局部排氣改善指引 報告人:張錦輝
一、通風之應用 通風應用於作業環境控制，通常基於以下目的： (一)、供給呼吸所必要之新鮮空氣 (二)、稀釋作業環境空氣中有害物濃度 (三)、排除污染有害及危險物 (四)、控制作業場所溫度濕度
二、通風換氣方式 自然換氣無通風機械設備 分為整體換氣裝置及局部排氣裝置二種。 機械換氣為機械通風設備
三、整體換氣裝置(genernal ventilation 或silution ventilation) 導入新鮮空氣，並自室內移除部分空氣到室外。 其工程控制之性能較局部排氣裝置差，但在製程或操作上受限制無法設置局部排氣裝置時，必需使用整體換氣裝置。
整體換氣裝置之使用有四個限制因素 (1)污染有害物產生量不能太大 (2)作業人員應遠離污染源 (3)污染有害物應為低毒性 (4)污染有害物之放出應為適度地均一
(一)、整體換氣之方式 1、完全排氣 2、完全供氣 3、供排氣併用
(二)、整體換氣之空氣流動順序 設置整體換氣裝置，新鮮空氣應先流經作業人員呼吸域，再經污染源，然後排出於室外。
(三)、必要換氣量 整體換氣必要換氣量Q，與污染有害物消費量(g/h)成正比，與控制濃度c(ppm)成正比，以公式計算： K:安全係數3至10
四、局部排氣裝置 局部排氣裝置係於污染有害物發生源附近予以捕集，並加以處理後排出於室外。 局部排氣置性能優於整體換氣裝置，原因為有害物未污染作業場所空氣前已被補集排出室外，所排出及補充空氣量小於整體換氣。 局部排氣裝置構成要素包括氣罩、導管、空氣清淨裝置及排氣機。
(一)、氣罩設計與原理 氣罩之目的為將污染有害物發生源予以包圍或儘量接近發生源，俾能有效捕集污染有害物。 氣罩之種類有包圍型氣罩，外裝型氣罩，接受型氣罩、吹吸型氣罩等四種。 其選用以配合作業實際情形，採用性能佳，不影響作業人員工作者。
(1)、包圍型氣罩或崗亭型氣罩 氣罩將污染有害物包圍在氣罩內，氣罩應有足夠的吸引能力，避免污染有害物向氣罩外逸出。 例如實驗室氣櫃就是一種崗亭型氣罩。
(2)、外裝型氣罩 氣罩設置於污染有害物發生源之上方、側方、下方吸引污染有害物、下方吸引污染有害物，氣罩應有足夠之吸引能力，將污染有害物導入氣罩內。
(3)、接受型氣罩 氣罩之設置於污染有害物飛散方向，一方面藉著污染有害物飛散力，一方面由氣罩吸引污染有害物將污染有害物予以捕集 例如家庭廚房排油煙機氣罩屬之。
(4)、吹吸型氣罩 氣罩設置分為吹出氣罩吹出氣流將污染有害物吸入氣罩，而吸入氣罩將吹出氣流及污染有害物吸入氣罩內。
1.氣罩排氣量 氣罩應有足夠排氣量 (Q,m3/min)，以吸引污染有害物進入氣罩內，排氣量之計算依氣罩型式選用適當之計算公式。
(1)包圍型或崗亭型氣罩 Q=60AV 式中 A:氣罩開口面面積，m3 V:氣罩開口面平均風速，m/s
(2)外裝型氣罩側方吸引圓形或長方形 氣罩開口加設凸緣 式中 Vc:控制風速，m/s X:距離氣罩最遠距離之污染有害物捕集點
(3)上方吸引外裝型氣罩 式中P:槽周長，m H:槽與氣罩距離，m V:槽周邊與氣罩周邊形成四個面之平均 風速m/s L:氣罩長邊
2.氣罩壓力損失係數 氣流被氣罩吸入氣罩內，於入口附近形成壓縮(vena contrata)，同時靜壓轉換為速度壓，再轉回靜壓，前者約有2％損失，後者損失更大，決定於氣罩之形狀，其壓力損失為轉換為熱能。
由於壓力之轉換導致速度V(m/s)之減低以流入係數Ce表示，其定義為靜壓產生實際速度與理論100％轉換之比，得以公式表示：
式中 PV :速度壓或動壓；mmH2O Psh:氣罩靜壓；mmH2O Ce :流入係數，無單位 PSh:Pv+ he 式中 he:氣罩進入損失 則 式中Fh：氣罩壓力損失係數 以氣罩形狀於工業通風書籍可查表得Ce與Fh
(二)、導管設計與原理 導管為搬運空氣之管路，其設置以不妨礙作業，不占空間，沿牆壁、天花板架設，同時宜儘量避免劇烈轉彎及縮短長度。導管內之截面積平均風速稱為搬運速度，污染物為氣體、蒸氣、極輕粉塵、燻煙等以10m/s為設計基礎，乾燥粉塵15m/s，一般工業粉塵20m/s，重粉塵25m/s濕重粉塵25m/s以上。 如以形狀區分，有圓形導管及方形導管二種。工業上多數採用圓形導管，空氣調節之風管配合建築物結構多數採用方形導管。
1.等效圓管 方形管於設計計算上，假想為具有相同壓加損失之圓管，稱為等效圓管，其管徑稱為等效管徑(de; cm)以公式計算之。 式中 為方形管之長邊與短邊；㎝
2.直線導管之壓力損失(摩擦損失) 直線導管之壓力損失為空氣流動產生摩擦損失，稱為靜損失，導管內壁愈粗糙摩擦損失愈大，以單位直線導管長度壓力表示。 式中 f：導管內壁摩擦係數 ：空氣比重量 d ：導管直徑 g：重力常數，9.8m/s2 V：搬運速度，m/s
工業通風書籍將摩擦損失公式作成摩擦圖(friction chart)以標準鍍鋅鐵板之摩擦係數為1，以d，V，Q三個參數任何二個在圖中找R出Pu，如果導管材質比鍍鋅鐵板粗糙時將查得之PRu乘以1.5（混凝土管），2.0(可撓性導管)，特別光滑之表面如PVC管則乘以0.9。直管之壓力損失為PRu與導管長度之乘積表示：
3. 肘管、合流管、擴大管、收縮管、 排氣口之 壓力損失 3. 肘管、合流管、擴大管、收縮管、 排氣口之 壓力損失 由於空氣流動方向改變，混合等產生擾動所產生之壓力損失稱為動損失，通常以動壓倍數表示： PR =ξpv PR：壓力損失，mmH2O ξ：壓力損失係數 PV：動壓mmH2O
(三)空氣清淨裝置選擇 被氣罩吸入之空氣已被有害物污染，應加以處理後，排放於大氣，以免造成大氣污染，故局部排氣裝置應有空氣清淨裝置處理被污染空氣。 如以污染有害物之狀態分類，粉塵、燻煙、霧滴等粒狀污染物採用除塵裝置，氣狀污染物則採用廢氣處理裝置。
1.除塵裝置 依捕集粉塵之原理分類，有重力況降、慣性力衝突、離心力分離、過濾、靜電吸引等， 選用時應考慮粉塵性質、除塵效率及壓力損失等，而除塵效率受粉塵粒徑分布影響，選用前宜先充分瞭解粉塵之粒徑分布。 另除塵裝置之壓力損失亦與除塵效率有關，除塵效率高者，通常壓力損失較大，如何選用有賴具有實務經驗之工程技術人員審慎選擇。
處理含有高濃度粉塵之污染空氣，宜設置二段除塵裝置，第一段為初步除塵裝置，採用重力沉降室、慣性除塵裝置或離心分離機等先將大粒徑粉塵捕集，降低空氣中粉塵濃度後，再經第二段除塵裝置，如袋濾除塵裝置或靜電除塵裝置等高性能除塵裝置，處理小粒徑粉塵，採用此種串聯方式之二段除塵裝置，可綜合促進除塵效率。
含粉塵空氣如為高溫氣體時，如選用袋濾式除塵裝置，濾袋易為高溫空氣燒毀，宜選用具有耐熱性者，如靜電除塵裝置。 另除塵裝置於運轉時，其壓力損失增加情形應隨時檢點，必要時應加以清理，以維持有效運轉。
2.廢氣處理裝置 吸收塔係以吸收液吸收廢氣中污染有害物，例如以水吸收廢氣中氨； 吸附塔係以吸附劑，例如活性碳、矽膠，吸附廢氣中污染有害物，如甲苯、農藥原體等； 燃燒塔係將廢氣導入燃燒室內，將可燃性污染有害物予以燃燒成二氧化碳、水等安定無害之成分。
(四)、排氣機選擇 1.排氣機全壓，Ptf（mmH2O） Ptf = Pto-Pti = PRi 排氣機全壓為排氣機出口全壓減進口全壓，為氣罩進入損失、導管各管段壓力損失、空氣清淨裝置壓力損失、排氣口壓力損失之總和，即自氣罩入口經吸氣導管、空氣清淨裝置、排氣機、排氣機導管至排氣口，所有壓力損失之總和。
有二個以上氣罩之局部排氣裝置，主導管與歧導管於合流管處會合，於合流點二之導管至合流之壓力損失應為相同，於通風設計時，應予以平衡，故前段所稱壓力損失之總合，不包括歧導管部份。
2.排氣機之排氣量，Q(m3/min) 局部排氣裝置如僅有一個氣罩時，氣罩排氣量即為排氣機之排氣量；如有二個以上氣罩時，所有氣罩排氣量之和即為排氣機排氣量。 通風設計時，假設空氣為不可壓縮流體，即排氣量可不必考慮壓力變化，合流管合流後之排氣量為工支導管排氣量之和。
3.排氣機之動力 軸馬力 BHP= 額定輸出 HP= 式中 BHP：軸馬力 HP：額定輸出，馬力 Ptf ：排氣機全壓，mmH2O Q ：排氣機之排氣量，m3/min ：排氣機之全壓效率 1.2：直結式馬達與排氣機 1.4：馬達以皮帶傳動排氣機
局部排氣裝置之工程控制性能評估，得採下列方法 1.勞工暴露評估 (二)性能評估 局部排氣裝置之工程控制性能評估，得採下列方法 1.勞工暴露評估 局部排氣裝置運轉時與停止運轉時，分別於勞工呼吸帶採樣測定，比較二者差異，以評估其工程控制性能。
2.氣罩外測濃度測定 氣罩外測濃度稱為抑制濃度，比較運轉時與停止運轉時濃度，以評估其工程控制性能 。
3.控制風速 控制風速為氣罩有效捕集進入氣罩，所需要的最小風速，又稱捕集風速。
包圍型氣罩之控制風速為氣罩開口面劃分為十六個等面積，每一個等面積中心點風速中最小者，為該氣罩之控制風速。外裝型氣罩為距離罩最遠距離之污染有害物作業位置之風速。 局部排氣裝置開始使用時測定各氣罩之控制風速，使用一段時間後再予以測定各氣罩之控制風速，與前者比較，以瞭解其性能狀況。 控制風速與勞工暴露並無直接相關，目前法規控制風速規定均已刪除。
(三) 自動檢查 依勞工安全衛生組織管理及自動檢查辦法規定，局部排氣裝置及吹吸型換氣裝置於開始使用、拆卸、改裝或修理時，實施重點檢查，並於毎年定期實施自動檢查， 重點檢查或自動檢查紀錄均應依規定保存三年以上。
1.重點檢查 其目的為檢查局部排氣裝置或吹吸型換氣裝置之性能，並建立基線資料，供日後實施毎年定期自動檢查比較評估使用。法規規定重點檢查項目如下： 導管及排(送)氣機之塵埃聚積狀況。 導管接觸部份狀況。 吸氣及排氣能力。 其他保持性能之必要事項。