一、实验室排风设计的关键参数

风量（Airflow Rate）

风量是排风系统的核心参数，指单位时间内排出的空气体积。设计排风系统时，需要计算实验室需要的风量，确保有足够的空气流通来稀释并排除污染物。

实验室的换气次数（Air Changes per Hour, ACH）：每小时更换实验室空气的次数，是风量设计的基本依据。不同类型实验室的换气次数要求不同。

单位风量（CFM或L/s）：风量通常以立方米每小时（m³/h）、立方英尺每分钟（CFM）或升每秒（L/s）表示。

排风系统的风速

风速指的是空气流动的速度，影响排风效果，过高或过低的风速都可能影响空气流动与污染物排放的效率。风速过大会造成噪音与能量浪费，过低则可能无法有效带走污染物。

通风柜（Fume Hood）风速：实验室中最重要的排风设施之一。根据《美国通风规范》规定，通风柜前方的风速应在0.3米/秒到0.5米/秒之间。

负压（Negative Pressure）

实验室的排风系统需要保证实验室内部处于负压状态，尤其是涉及危险物质的实验室。负压有助于防止污染空气外泄，确保实验室内的空气不会外流到其他区域。

负压控制：实验室应保持适度的负压，通常为0.01 - 0.03英寸水柱（0.25-0.75 mm H₂O）之间。

空气更替次数（Air Changes per Hour, ACH）

换气次数表示实验室每小时的空气交换次数，通常以“每小时换气多少次”来计算。不同的实验室换气次数不同，高洁净度的实验室如生物安全实验室、化学实验室等需要较高的换气频率。

一般实验室：4-6次/小时

化学实验室：10-12次/小时

生物安全实验室（BSL-3、BSL-4）：15-20次/小时

无尘室或高洁净实验室：30次/小时或更高

排风温湿度控制

实验室的排风系统还需要考虑温湿度的控制，特别是对湿度变化敏感的实验。温湿度的稳定有助于保障实验环境的一致性。

湿度控制：湿度通常要求在40%~60%之间。

温度控制：温度要维持在20°C ± 2°C的范围内。

污染物浓度（Contaminant Concentration）

排风系统设计必须考虑空气中的污染物浓度，尤其是化学、生物实验中的有害气体、挥发性有机化合物（VOCs）或生物气溶胶。计算污染物的浓度有助于确定排风量和排风设备的规格。

通风柜设计：通风柜的设计要确保有足够的风速和换气次数，能够及时带走实验产生的有害气体，减少污染物在实验室内的积聚。

二、排风系统的计算方法

确定排风量（风量）

排风量通常依赖于实验室的面积、所需换气次数（ACH）以及具体的设备要求。基本的计算公式如下：

计算通风柜的排风量

通风柜的排风量计算需要考虑其风速和操作开口面积。常用的公式为：

风速控制

根据实验室类型和设备要求，需要设定排风系统的风速。对于通风柜，风速一般保持在0.3米/秒到0.5米/秒之间，过快的风速会增加能耗且带来噪音，过慢的风速则可能无法有效带走污染物。
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