實驗室通風

大綱 通風之目的與分類 整體換氣 換氣量需求 法規標準 局部排氣 實驗室通風櫃

通風目的 提供新鮮空氣 稀釋排除有害物，防止健康危害 稀釋排除危險物，防止火災爆炸 調節濕度與溫度

工業通風與工業衛生 污 染 源 輸 送 路 徑 接 受 者 1 . 替 代 2 製 程 變 更 3 包 圍 4 隔 離 5 加 溼 6 局 部 排 氣 7 維 護 管 理 清 整 體 換 拉 長 距 監 視 教 育 訓 練 輪 班 個 人 測 系 統 防 具

空氣輸送 懸浮微粒 氣體 熱量 水分．．． 布朗運動擴散 重力沈降 熱傳導 ．．． 空氣 對流

工業通風分類 整體換氣 自然換氣 機械換氣 局部排氣

整體換氣與局部排氣 局部排氣 整體換氣

整體換氣設備功能 提供新鮮空氣 稀釋已溢散之有害物與危險物 排除已溢散之有害物與危險物 溫濕壓力環境調節

自然換氣原動力 風力 溫差 氣體擴散

使用氣樓的自然通風

機械換氣形式 排氣機 送風機 負壓式 正壓式 送風機 排氣機

均勻混合模式 Q 換氣量 Q 污染生成率 G 戶外濃度 體積 V 濃度 C(t) 污染累積率 = 污染進入率 + 污染生成率 - 污染排出率

濃度變化 C(t) 不同的 C(t = 0) 濃度 t 時間

濃度變化趨勢 最終穩定濃度： 外界濃度愈高，則愈高 污染生成率愈高，則愈高 換氣量愈高，則愈低 達到穩定時間：

換氣量需求 換氣量需求 PEL ：容許濃度

再循環空氣

機械通風換氣標準一 勞工安全衛生設施規則第 312 條 ~5.7m3-- 0.6 5.7~14.3m3-- 0.4 每分鐘每一勞工所需之新鮮空氣立方公尺數 每一勞工所佔立方公尺數

機械通風換氣標準二 G：二氧化碳產生量 C：二氧化碳濃度（PEL = 5,000 ppm） 戶外二氧化碳濃度：300 - 400 ppm

機械通風換氣標準三 室內體積：200 立方公尺 換氣量︵立方公尺／分︶ 人數

有機溶劑中毒預防規則

有機溶劑作業換氣標準 Q req～ G ×平均 (1/PEL)

鉛中毒預防標準 管制鉛、鉛化合物（不含四烷基鉛）、鉛混存物。 在自然通風不充分之場所從事軟焊作業，整體換氣裝置的換氣能力應為平均每一從事鉛作業勞工每小時 100 立方公尺以上。

特定化學物質危害預防標準 整體換氣必須使濃度低於「勞工作業環境空氣中有害物容許濃度標準」之規定

Prudent Practices for Handling Hazardous Chemicals in Laboratories（1981） 4-12 (6-12, 1995) air changes / hour 10-20 air changes / hour for animal care facilities 6 air changes / hour for storage facilities of flammables If is thoroughly mixed - 6 air changes/hour - 98.4% of original air being exchange

EH&S Laboratory Design Criteria （2000, Cornell university） Occupied wet lab--8 to 10 air changes per hour minimum (depending upon hazards in the room—more may be needed) Unoccupied wet lab--6 air changes per hour minimum. Occupied dry lab--8 to 10 air changes per hour minimum. Unoccupied dry lab--6 air changes per hour minimum

整體換氣裝置設計理想 將污染物濃度降至最低 在最短的時間內稀釋污染物濃度 不使已沈積的污染物再飛揚 無死角 污染物以最短的時間或最短的路徑排出 污染物排出路徑不經過人員活動區域 已排出的污染物不至重回進氣口

空氣流動形態（一） 短路 均勻混合

空氣流動形態（二） 活塞 置換

污染源與人員 ╳ ○

排放回流 進風口 風 排風口 ╳

作業場所空氣流動影響因素 作業場所幾何形狀與大小 進排氣口位置與風量 污染源位置與強度 隔間與其他障礙 溫度 外界環境．．．

實例

局部排氣

局部排氣 將污染物自污染源處抽取排出 保護效能較高 空氣需求量較小 效能較穩定 機構較複雜

Fume Hood-Control System

典型局部排氣裝置

流速 U Q = UA A = Q/U Q = UA 給定任二者 可決定第三者 斷面積 A 風量 Q U = Q/A

動壓的定義？

單氣罩系統壓力

氣罩形式（一） 接收式 吹吸式

氣罩形式（二） 包圍式或崗亭式 外裝式

Fume Hood

Fume Hood-Biological Safety Cabinets

Fume Hood-Fully or Partly Open

Fume Hood-Bypass or Add-air

Fume Hood - Comparing Control Approaches Variable Air Volume Control Usage Based Control Constant Volume Control Two-stage Control

Fume Hood(一)

Fume Hood(二)

Fume Hood(三)

Fume Hood(四)

Fume Hood - Demonstration

Fume Hood - Demonstration

Fume Hood - Ductless Filtering Gas or Vapor Handled Detect-detector, color coded reactive tubes AFNOR NF X 15-211

法規對局部排氣裝置的規定 設置時機（作業形態、作業場所） 性能規範（控制風速、抑制濃度） 設置原則 維護管理原則

控制風速(表面風速）

粉塵危害預防標準控制風速 依作業類別、氣罩形式、抽氣方向不同，在 0.7 至 1.3 公尺/秒以上 使用回轉機械時，依包圍方式不同，在 0.5 至 5 公尺/秒以上

有機溶劑中毒預防標準 氣罩控制風速要求：

特定化學物質危害預防標準 控制風速 若氣罩外側空氣中所測得之濃度低於抑制濃度標準亦可。 氣態有害物（氣體、蒸汽）： 0.5 公尺/秒 粒狀有害物（粉塵、纖維、薰煙、霧滴）：1 公尺/秒 若氣罩外側空氣中所測得之濃度低於抑制濃度標準亦可。

鉛中毒預防標準 控制風速： 0.5 公尺/秒 抑制濃度： 0.10 毫克/立方公尺以下

Prudent Practices in the Laboratory - Handling and Disposal of Chemicals (1995） Face velocity 80-100 fpm (40.7-50.8 cm/sec) . 100-120 fpm for very high toxicity substances or outside influences adversely affect hood. 75-125 fpm --NIOSH Guide At least one face velocity measurement per square feet.--ASHRAE 110 The (standard deviation) of the average velocity profile at each point don’t exceed 20% of the mean, the average  of velocity at each traverse point(turbulence) don’t exceed 15% of the mean face velocity.

EH&S Laboratory Design Criteria （2000, Cornell university） All new hood installations should be designed to provide a full open face velocity of 100 f.p.m., +/- 20 f.p.m. over the lifetime of the system. All center points of a 3 x 3 grid at the face of a hood should have velocity readings within +/- 15 f.p.m. of each other.

表面風速問題

表面風速問題-實測值

流場

EH&S Laboratory Design Criteria Hood placement（2000, Cornell university） Hoods should be placed 10 feet from any doors (except emergency doors) Hoods should be placed as far away from each other as possible Corner locations should be avoided Hoods should be placed so as to avoid pedestrian traffic immediately in front of the hood. Large pieces of equipment should not be positioned in front of a hood. Hoods should not be placed where they would face each other across a narrow isle. Hoods should not be placed near windows or very cold equipment as this could cause turbulence at the face of the hood.

局部排氣裝置設置原則 短導管（尤其是室內） 避免轉彎 排氣機位於空氣清淨裝置下游 抽氣全部排至室外 排氣機下游導管避免通過作業場所 導管內風速維持於一定值（搬運風速）以上

Fume Hood Performance Face velocity (Size, Sash, Shape..) Exhaust ports, back baffle, bypass or auxiliary air. Adjacency to traffic, supply air diffuser, windows and doors (size and location). Researcher’s breathing zone

Fume Hood Performance Criteria -method of test(ASHRAE 110) Face velocity test. Flow visualization test. Large volume flow visualization Tracer gas test. Sash movement test.

USER'S GUIDE TO FUME HOODS Good Work Practices and Changes You Can Make（1998, Cornell university） Keep the Sash Down Have an Airfoil Installed Use an Airflow Indicator Keep Laboratory Doors and Windows Closed Limit Traffic Reduce Clutter Work Far Into the Hood.

通風裝置之檢查（一） 根據「勞工安全衛生組織管理與自動檢查辦法」規定雇主對局部排氣裝置、空氣清淨裝置與吹吸型換氣裝置應每年實施下列檢查： 氣罩、導管及排氣機之磨損、腐蝕、凹凸及其他損壞之狀況及程度。 導管及排氣機之塵埃聚積狀況。 排氣機之注油潤滑狀況。 導管接觸部份之狀況。 連接電動機與排氣機之皮帶之鬆弛狀況。 吸氣及排氣之能力。 其他保持性能之必要事項。

通風裝置之檢查（二） 根據「勞工安全衛生組織管理與自動檢查辦法」規定雇主對局部排氣裝置內之空氣清淨裝置，應每年定期實施下列檢查： 構造部分之磨損、腐蝕及其他損換之狀況及程度。 除塵裝置內部塵埃堆積之狀況。 濾布式除塵裝置等，有濾布之破損及安裝部份鬆弛之狀況。 其他保持性能之必要措施。

通風裝置之檢查（三） 根據「勞工安全衛生組織管理與自動檢查辦法」規定雇主對局部排氣裝置或除塵裝置，於開始使用、裝卸、改裝或修理時應對下列項目實施重點檢查： 導管或排氣機粉塵之聚積情形。 導管接合部份之狀況。 吸氣及排氣之能力。 其他保持性能之必要事項。