在生物医药等实验室中，通风柜是常见的保障实验人员安全的设备之一，它是通过外部排风系统的抽吸，维持通风柜前窗一定的吸入面风速，使得通风柜内的气溶胶污染不会经由前窗逸出，保护操作人员不受柜体内操作的污染。通风柜排风中多数含有酸碱化学成分，排风系统的管道、风机、阀门、连接件、紧固件需更加关注防腐蚀问题，有腐蚀性气体的建议采用PP材质。

通风柜常见的类型有传统的全排风型通风柜和补风型通风柜，在洁净实验室中二者区别主要体现在工作原理、能源效率、安全性和适用场景等方面。

一.通风柜型号及尺寸

通风柜特性尺寸以其外形宽度表示,标准型通风柜尺寸为1.2m、1.5m、1.8m,通风柜高度一般为2.35m(行业标准小于2.4m),深0.85m(行业标准0.8~0.9m)。柜内背部导流板分上中下三段排风,可根据柜内的冷、热操作及污染气溶胶的密度调节导流板以消除排气死角,最大限度限制污染的逸出。通风柜柜门完全开启最大高度为600~800mm,通风柜顶部排风接口口径一般为φ250。标准通风柜图形如上图所示。

二.通风柜使用中注意事项

很多实验室操作人员对于通风柜的使用没有明确的概念，使用不当也对对操作人员产生伤害。

1.面风速探讨

关于通风柜面风速的选择,行业标准《实验室变风量排风柜》JG/T222—2007推荐的最高面风速均为0.5m/s,也有人认为应根据工艺操作的需求提高面风速。

美国相关协会、委员会在方面作了大量的研究测试,结果如下：

美国政府工业卫生学家协会:典型的通风柜是操作者站在通风柜前,伸手进入通风柜内部进行实验操作。此时进入通风柜的气流会在操作者身边形成旋转气流,从而引起柜内气体溢出,甚至沿操作者身体上升到达呼吸区域。进口风速越大,形成的旋转气流就越强。因此,事情并非人们想象的那样,进口风速越大,气流抑制效果就好。较高的进口风速在浪费能耗的同时,却不会提高、甚至有可能会恶化通风柜的气流抑制效果。

美国职业安全和健康管理局:通常情况下,推荐的通风柜进口风速应在0.4~0.5m/s之间。对于少数药品毒性较高或当外界对于通风柜的气流抑制能力有不利影响时,可采取进口风速为0.5~0.6m/s。但是通风柜的能耗一般是与进口风速呈线性关系的。当进风速接近或超过0.75m/s时,会在通风柜内形成紊流,从而降低通风柜的气流抑制效率。

研究结果表明:当通风柜面风速达到0.6~0.75m/s时,尽管几乎所有的通风柜都可以在此范围内达到高效的气流抑制,但其效果相对于05~0.6m/s并没有本质的改善,能耗却会因此而大大提高,所以,一般不推荐使用。而面风速大于0.75m/s时,在通风柜内引起紊流从而导致柜内毒害气体溢出的可能性大大增加,因此通风柜面风速不应大于0.75m/s。

综上所述,建议通风柜面风速最高按不超过0.6m/s计算。医院各种实验操作宜采用变风量通风柜(符合《实验室变风量排风柜》JGT222-2007的要求)。

2.门开启高度探讨

通风柜的风速以断面风速的测量值为检测依据，检测通风柜的门应放置在跟桌面15CM左右的位置。通风柜进风口风速0.4m/s-0.6m/s是对柜内气体进行较好的控制。

通风柜配置大风量不一定提高通风柜的效率，有时反而适得其反，要按照要求标准尺寸配置标准风量为易，当操作人员离开通风柜时，要拉下柜门，这样能减少总排风量，也能有效控制能耗。

三.工作原理差异

补风型通风柜

通过补风系统将外部空气引入柜内或柜前（约70%补风，30%从室内抽取），与有害气体混合后排出室外，以减少室内空气流失并维持负压平衡。

·例如，在制药实验中，补风系统可循环利用部分室内空气，降低能源消耗。

全排风型通风柜（传统型）

完全依赖室内空气作为排风来源，通过外接管道直接将有害气体排出室外，未引入外部补风。例如，标准型通风橱通过强力排风系统确保有害气体外排，但会大量消耗室内空调或供暖能源。

四.优点与缺点对比

1.补风型通风橱

优点：

·节能高效：减少室内空气流失，降低空调或供暖负荷，运行成本较传统型节省约30%-50%。

·空气平衡：通过补风系统维持实验室负压，避免因排风量过大导致室内温湿度剧烈波动。

·适用特殊场景：适合需要长时间运行或对温湿度敏感的实验室（如制药、生物安全实验室）。

缺点：

·初投资高：需额外配置补风管道、风机及控制系统，安装成本较高。

·安全隐患：若主排风机故障，补风可能导致污染物倒灌，存在安全风险。

·温湿度控制受限：补入的新风未经温湿度处理时，可能影响操作人员舒适度或实验条件，特别是冬季采用室外送风，给人体带来不舒适感，。

2.全排风型通风橱

优点：

·安全性高：完全依赖室内负压排风，气流组织稳定，污染物逸出风险低。

·结构简单：无需复杂补风系统，维护成本较低，适合常规实验室（如化学、教学实验室）。

·适用性强：处理高浓度有害气体时可靠性更高，无补风干扰风险。

缺点：

·能耗高：需持续抽取室内空气，导致空调或供暖能耗大幅增加。

·空气平衡问题：大量排风可能导致室内负压失衡，需额外配置新风系统补偿。

3.典型应用场景举例

1）补风型：

o制药行业：用于长时间药品生产，通过精准气流控制减少能源浪费，同时满足洁净度要求。

o节能实验室：在需兼顾安全与节能的场所（如绿色认证实验室），通过补风降低整体能耗。

2）全排风型：

o理化实验室：处理高浓度腐蚀性气体时，依赖稳定排风系统确保安全。

o普通实验室：操作简单、维护成本低，适合基础实验需求。

4.选择建议

·优先补风型：若实验室对能耗敏感且需长时间运行，且能承担较高的初期投资与维护成本。

·优先全排风型：若实验涉及高危险物质或对安全性要求极高，或实验室预算有限。

补风型通风柜的设计思路是没有问题的，但是实施起来并不容易。补风式通风柜的设计原理就决定了它的主要优点是节能，大大降低了实验室的排风量，从而降低实验室能耗，舒适度高，实验室温湿度相对容易控制。但是对整个操作过程要求更加严格，如果不是有专业调试的情况下，很容易控制不住。要是在气流设计上缺陷比较多，有时候风量控制的还很好，但是开启通风柜时容易造成乱流，反而使操作人员暴露在危险之中。因为之前专门为客户设计过补风型的通风柜，做了不少类似实验，所以个人认为，在通风柜内部进行补风，比较难以实现，而且造成乱流的几率也比较大，除非对柜体内部。

两种类型各有优劣，需结合实验室的具体需求（如安全等级、能耗预算、实验类型）综合选择。但建议，如果没有专业的调试人员，慎重选择补风型通风柜。