三、排风量与送风量的比值及安全问题

(一)排风量与送风量的比值

为了避免化学实验室的有害气体或蒸气给所在环境造成影响，在设计原则上，排风量与送风量的比值要大于1，以使整个实验室所在的建筑物(大楼)处于微负压状态。排风量通常设计为送风量的1.1～1.4倍。

(二)安全问题

微负压状态的实验室需要正视的安全问题：除了维修、打扫卫生和停电等情况外，其他任何情况下无论实验室发生何种事件都不能通过打开门窗进行通风换气。

案例1

某实验人员先是违规在通风橱外的操作台上称量刺激性很大的恶臭液体异腈，接着又不小心打落在地上，事故当事人既没有采取合理应急处理方法，也没有请教同事和实验室主管，在不知所措的情况下，又是扫又是拖，致使污染范围扩大。更为严重的是，事故当事人自以为开窗通风能很快驱散气味，就擅自打开窗子，致使空气污染范围迅速扩大至所在楼层其他实验室和其他楼层的实验室。由于异腈的气味会让人恶心，同时催泪性很强，大楼内所在员工均受到伤害，轻者感到不适，重者头痛呕吐。这次污染事故链的元凶是：违规在通风橱外操作；帮凶是：①拖扫使污染扩大；②违章开窗使污染范围迅速蔓延。

为什么不能开窗子？结合下面的图8-11(彩图见文后)进行分析。

图8-11中的上下左右共标示了四个实验室，横向的中间是走廊。所有实验室的通风橱内都有完整的排风系统：楼顶的功率强大的排风机通过管道不断吸取通风橱内的气体，这样，在窗子紧闭的正常情况下，就使通风橱、实验室、走廊等各部分呈现有序的负压梯度差，整个大楼也就由此处于负压状态。见图8-11中的实验室(二)、实验室(三)和实验室(四)，每个实验室的各部分及公用走廊处于一个有规则的梯度气压差状态：p4(楼外的大气压力)>p3(走廊的大气压力)>p2(实验室的大气压力)>p1(通风橱内的大气压力)。假设当实验室(一)出现情况，如有刺激性很大的气味或烟雾火情时，按照常规思维的人就有可能下意识地去开窗通风换气。但是一旦开窗，本来正常状态下的有规则的梯度气压差状态马上被打破，即：由于楼外空气迅速大量进入实验室(一)，见右上方两个蓝色箭头，实验室(一)的梯度气压差状态变成：p4>p2>p3>p1。原本正常的p3>p2的气压差顺序，随着肇事实验室(一)窗子的打开，瞬间变成了p2>p3，这样，肇事实验室(一)空间的污染气味或火灾烟雾就按照绿箭头方向迅速进入走廊，使整个走廊受到污染；即使没有开门，实验室(一)内的污染气体也会通过门缝进入走廊，开门就更厉害了。又因其他正常实验室(二、三、四)仍为p3>p2，所以，从实验室(一)迅速蹿入走廊的污染气体或火灾烟雾又会以极快的速度蹿入各个正常的实验室，再通过楼上楼下贯通的楼梯将污染面迅速扩大到整个大楼，使更多的人受到危害。

图8-11化学实验室气压差分布图

结论：旦实验室里发生毒气或刺激性气体泄漏或发生火灾等危机情况，打开窗子其实是最不科学的做法，既不能快速解决问题，又伤害到其他实验室的人，甚至殃及整个大楼人员的安危。

正确的做法包括以下两方面：

(1)当遇到有毒有害物质泄漏、刺激气体或蒸气散发等类似情况时，关掉送风机，以增大该实验室的负压，气味或烟雾才能以最快的速度通过通风橱抽走。

(2)撤退的同时立即通知安全管理部门的专职人员佩戴正压呼吸器进入，并要说清事故原因，以便能针对具体情况，采取相应的对策来做妥善处理。

另要注意，家庭的房屋结构与实验室不是一码事，住宅楼房通常没有送排风系统，所以一旦有煤气等泄漏，要尽快打开窗子换气，以防中毒，并消除爆炸极限。

案例2

某有机合成开发公司研发人员在实验室违章处理使用后的氢化反应金属催化剂时发生起火。由于该公司实验室有机溶剂的管理混乱，火情扩大，为了疏散烟雾，又错误地将门窗打开，结果导致公司的一千多平方米实验大楼顶层被彻底烧光，见图8-12。事故发生时，大开门窗为火灾的肆虐创造了条件，给该公司造成了灾难性打击。

图8-12实验大楼顶层被彻底烧光

四、评估风量(实验室空气置换次数)和送排风比值的注意点

对于由送排风综合后的实验室空气置换次数，基本要求是必须大于一次，一般认为越多越好。但是要考虑到另一个重要因素是送风量及排风量的大小(置换次数)与冷损失(暑季空调)或热损失(寒季空调)成正比。过大的风量(置换次数)会抵消空调的制冷(暑季空调)或制热(寒季空调)能力，无谓损耗空调的电能，加大成本，并影响研发人员的舒适性甚至身心健康。对于一般化学实验室，空气置换次数以2～3次为宜，散发有害物较严重的实验室则需要加大置换次数。相对于排风，送新风又称补偿风，也可以采用无动力的自然补偿进风。补偿风与排风的比值一般以0.8～0.9为宜，散发有害物较严重的实验室则要低于0.7，甚至低于0.5.空气置换次数和送排风比值需要参考《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2010)，按照各种有害物质的最高允许浓度(表8-2)和实际情况来确定。

表8-2 实验室空气中主要有害物质的最高允许浓度

文章来源：《有机合成安全学》

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