實驗室用通風柜性能確認方法的研究探討

(大連市檢驗檢測認證技術服務中心，大連 116021)

1 引言

通風柜是實驗室中控制污染物、保障實驗人員健康、確保實驗環境安全的重要設備。目前通風柜按進風方式主要分為三種類型。全排風式通風柜:通過室內進風在柜內循環后排出室外；補風式通風柜:當通風柜設置于采暖或對溫濕度有控制要求的房間時，采用從室外取補給風在柜內循環后排出室外。變風量式通風柜：是通過調節閥門的傳感器改變風量達到給定的風速。

通風柜主要由風機、風管、柜體組成，一般配有鋼化玻璃柜門和耐腐蝕操作臺面，內部設有水路、電路、氣路等輔助設施，通過控制面板進行操作。

通風柜是實驗室中重要的輔助設備，但日常實驗活動中，往往忽略了通風柜的性能，本文對通風柜的性能指標和性能確認方法進行了研究探討，供實驗室管理人員及實驗工作人員參考借鑒。

2 實驗條件及設備

2.1 環境條件

實驗室溫度應控制在22.0±3.0℃；試驗應在室內進行，在距通風柜1.5m 范圍內應無超過0.1 m·s-1的橫向氣流干擾；保證通風柜內整潔無雜物。

2.2 檢測設備

熱球式風速測量儀；激光測距儀；發煙物。

3 性能確認方法

3.1 流動顯示檢測

將通風柜柜門處于最大開啟度，打開排風開關，設定風速為0.50m·s-1，將發煙裝置置于工作臺面、內側壁(其距柜門均為150mm)及背壁中心，煙霧應能全部通過排風口排出，無外溢。

3.2 風速檢測

將通風柜柜門處于最大開啟度，打開排風開關，設定風速為0.50 m·s-1，柜門開啟面積內，以0.09m2(0.3m×0.3m)為基準，將此排風平面區域等分為若干正方形(長方形)測量區域，測量點設在各個測量區域的對角線交點上，固定風速測量儀后，測定各測量點風速，每個測量點至少測定10次，將10次平均值作為該測量點風速值，各測量點風速值均應在0.45～0.55m·s-1范圍內。

3.3 報警檢測

將通風柜柜門處于工作高度，打開排風開關，設定相應風速，當風速高于(或低于)此設定風速時，報警功能應啟動。

性能確認結果全部符合技術要求，判為合格，方可使用。若性能確認結果不符合規定，應重新調試風機或控制面板后再進行確認，符合規定后方可使用。

建議該設備應至少每6個月進行一次性能確認。重要部件的維修和更換、移動放置地點、對設備性能有懷疑時，應按上述測試方法進行再確認。

4 討論

4.1 污染物濃度檢測

國內標準《JBT 6412—1999》和美國標準《ANSI/ASHRAE 110—1995》均收載污染物濃度檢測，考慮到檢測裝置的復雜性和成本性，本次研究并未收載此項檢測，但實驗室首次安裝或維修通風柜后，應要求廠商完成該項檢測[1]。

4.2 發煙物的選擇

對于3.1流動顯示檢測中發煙物的選擇，國內標準《JBT 6412—1999》和美國標準《ANSI/ASHRAE 110—1995》均選用四氯化鈦，但該物質腐蝕性、毒性較大，故本次研究并未指定該物質作為發煙物，各實驗室可自行選取發煙物，如白磷、紅磷及市售特定發煙裝置等[1]。

4.3 壓差的規定

技術要求中，美國標準《ANSI/ASHRAE 110—1995》中要求控制放置通風柜的房間相對外部壓差為-5Pa，考慮到我國實驗室實際情況，本次研究并未遵循此要求[1]。

4.4 風速偏差的規定

國內標準《JBT 6412—1999》規定面風速檢測結果要求：最大值、最小值與算術平均值的偏差應小于15%，但未規定測量值與設定值的誤差要求[2]，美國標準《ANSI/ASHRAE 110—1995》未規定面風速檢測結果要求。參考我國《藥品GMP指南》質量控制實驗室與物料系統章節的建議，本次研究規定面風速檢測結果要求為：不超過設定范圍的±10%[3]，此要求同時滿足國內標準《JBT 6412—1999》中偏差應小于15%的規定。

4.5 面風速制定依據

面風速，即通風柜操作面上的控制風速。國際公認，一般要求面風速應控制在0.40～0.60m·s-1的范圍內，為最佳排空風速。面風速太小，說明通風柜在操作面上的控制效果不夠，柜內污染物容易擺脫預定的氣流排放路徑，經由操作面逃逸出通風柜；面風速太大，容易在柜內靠近出口處的區域產生紊流，影響通風柜的氣流組織形式，污染物可能會積聚在通風柜內的角落或從操作面逸散出通風柜。因此，本次研究均選用0.50m·s-1的面風速進行檢測。

4.6 面風速制定依據

根據WHO要求，通風柜核查要求包括：velocity profile (面風速檢測), alarm points(報警點檢測)，air flow smoke pattern(空氣流動煙霧檢測)[4，5]，本次研究已包含上述核查項目。

4.7 確認周期的制定

考慮到通風柜為保證實驗過程中人身安全和環境安全的重要實驗設備，因此將性能確認周期定位6個月，以保證該設備運行持續安全有效。