.61-0.76m/s):盡管幾乎所有的通風櫃都可以在此範圍內達到高效的氣流抑製,但是其效果相對於80-100fpm 和100-120fpm 並沒有本質的改善,但能耗卻會因此而大大提高,所以,一般不推薦使用。>150fpm(>0.76m/s):大多數實驗室專家都同意該進口風速範圍過大,可能會在通風櫃內引起紊流從而導致櫃內毒害氣體溢出。   

美國科學儀器設備和實驗家具協會(SEPA1.2)-P.31,section 5.3.4  
    根據測試以確定通風櫃合適的進口風速。依據以下測試來決定滿足規範要求的進口風速。合適的進口風速目的是為了使通風櫃提供安全的氣流抑製。進口風速本身並不是一個衡量安全的因素。參照ASHRAE110-1995(或者最新版本)所規定的方法和步驟決定合適的進口風速。進口風速指引-實驗室通風櫃進口風速的應根據通風櫃內進行試驗的藥品或試劑的毒性以及潛在危險來確定。采用的最為廣泛的通風櫃進口風速為0.5m/s。通風櫃櫃口的進口風速會有0.1m/s 的波動。(更多相關信息請查閱 Section 12.0 規範或者相關工業標準。)   

通風櫃監測   
    聯邦公報-美國職業安全和健康委員會(OSHA)-Appendix A,section C.4(b) 通風櫃⋯⋯任何通風櫃在使用前都應安裝相應裝置以方便並持續地監測通風櫃的操作性能。   

Prudent Practices-P.180   
    確定任何通風櫃都有持續進行監控的裝置用於監測通風櫃操作性能,並且在每次使用前都要進行檢查。  

工業通風-美國政府工業衛生專家協會(ACGIH)-P.10-45   
    13.為通風櫃排風係統和實驗室供風係統提供定期維護。在通風櫃排風閥處使用靜壓計或其他合適的儀器儀表來保證合適的流量。   

    美國國立衛生研究院設計方針及規範參考資料-機械-pp.D-141 to 142, s ection D.16.22任何新建的實驗室設施內的通風櫃都應安裝具有壓力獨立性的氣流量監測裝置,並且與實驗室區域內的視頻或音頻報警器相連。對於現有的實驗室設施,應在進行改造更新項目時,安裝相應監控裝置。當通風櫃排風降到預設的安全標準時,報警器燈應閃爍,並伴隨報警鈴聲。   

通風櫃的使用   
    聯邦公報-美國職業安全和健康委員會(OSHA)-Appendix A,section E.1(n)   
通風櫃使用⋯⋯根據經驗,當使用任何可能不穩定的物質時,通風櫃或其他通風設施應保證閥極限值小於50ppm。   
    當通風櫃關閉時,如果不確定實驗室總的HVAC 係統是否能提供充足安全保障,或者當通風櫃內儲存有毒物品時,即使它不在使用當中,我們都應打開通風櫃。   
Prudent Practices-P.179   
    為了保護實驗室操作者不被通風櫃內產生的有毒有害的氣體顆粒危害,通風櫃應該能在櫃內化學物品或試劑不慎濺出時,仍能提供有效的抑製。如果實驗室進行的大多數實驗都會使用毒害性化學物品,則應該保證每兩個操作者至少擁有一台通風櫃,並且通風櫃尺寸應足夠大,可以為每個操作者提供2.5 英尺的操作寬度。如果不能滿足上述要求,則需要額外增加其他通風排風措施,或者製定嚴格操作步驟,來限製危險化學品的使用。   
    美國國家標準協會/美國工業衛生協會(ANSI/AIHA)-Z9.5-p.2,section 2.1.1(要求)當實驗室雇員可能會暴露在實驗室行為所產生的有毒有害物質中時,就應該采用以下措施進行解決:使用足夠數量的通風櫃,采用特殊通風櫃,或者采用其他工程控製方法。   

實驗室氣流循環   
    聯邦公報-美國職業安全和健康委員會(OSHA)-Appendix A,section C.4(a)4.換氣次數⋯⋯保障實驗室氣流不斷更新,防止在工作日實驗室內的毒害氣體濃度增加⋯⋯Prudent Practices-P.192所有化學實驗室內的空氣都應被排放出室外而不得循環使用。因此,要保證實驗室內衡為負壓,實驗室不會對周邊區域形成交叉汙染。   
    美國暖通製冷和空調工程師協會(ASHRAE)應用手冊-p.14.9通常情況下,所有使用化學物品或者壓縮氣體的實驗室,都要求使用100%的全新風係統。   

    最終采用全新風係統還是回風係統應該建立在風險評估的基礎上,關於這部分內容的討論,請參照相關風險評估的章節。全新風係統通常需要較大的製冷製熱能力。   
    實驗室的供風係統包括定風量,雙穩態和變風量係統,結合單風道或雙風道,通過低壓,中壓,或高壓管路進行供風分配。   
美國全國防火委員會(NFPA45)-P.45-12,section 6.3.1   
    實驗室的通風係統應設計保障試驗中產生的化學氣體不被循環使用。試驗中所釋放出的化學氣體都應被很好地控製或捕捉起來,以防止室內易燃易爆氣體濃度增大引起燃燒。   
P.45-12,section 6.4.1   
    實驗室內通風櫃或其他設備內排出的氣體都應直接排放,而不得循環再用。   
工業通風-美國政府工業衛生專家協會(ACGIH)-pp.7-20   
    工業排風循環再用:當房間或建築物內有大量空氣由於要去處其中微粒,氣體,煙霧或者蒸汽而要排出時,應向房間或建築物內同時補充相當量清潔的空調氣體。如果排氣量和補氣量較大時,用於空調方麵的能耗就會很高。將室內排氣進行徹底清潔之後循環再用是降低能耗的一種辦法。而是否采用此種循環再用係統,卻決於實驗室產生的汙染空氣對人體健康的危害程度以及其他安全,技術,以及經濟方麵的因素。   

美國國家標準協會/美國工業衛生協會(ANSI/AIHA)-Z9.5-pp.49-50,section 5.3.6.1(要求)   
從實驗室一般區域(區別於通風櫃排風)排放的氣體不應循環再用,除非至少滿足以下標準中的一:   
1) 標準A   
實驗室內沒有危害極大或能夠危及生命的材料;   
實驗室內發生最大事故時所產生的危害氣體濃度低於短期暴露極限值;  
為實驗室通風櫃提供保障的係統,還應包括備件,應急電源,以及其他提高可靠性措施。   
2) 標準B   
循環供風應該先經過處理降低其中汙染物濃度;   
循環供風應給對其中汙染物濃度進行持續監控或者提供二級氣體清潔設備,同樣可以起到監測作用一旦係統報警,馬上可以提供100%的室外新風。   
美國國立衛生研究院設計方針及規範參考資料-p.D-16, section D.7.6   
實驗室HVAC 係統應使用100%室外新風,通過空調處理之後補償室內排風的需要。實驗室空氣不應循環使用。   
實驗室/實驗樓壓力   

聯邦公報-美國職業安全和健康委員會(OSHA)-Appendix A,section C.4(a)   
通風⋯⋯氣流應當從非實驗室區域流入實驗室區域,之後直接排放到建築物外部。   
Prudent Practices-P.192   
在任何情況下,氣流都應從辦公區域,廊道,以及其他輔助區域流入實驗室。所有化學實驗室內的氣體都應直接排放而不應循環處理。因此,化學實驗室內應始終保持負壓,以避免實驗室內產生的毒害氣體交叉汙染。   

美國暖通製冷和空調工程師協會(ASHRAE)應用手冊-p.14.12   
實驗室,作為汙染抑製的二級屏障,應始終保持實驗室為負壓,以充分保障周邊臨界區域的安全。在潔淨室或者無菌設施裏,則相反,要求保持室內為正壓,以防周邊區域不潔淨氣體進入。   

美國國立衛生研究院設計方針及規範參考資料-p.D-17, section D.7.8   
實驗室氣流方向應從低危險區域向高危險區域流動,行政辦公區應始終保證相對於廊道和實驗室的相對正壓。   

美國全國防火委員會(NFPA45)-P.45-12,section 6.3.3   
使用化學藥品的實驗室應始終保持持續良好的通風。   
-P.45-12,section 6.3.4   
實驗室工作區域的壓力相對於廊道和非實驗區域應始終保持相對的負壓。   
特例1:當實驗操作要求在潔淨空間內進行時,此時要求實驗室相對於周邊區域不得為負壓。保持負壓的目的是為了防止實驗室工作區域產生的氣體不會泄漏到周邊區域。   
特例2:如果在進行實驗室門開關,通風櫃調節窗開合等一些操作時,實驗室那的靜壓- 6 - 狀況允許的短時變化為正壓時,可視為特例。   

美國國家標準協會/美國工業衛生協會(ANSI/AIHA)-Z9.5-pp.27-28,section 5.1.1(要)   
除了當實驗要求潔淨空間(萬級或以上),或作為隔離或無菌實驗室以及其他一些特殊類型實驗室,我們都要求實驗室的氣流方向為從低危險區域流向高危險區域。當進行控製的氣流可能產生危害時必須加以控製時,我們通常要求安裝監測報警裝置,在氣流可能泄漏時進行報警。   
除非在以下情況下才允許氣流從實驗室向周邊區域流動。   
1, 實驗室內沒有使用危險的實驗材料。   
2, 當實驗室內產生的毒害氣體可能的最大濃度小於規範2.1.1 所規定的保露極限值時。   
對上述要求的說明   
雖然壓差是導致氣流從一個房間向另一個房間流動的驅動力,但是要求保證兩個房間保持特定數值的壓差卻是進行設計的較差的規範。我們所需要的是氣流通過門窗及其他縫隙由一個空間進入另外一個空間時,保持一個流速(通常0.25-0.5m/s)。同時,如果要嚴格維持兩個空間存在特定數值的壓差,往往需要非常複雜,快速反應,昂貴的控製係統。而且對於這樣的設計,往往會導致在實驗室門打開時,壓差不足,或者在關門時,產生過大的壓差,從而影響低壓風機的性能。   
實驗室應可以提供合適的供風和排風量,使得氣流通過正確的流向,從某一區域進入另一區域時,維持最小0.25m/s,最好0.5m/s 的氣流速度。   
-P30,section 5.1.1.1(要求)   
當進行高危險實驗時, 應采用空氣閘對毒害氣體進行控製, 防止其擴散, 或采用Section5.1.1 所規定的最低供風量。   
空氣閘應包括一個前室(空間不大的封閉區域),直接與實驗室相連,並且在該封閉區域的兩端各有一個門,以供實驗室使用者進出。空氣閘其中一個門與實驗室相連,另一個門則與廊道,辦公室等其他區域相連。空氣閘的門要進行互鎖控製,即隻有當其中一個門完全關上的情況下才可以打開另外一個門。   
-P30,section 5.1.1.2(要求)   
如果相鄰空間區域之間的氣流方向被人為是很重要的,則要求在出現風量不足或者是出現不利氣流方向時,控製係統進行指示或報警。   

實驗室換氣次數   
聯邦公報-美國職業安全和健康委員會(OSHA)-Appendix A,section C.4(f) 性能⋯⋯換氣次數:如果將排風係統如通風櫃排風作為實驗室氣流控製的一級控製,則通常要求保證換氣次數為4-12 次/小時。   
Prudent Practices-P.192   
通常情況下,我們認為實驗室應保證6-12 次的換氣次數。但是當實驗室有較大的排風要求(較多通風櫃)或實驗室內熱負荷較高(如有較多分析設備)時,可能會要求更多的換氣次數。   
美國暖通製冷和空調工程師協會(ASHRAE)應用手冊-p.14.8   
實驗室總的換氣次數應由以下其中一項決定。   
1, 實驗室排風設備總的排風量。   
2, 滿足實驗室中溫度要求所需換氣次數。   
3, 最小換氣次數要求。   
如果實驗室內有人進行操作,通常要求達到6-10 次/小時的換氣次數。但是特殊情況下(如動物房)會根據特殊規範或相應設施的政策要求,另外設定最小換氣次數。最大換氣次數則應保證在供風量較大時,采取合適的室內送風方式,是的送風氣流不會影響排風設備的正常運作及其性能。   

工業通風-美國政府工業衛生專家協會(ACGIH)-pp.7-16   
對於需要對室內危險物,熱負荷,特殊氣味進行控製的實驗室,采用通用的最小換氣次數作為標準是不科學的,應根據室內毒害氣體產生率,毒性等因素進行綜合考慮設定,而不應簡單地根據室內空間的尺寸進行設計。   

美國全國防火委員會(NFPA45)-P.45-27,section A.6.3.3   
當實驗室無人使用時(夜間或周末),我們要求最小換氣次數為4 次/小時,當有人使用時則通常要求不小於8 次/小時,最小換氣次數應與實驗室的使用狀況相一致。美國國立衛生研究院(NIH)設計方針及規範參考資料-p.D-18, section D.7.10 實驗室HVAC 係統的換氣次數應由一下三個因素決定:通風櫃排風要求,室內溫度要求,室內工作區域毒害氣體氣味消除要求。如不考慮溫度要求,一般建議采用6 次作為最小換氣次數要求。   

並聯排風係統(Manifolded Exhaust Systems)   

美國暖通製冷和空調工程師協會(ASHRAE)應用手冊-p.14.10   
可以為每一台通風櫃配備獨立的排風機,也可以將多台通風櫃進行並聯控製,作為一個整體連接到一個或多個普通的排風機   
係統可分為壓力獨立和壓力不獨立兩種類型。壓力不獨立係統通常是采用定風量控製,並對每台排風蝶閥的平衡葉片進行手動調節。如果壓力不獨立係統內增加額外的通風櫃,那麽整個係統必須重新調整平衡,排風機的轉速可能也要進行調整。由於壓力獨立型的係統更加具有柔性,所以在當今的設計當中,已經很少采用壓力不獨立型的係統了。   
一個壓力獨立型係統可以采用定風量,雙穩態,以及變風量控製。係統所有的排風設備都有壓力調節裝置。壓力獨立型係統具有以下兩個優勢:   
(1)係統內新增排風設備時,不需要對整個係統進行重新調整。   
(2)變風量控製⋯⋯   
對多台排風設備(如通風櫃)進行並聯排風控製具有以下優勢:   
·降低管路成本   
·減少需要維護的設備量   
·節省實驗室屋頂空間以及減小排風設備層   
·可將排風設備集中管理   
·可以采用參差性控製   
·對每一個並聯排風係統增加一台備用風機,進行故障保護   

美國國家標準協會/美國工業衛生協會(ANSI/AIHAE Z9.5)-P.38,section 5.3.2.1(說明) 當滿足規範5.3.2.2 所規定的要求時,就可以對2 台以上的排風設備進行並聯控製。   
-PP.40-41,section 5.3.2.2(要求)   
對於化學通風櫃進行並聯排風控製時,需要考慮以下例外情況和限製。   
每一台排風設備都應配備一個流量調節裝置,以對並聯排風管道內的壓力波動情況進行調節,從而保持風量的精度。   
高氯酸通風櫃不可與非高氯酸通風櫃並聯,除非在通風櫃和並聯管道之間安裝高氯酸氣體處理設備。   
如果通風櫃內可能產生規範Section 2.4 中危險評估和分析章節中所定義的危險物質,如放射性同位素時,則不可與非放射性同位素通風櫃相並聯,除非在通風櫃或並聯管道之間存在內嵌式的高效微粒空氣過濾器或其他空氣處理設施。對特殊氣體應增設活性炭過濾器。
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