实验室排风柜测试方法的比较与分析
李斯玮 刘东
【摘 要】本文对欧洲标准（EN 14175）、美国标准（ASHRAE 110）和中国标准（JB/T 6412-1999）中排风柜的测试方法进行了对比研究，详细分析了各个标准中基本测试条件、面风速测试方法和污染物浓度测试方法的差异，综合比较后得出的结论认为ASHRAE 110中的测试方法具有较高的综合评价。 【期刊名称】建筑热能通风空调 【年(卷),期】2010(029)003 【总页数】5
【关键词】化学实验室 排风柜 标准 面风速 污染物浓度
0 引言
排风柜是实验室中控制污染物的重要设备。目前，为了确保实验人员的安全和健康，对实验室环境控制的要求越来越高，人们也越来越关注排风柜自身的效率和安全性，并制定了相应的排风柜标准，如美国在1995年制定了ANSI/ASHRAE 110-1995[1]，并在2003年对其进行了修正[2]，出版了 BSR/ASHRAE 110P；欧洲在2003年制定了欧洲标准EN 14175[3]；我国在1999年也制定了相关的标准JB/T 6412-1999以指导和规范国内排风柜的生产和使用[4]。
本文将对 EN 14175、ANSI/ASHRAE 110-1995（包括BSR/ASHRAE 110P中一些修正，以下都简称为ASHRAE 110）和JB/T 6412-1999中提到的排风柜检测方法进行比较。
1 主要测试项目
排风柜内的气流组织必须合理，以利于控制柜内散发的污染物，并使其顺利排到室外，而不会通过排风柜的操作口散逸到室内，危害实验人员的健康和安全。为了评价排风柜的这一性能，尽管各个国家制订的标准细则存在差异之处，但都具有两个相同的基本要素，即：面风速和污染物控制浓度。
美国国家标准学会（ANSI）和美国工业卫生协会（AIHA）在1992年制定了ANSI/AIHA Z9.5-1992实验室通风标准，强调面风速是评价排风柜性能的一项重要指标。所谓面风速，即排风柜操作面上的控制风速。一般要求面风速应控制在0.4～0.6m/s的范围内。面风速太小，说明排风机在操作面上的控制效果不够，柜内污染物容易摆脱预定的气流排放路径，经由操作面逃逸出排风柜；面风速太大，容易在柜内靠近出口处的区域产生紊流，影响排风柜的气流组织形式，污染物可能会积聚在排风柜内的角落或从操作面逸散出排风柜[5,6]。理想的面风速测试结果，应使面风速大小在预定范围内，且在操作面上的风速分布尽可能均匀。
然而研究表明，即使在面风速合乎要求的情况下，排风柜对污染物的控制情况并不一定能够达到预期的目标。从176份根据ASHRAE110进行的排风柜测试报告发现，排风柜面风速与示踪气体的控制浓度之间的相关系数仅仅只有0.24[7]。因此，1995年，ANSI和美国采暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE）推出的ANSI/ASHRAE 110-1995实验室排风柜性能的测试方法中不仅坚持了面风速的测试，还首先提出了另一项评价排风柜性能的指标：污染物浓度测试。目前绝大多数国家都已经将污染物测试列为排风柜测试中另一项非常重要的评价指标。污染物控制浓度，是指在在排风柜正常运行时，在柜内以2 L/min的速度释放示踪气体，操作面上的示踪气体浓度。在ASHRAE
110和JB/T 6412-1999中，采用柜前假人呼吸带处的示踪气体浓度作为控制浓度，其柜内示踪气体的释放速率为4 L/min；而在EN 14175中，采用的操作面上的示踪气体浓度作为控制浓度，此时，柜内示踪气体的释放速率为2 L/min。相比较于面风速而言，污染物控制浓度能够更加直接地反映排风柜的污染物控制效果。但由于自然界的化学物质很多，污染物控制浓度所反映的也只是排风柜对于与所选用示踪气体化学物理性质相近的化学物的控制情况，所以污染物控制浓度这一项指标也并不能全面地反映排风柜性能。因此，目前各国标准主要利用面风速和污染物控制浓度两项指标来评价排风柜的性能，并根据自己的国情相应地增加一些其他评价指标。
2 各国标准概述
2.1 美国标准（ASHRAE 110 Method of Testing Performance of Laboratory Fume Hood）
ASHRAE 110是目前世界上适用范围最广的排风柜标准，其目的是为了提供定量和定性的测试方法来评估实验室排风柜对污染物的控制能力。定量的测试方法就是上文所述的面风速测试和污染物控制浓度测试，而定性的方法是流动显示测试。
流动显示测试是利用可视的烟气来直接显示排风柜内气流的流动方式。在ASHRAE 110中，流动显示测试分为两种：微量烟气测试和大量烟气测试。这种定性的测试方法具有操作简便、结果直观的优点，但也有其局限性。首先，主观性强。尽管ASHRAE 110在不断加强对其测试结果描述的规范性，如最新的BSR/ASHRAE 110P（即 ANSI/ASHRAE 110-1995的修正版）不仅增加了流动显示测试的内容，还规范了对其检测结果的描述方式，该描述仍然具有相
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