实验室风险环境控制

实验室风险环境控制       实验室风险环境控制
风险环境控制
 
风险环境控制为化学实验室、生物安全实验室等高风险环境提供整体的解决方案。
对于实验室而言,其实验室通风效果的好坏直接代表了实验室的建设水平。对于实验室内部局部排风设备,如通风柜、万象罩等的排风控制,以及实验室压力控制,直接影响到对实验产生的危险气体的抑制效果。由于实验室的具体使用要求,其相应的实验室通风方案也会不尽相同,不过控制基本要求都包括:
► 安全
安全因素可以细分保障实验室内操作人员安全,以及保障实验室周边环境安全两个部分。各国对于实验室安全都有较为详细的规范,而安全也是实验室最为重要的目标之一。
为了保障实验室内操作人员安全,我们需要对各种实验设备的气流进行精确控制,例如常用的通风柜,生物安全柜,万向排风罩以及实验动物设施当中的动物笼架等,其控制的目的是保证实验当中产生的有毒有害气体不会溢出而危及人员安全。对于实验室周边环境安全的保障,则通常是通过保证实验室的负压来实现的。
► 压力控制
通常的生物化学实验室都要求保证实验室负压,避免实验室产生的毒害气体流入临近的办公区域,造成交叉污染。
► 节能
在能源问题越发紧张的今天,节能已经成了实验室管理者非常关心的一个内容。通常的商用建筑物,为了节约能耗,采用的仅仅是15%的新风,而且建筑物是每周5天,每天10小时运作。而对于实验室,采用的往往是100%全新风,每周7天,每天24小时运作,因此能耗巨大,必须在保障安全的前提下,尽量降低能耗。
► 舒适
保证实验室合适并且稳定的温湿度,气流稳定无异味,为实验室的工作人员提供一个舒适的工作环境,以提高工作效率。
► 易维护
过于复杂的系统,往往需要定期维护,维护程序复杂并且费用高。所以一个良好的控制系统应该尽量简单可靠,维护简单或者不需定期维护。
► 方便日后的改造或扩建
控制系统的设计应该尽量考虑日后的改造和扩建。使得通风柜等设备的更新、移位、增加,实验室压力极性的变换等尽量简单
 
 
通风柜排风控制是实验室最为基础及其重要的控制。对于通风柜控制,各国均有不同的实验室设计规范要求,通常来说,应符合以下描述要求:
► 反应速度快
反应速度是实验室气流控制最重要的因素之一,通常要求达到1秒左右的反应速度。反应速度过慢,往往会导致通风柜内气体外溢,或者实验室在某些时间内形成正压。从而引起实验室危险。
► 控制精度高
控制精度会直接影响控制效果的好坏。通常来说,各国的实验室设计规范均要求通风柜面风速控制在0.5m/s左右。控制精度高也是一个良好的控制系统所必备的一个内在要求。
► 简单可靠
不须经常对系统进行维护和清理,维修成本低,管理起来相对简单,系统稳定。
 
实验室的压力控制是另外一个非常重要的控制指标。目前变风量控制常常采用的也有两种控制方式。即压差传感控制方式,以及流量补偿控制方式。
对于实验室的压力控制,各国也都有相应的标准,根据美国工业卫生协会(AIHA)的解释,"...在实验室室内压力控制过程中,保持室内外特定压力差并非我们的最终目的,我们真正需要达到的是使得空气在室内外流通时,能够以某一速度保持恒定流向。"
 
实验室对室压进行控制的目标,并非控制特定压差,而最终目标是保证实验室的气流方向始终是由周边区域进入实验室,而实验室内气体不会进入周边区域,导致交叉污染。
► 压差传感控制方式
压差传感控制方式的控制原理是在实验室内墙壁上安装一个压差传感器,设定控制压差恒定为负值,以此控制供气阀,进行调节。
此种控制方式缺点类似通风柜的侧壁传感系统:
1.压差传感器所在位置不同,会导致监测结果不同。通过某一点的压差,代表整个实验室的平均压差,往往无法具有代表性。
2. 影响系统的反应速度。使用此种控制系统,压差传感器监测结果会不断发生波动,且其测量有一定时滞。
3. 当实验室门窗打开时,会导致实验室内外压差为零,此时控制会失效。
► 余风量(Offset)控制方式
其控制原理是使实验室内总供风量始终根据总排风量进行变化,使得总排风量与总供风量之间始终保持恒定的差值,通常设定为总排风量的10%。正是基于上述控制,在任何时刻,气流总会通过实验室的门窗等缝隙进入实验室,而不会从实验室流出室外。
此种控制方式简单可靠,控制效果好,即使在室内外压差为零时,气流仍然从室外流入室内。但是同样,采用此种控制方式对系统要求较为苛刻,要求控制阀反应速度快,控制精度高。