实验室通风系统是保障实验安全、控制污染物扩散、维持稳定实验环境的核心设施，其设计、装修与布局需结合实验室类型（如化学、生物、洁净实验室等）、实验需求及安全规范，统筹考虑气流组织、设备选型、空间规划等要素。

一、设计原则与规范依据

1.安全优先

• 实验室需保持负压，防止有害气体外溢，相邻区域保持正压。

• 通风系统需100%排放室外，不可循环使用，尤其化学实验室。

• 遵循《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB50243-2002)、《化工采暖通风和空调调节设计规范》(GBJ19-87)等规范。

2.功能分区

• 按实验室类型（化学、生物、物理等）划分区域，高风险实验室（如P级实验）需独立排风系统。

• 气流组织方向：清洁区→污染区→排风口，确保有害气体不逆流。

二、通风系统核心设计

1.通风量计算

通风柜排风量：

• 单台1500mm通风柜：1500m³/h；单台1800mm通风柜：1800m³/h。

• 面风速维持0.5m/s（VAV系统）或0.3m/s（无人时）。

2.全室通风换气次数：

• 化学实验室：8~20次/小时；生物实验室：6~10次/小时；物理实验室：6~8次/小时。

3.管线设计：

• 支管风速6~12m/s，干管风速8~14m/s；阻力计算包含沿程阻力和局部阻力。

4.设备选型与布局

①通风设备：

• 通风柜、万向抽气罩、原子吸收罩。

②管道材质：

• 无腐蚀气体用镀锌钢板；有腐蚀气体用PVC或玻璃钢。

• 室内采用矩形风管，室外采用圆形风管。

③风机选择：

• 轴流风机、离心风机、斜流风机。

5.控制系统：

• 定风量(CAV)：固定风量，适用于设备使用率稳定的场景。

• 变风量(VAV)：根据通风柜开度调节风量，节能但成本高。

• 自适应控制：结合人体感应，无人时降低风速至0.3m/s，进一步节能。

6.安全防护

• 实验室分级：分为Ⅰ-Ⅳ级（红-蓝），对应重大到低风险。

• 紧急排风：易燃易爆气体气瓶间需事故通风量≥12次/小时。

• 报警系统：面风速异常、压差失衡时触发警报。

三、装修布局配合

1.空间规划

• 通风柜位置：远离人流区域，新风入口远离排风口，避免气流短路。

• 实验台摆放：与通风管道走向协调，确保气流顺畅，避免遮挡排风口。

• 电气预留：风机、控制系统电源需独立回路，预留备用电源接口。

2.材料与细节

• 地面：耐腐蚀、易清洁材质，坡度设计便于排液。

• 墙面：防酸碱涂料或瓷砖，设置紧急洗眼器、冲淋装置。

• 天花板：集成送风口、照明灯具，预留检修口。

3.舒适性与节能

• 温湿度控制：恒温恒湿实验室设计正压，防止外部空气干扰。

• 新风利用：过渡季节采用自然冷却，减少空调能耗。

• 热回收：非化学实验室可考虑热回收装置，降低能耗。

• 噪音控制：消声器或隔振器，确保噪音≤55dB。

四、典型案例参考

1.化学实验室

• 布局：通风柜沿墙布置，排风口位于顶部；实验台呈“U”型，中央预留走道。

• 系统：VAV控制，面风速0.5m/s，排风量1800m³/h，补风系统维持负压。

2.生物实验室

• 布局：生物安全柜独立排风，实验台分清洁区与污染区。

• 系统：全室换气10次/小时，HEPA过滤器处理排风。

3.物理实验室

• 布局：设备区与操作区分隔，高温设备单独排风。

• 系统：轴流风机直接排风，噪音控制≤50dB。

五、实施步骤

• 需求确认：明确实验室类型、设备清单、安全等级。

• 计算与选型：根据规范计算通风量，选择设备与管道材质。

• 绘制图纸：通风系统布局图、装修平面图、电气预留图。

• 施工与验收：按图施工，检测面风速、压差、噪音是否达标。

• 运维培训：操作人员培训，定期维护风机、过滤器。

实验室通风系统的设计、装修和布局是一个高度专业化、跨学科的系统工程，必须以安全为核心，兼顾功能性、能效、合规性、可维护性。成功的秘诀在于早期规划、深入的需求分析、专业的设计、优质的设备材料、精细的施工安装、严格的调试检测以及持续的维护管理。没有“一刀切”的方案，每个实验室都需要量身定制。