ECD 和實(shí)驗(yàn)室利用氣流來控制、捕獲、稀釋和去除污染物、將實(shí)驗(yàn)室與相鄰區(qū)域隔離并控制空間溫度。提供充分保護(hù)所需的氣流量取決于風(fēng)險(xiǎn)以及所采用ECD的設(shè)計(jì)和操作模式。ECD，例如化學(xué)通風(fēng)柜，通常需要比通風(fēng)天平罩或萬向罩更大的排風(fēng)流量。此外，可變風(fēng)量(VAV)通風(fēng)柜和其它類型的ECD可以根據(jù)其使用率和可用的操作模式改變排風(fēng)流量。調(diào)節(jié)通過通風(fēng)柜和其它設(shè)備的流量會影響通過實(shí)驗(yàn)室的氣流量,從而導(dǎo)致可變的換氣率和不同的氣流模式,從而對ECD性能和實(shí)驗(yàn)室氣流平衡產(chǎn)生潛在的不利影響。能耗是許多因素的函數(shù)，包括流量和系統(tǒng)靜壓。盡可能減少氣流體積和系統(tǒng)阻力是可取的，但絕不能以犧牲安全為代價(jià)。安全是不可侵犯的限制條件，性能要求可以規(guī)定ECD和實(shí)驗(yàn)室的最小氣流和操作規(guī)范。
圖3A 和3B 描繪了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室案例，顯示了平面圖和立面圖,指示了位于其中的通風(fēng)設(shè)備的位置和類型。適當(dāng)?shù)男阅芤笤诳赡艿牟僮鞣秶鷥?nèi)為每個(gè)排風(fēng)和補(bǔ)風(fēng)裝置指定最小和最大流量。
實(shí)驗(yàn)室總排風(fēng)量
ΣQex-Qfh+Qgex+Qlev
實(shí)驗(yàn)室氣流平衡
∑ Qex-Qs=Qt
空氣置換率(ACH)
∑Qex / Vlab
所有 ECD、通用排風(fēng)、補(bǔ)風(fēng)和保持空間壓為所需的補(bǔ)償量(送風(fēng))都需要?dú)饬饕?guī)范。負(fù)壓對于提供隔離以防止污染物逸出或最大限度地減少污染物滲透也許是至關(guān)重要的。ECD的氣流規(guī)范和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境取決于許多因素，包括暴露風(fēng)險(xiǎn)和對通風(fēng)的總體需求。不正確的氣流規(guī)范會導(dǎo)致ECD的性能不良和有害的操作條件。
排風(fēng)流量的調(diào)節(jié)必須與機(jī)械補(bǔ)風(fēng)，適當(dāng)調(diào)節(jié)，置換空氣加上或減去所需實(shí)驗(yàn)室增壓所需的傳輸氣流相平衡。任何設(shè)備的排風(fēng)變化都需要立即相應(yīng)地改變補(bǔ)風(fēng)流量以補(bǔ)償和保持平衡。無論操作模式如何變化，通常保持恒定的補(bǔ)償體積以保持空間壓力關(guān)系。對于實(shí)驗(yàn)室使用 VAV 通風(fēng)柜，可以調(diào)節(jié)通用排風(fēng)和補(bǔ)風(fēng)流量以控制房間溫度，可以有多種操作模式、操作順序和較大的流量范圍。通過實(shí)驗(yàn)室的總流量可能會有所不同,從無人使用時(shí)的低流量到使用通風(fēng)柜的最大流量以及高空調(diào)負(fù)荷需要額外補(bǔ)風(fēng)的情況。表1描述了四種常見的操作模式，它們展示了對具有 VAV 通風(fēng)柜和 VAV 終端再熱、補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室總氣流的影響。理論上，當(dāng)通過ECD和實(shí)驗(yàn)室的流量變化等同于服務(wù)實(shí)驗(yàn)室的排風(fēng)單元和補(bǔ)風(fēng)單元的流量變化時(shí)，ECD系統(tǒng)正常運(yùn)行。通過系統(tǒng)的總氣流可以根據(jù)所有空間的總運(yùn)行模式而變化，其中最小流量對應(yīng)于所有以最小流量模式運(yùn)行的空間，而當(dāng)所有空間以對應(yīng)于最高流量的模式運(yùn)行時(shí)，會產(chǎn)生最高流量。能量消耗是通過系統(tǒng)的總流量的函數(shù),并且通常可以通過隨時(shí)間降低平均流量來降低能耗。圖4中的圖表描繪了一個(gè)ECD系統(tǒng)，其中流量調(diào)節(jié)的范圍與能耗相關(guān)，一段時(shí)間內(nèi)的平均操作應(yīng)與通風(fēng)需求密切相關(guān)。
為了有效管理安全和能源消耗，ECD選擇和氣流規(guī)范的制定標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)側(cè)重于降低風(fēng)險(xiǎn)和滿足通風(fēng)需求，同時(shí)避免過度或不必要的通風(fēng)。當(dāng)ECD系統(tǒng)調(diào)節(jié)流量以滿足和跟蹤通風(fēng)需求的變化時(shí)，會產(chǎn)生最安全和最有效的操作。遺憾的是，許多系統(tǒng)因風(fēng)險(xiǎn)評估不當(dāng)或不充分、氣流規(guī)范不當(dāng)以及控制裝置未能在通風(fēng)需求規(guī)定的流量范圍內(nèi)正確調(diào)節(jié)補(bǔ)風(fēng)和排風(fēng)風(fēng)機(jī)而遭受損失。未能正確調(diào)節(jié)流量會損害安全性和能源效率。這種理解是實(shí)現(xiàn)安全、節(jié)能和可持續(xù)實(shí)驗(yàn)室的關(guān)鍵。以下部分描述了評估通風(fēng)需求的風(fēng)險(xiǎn)和方法。
