通風櫥作為一個至關重要的安全裝置使用在大多數的現代實驗室，因為為了確保實驗室人員的安全，適當的設計和性能評估很有必要——歐標（EN14175－1 2003 ）關于通風柜的定義是一種保護性的裝置，通過移門可調節的開度來進行空氣誘導風的排放，能夠提供一定程度的機械保護，提供受污染氣體的可控制的釋放。隨著現代檢測和評估技術，我們完全可以設計出這種安全、高效的關鍵性設備。本文介紹的通風柜設計概念以及性能測試以臺式的普通化學用通風柜為主，并不適用于可循環過濾型、走入式、高溫型或同位素輻射型通風柜...

移門開度

通風柜的移門(也稱Sash)設計通常是由操作者來開啟和關閉。通風柜移門最大的開啟度通常取決于制造商的設計，然而大多數通風柜移門的操作高度被設計在500?mm。這個操作高度通常會有一個限位器來限制移門繼續往上或在通風柜一邊立柱上貼有限位標識，還有種做法就是安裝移門報警器，當移門超過安全工作高度后會自動報警。正常操作下的通風柜設計風量就是移門開度面積乘以設計的面風速。

面風速

很多情況下人們會以為面風速越高，通風柜內有害氣體的排放就越徹底，這更可能是一種心理上的暗示，因為在以前是沒有測試手段來檢測通風柜的污染物泄漏率的，但其實這是一個錯誤的觀點。現代測試技術表明在一個實驗室工作環境,可以通過降低面風速來提高有害氣體的排放性能或通過“多樣性操作”來實現。在暖通空調的設計中低面風速或部署操作的多樣性會導致在實驗室空間減少氣流，同時也能導致渦流的減少，因此通風柜的有害氣體排放性能也由此得到改善。世界上大部分地區仍然是將0.5?m/s的面風速作為一個“通常”通風柜的使用標準，中國也選用了這個標準。然而在歐洲,設計師和制造商們將通風柜的運行面風速設定到更低的0.3 m/s，并且在大多數應用中已經被廣泛接受，同時也被證明其安全性和高效性。低面風速情況下的泄漏性測試已經在測試實驗室被證明良好的性能，并且在一些暖通系統都調試好的現場實驗室區域也被證明其良好的表現。

通風柜類型

定風量(CAV)類型

所謂的CAV設計的通風柜就是一個在恒定風量情況下運行的通風柜。當移門在一個很低的位置時，通風柜上端的進風口(也稱旁通補風)會開始進風以確保流入的風速不會增加到一個不可接受的水平。當移門的位置完全下來的時候,設計提供了足夠的氣流來在工作臺面附近有效地分散和疏散低水平氣體和污染物。

變風量類型

變風量通風柜的設計用以適應不同品牌的實驗室變風量控制系統，當然這些VAV控制品牌需要是可靠的并且是有著良好聲譽基礎。這些VAV控制的供應商部署各種傳感器和流量控制裝置以確保安全高效運行。然而最大和最小風量需要在安全和高效的設置基礎上仔細考慮,設計和明確。大多數新的實驗室設施目前都是采用變風量設計以達到最大效率和最小的運營成本。從初期看，投入會增加，但從長期的運行費用來看則是節約了成本。

變風量設計

變風量通風柜的最大風量是面風速乘以移門安全工作高度(通常高度設定在500?mm)任何“泄漏”,此將歸結于通風柜的設計。變風量控制系統在經過調試和認證后，其實際風量與計算風量的誤差值應該在±?5?%以內。變風量通風柜操作的最小風量需要非常謹慎地考慮。客戶為什么要增加一筆不菲的費用來選擇VAV控制系統，原因有以下幾點：1.當通風柜移門關閉時或通風柜不在使用狀態時，減少風量以達到節能的作用。2.讓暖通設計師有能力來多樣化地操作應用通風柜,從而減少管道和風機尺寸并相應減少服務和平臺上的風機存放空間，伴隨著還有在噪音和能耗成本上的降低。

根據上述的分析是否我們可以認為當客戶選用VAV控制系統時得到的最大益處是，當通風柜運行時移門處在一個盡量低的位置。根據已經開展的各種各樣的研究，其中許多是在公共領域，都已經證明了合理正確的使用通風柜和VAV控制系統對能耗的節約有多重要。比如說在一個典型的制藥研發實驗室正常使用情況下，通風柜的移門在開啟的情況下的工作時間只是占了約25%的時間。如果我們假設這樣一個實驗室設施運行5個工作日/周和每天10?h的正常運轉,那么通風柜的移門將有90%的時間是在關閉狀態下的。因此,通風柜的最小風量需要正確的設立，明確并且在調試時需要得到驗證。而這是用戶在通風柜運行過程中經常忽視的一個問題，而卻對能耗產生很大影響的一個因素。

建立最小風量應足以滿足控制污染物的濃度水平和控制易燃蒸汽的濃度水平不會引起爆炸。

美國標準ANSI/AIHAZ9.5- 2012 STANDARD FOR LABORATORY VENTILATION建議對于化學用通風柜的最低風量應該處于150- 375A?CH(每小時換氣次數的范圍(Air Changes per Hour))。顯然如果選用150ACH的最小風量設計可以最大限度地降低能耗,但是建議客戶全面評估他們的流程,以確保選擇最合適的最小風量。一旦仔細地評估后,該最小風量應該明確指定給暖通空調系統的設計者(它會影響設計的多樣性操作)，同時還應該指定給變風量控制系統供應商,以確保他們的設備能夠提供所需的調節。

總之,如何將通風柜變風量控制調試到設計所要求的最大風量和最小風量是極其重要的，而不僅僅是保持通常所說的0.5?m/s的面風速。這是極其重要的，通風櫥變風量空調控制正確委托最大和最小設計體積流動。

歐洲通風柜的測試方法(歐洲標準 EN 14175)

面風速測試

當移門打開時，在這個移門以下的空間平面內做一系列的面風速測試讀數。

內平面密閉度測試

當失蹤氣體在通風柜內部開始釋放期間，移門打開并在移門以下的平面空間內進行空氣采樣。在形式測試(測試間)的條件下，任何通風柜在任何的面風速下(最低不會低于0.3?m/s)泄漏率≤0.005?ppm是可以預期的。

外平面密閉度測試

當失蹤氣體在通風柜內部開始釋放期間，當移門以某特定的速度/次數進行開和關的動作時，在移門前面50?mm的外平面上進行空氣采樣(見圖1)。

這個測試將有助于認定當移門打開狀態下的這款通風柜的性能,并且也非常有助于去評估變風量控制條件下通風柜運行的安全和可靠。良好的性能是泄漏率≤0.005 ppm。

穩健性密閉度測試

空氣采樣點在移門前面50?mm的位置，移門保持正常的操作高度(通常在500?mm高)。在通風柜前面設置一塊移動板，以1.0?m/s的速度從一邊移動到另一邊，累計6次，從而記錄氣體的泄漏濃度以做評估(見圖2)。

這個測試將允許設計師和用戶來評估當通風柜受到外部影響的條件下是否具有良好的密閉性。在穩健性密閉性能測試中，良好的通風柜性能測試數據如下：0.5?m/s的面風速≤0.020?ppm(平均);0.4?m/s的面速度≤0.040 ppm (平均);0.3?m/s的面速度≤0.060 ppm (平均)。

空氣交換效率

關閉移門并讓氣流穩定在最小風量，在通風柜內釋放示蹤氣體讓濃度穩定下來。測量管道內的示蹤氣體濃度水平。關掉示蹤氣體,繼續跟蹤測量和記錄示蹤氣體的濃度(見圖3)。這個測試顯示了通風柜如何在合理的時間內適當有效的排放污染物的能力。