实验室局部排气设备种类与选择应用

1、 報告人：勞工安全衛生研究所副研究員王順志實驗室通風設備被動門窗開口：提供最起碼的自然通風換氣，但開口面積過大時室內溫溼度不易控制。整體換氣設備：用以持續更新室內空氣，控制室內溫溼度。局部排氣設備：盡量包圍污染源並就近移除釋放到空氣中的有害物。密閉設備：孤立污染源並於密閉環境中就地濾除有害物，使實驗室空氣不遭到污染。實驗室局部排氣設備之構成氣罩：排氣櫃（排煙櫃，化學櫃），藥品櫃，鋼瓶櫃，生物安全櫃，接收型氣罩，活動式氣罩。排氣導管系統：針對微粒狀有害物的關鍵設計因素為搬運風速。針對噪音的改善設計同時有助於降低震動與能源消耗。空氣清淨裝置：其型式與有害物種類有關，不同化性的有害物須分開處理。排氣

2、機與排氣道：安裝於戶外，通常在樓頂，建造大樓時須預留安裝位置並局部強化建物結構。氣罩種類選擇要訣(1/3)外裝式氣罩須能覆蓋或近似完全遮蔽污染源。藥品應依化性分類存放於不同的藥品櫃。不作實驗時，排氣櫃或生物安全櫃的內部須保持淨空，不可用來堆放藥品或試劑。有長期使用鋼瓶的需要時，須另安裝鋼瓶櫃，以防止鋼瓶連續洩漏造成爆炸中毒等安全問題。鋼瓶櫃若隨意安裝則無安全保障。於建築物設計階段即應在預計安裝位置搭配防火防爆設計；於既有建築物安裝鋼瓶櫃時，須請建築師就建築物現況作局部結構強化與消防設施補充。補充：氣罩在哪裏？範圍有多大？為什麼？污染源空氣洩漏整個房間形成一個氣罩整個房間形成一個氣罩僅喇叭形罩體

3、為氣罩污染源空氣洩漏中央空調系統連續供應的新鮮室外空氣補充：氣罩的包圍程度愈完整愈好 四面開啟一面遮蔽兩面遮蔽 三面遮蔽近似四面遮蔽外裝式氣罩 擋板氣罩 雙擋板氣罩 三擋板氣罩 包圍式氣罩懸吊式氣罩安裝於牆面 安裝於屋角 氣流亭 排氣櫃 補充：實驗室常見的接收型氣罩，性能極差Q2Q1Q2微弱側風Q1仰賴熱上升原理的案例 側風極易破壞流場補充：外裝式氣罩的捕集率不穩定外裝式100%抽氣風速排氣導管氣罩凸緣橘色空間為預設10%排氣導管抽氣風速的有效抽氣範圍，而且前述的有效，不代表不代表捕集效率為100%，請務必注意！號稱有效捕集範圍補充：外裝式氣罩最好完全覆蓋污染源外裝式氣罩的最佳用法，就是把它當

4、成包圍式氣罩來使用！此氣照的性能原本十分低劣將氣罩降低覆蓋污染源之後，性能就變得好多了。補充：市售抽氣式藥品櫃外觀補充：市售耐蝕型實驗室外裝式氣罩補充：排氣櫃為包圍式氣罩的一種本案例的排氣櫃，屬風機轉數不能調整、同時也沒有壓損訊號回授的傳統機種，目前已有多種保護效能更好的新排氣櫃商品。補充：鋼瓶櫃與藥品櫃的臨界孔口原理藥品櫃結構縫隙愈小，排氣阻抗愈大。當排氣阻抗夠大（或結構縫隙夠小）時，藥品櫃排氣風量對於導管抽氣負壓不再敏感。因此，即使排氣風機或排氣系統導管提供的負壓不足，也不會明顯影響藥品櫃的實際抽氣風量。藥品櫃排氣風量藥品櫃排氣導管之負壓氣罩種類選擇要訣(2/3)生物安全操作櫃的型式選擇主

5、要依實驗人員的健康風險而定。只釋放對人體無害的生物氣膠且無需顧慮試片遭到室內空氣污染時，使用Class I生物安全櫃。使用Class II生物安全櫃的首要目的是利用下壓層流確保試片不受室內空氣污染，第二目的是避免試片污染室內空氣。於生物安全操作櫃內使用有機溶劑或其他氣態有害物質時，應選擇Class II全外排的型式。補充：Class I生物安全櫃動力式非外排型，附過濾裝置無動力式外排型，附過濾裝置補充：Class II適用於BSL-2,3實驗 A1( 0.38m/sec)P+ A2(0.5m/sec)P-補充：Class II B2全外排式適用於毒物實驗Class II B2Class II

6、B2的BSC通常配合BSL-2,3生物實驗，且於實驗中使用有機溶劑，或於實驗中產生有害氣膠與有害氣體等，須將用過的氣體排出室外。補充：Class III適用於致癌物或病毒實驗適合對人類健康有嚴重威脅的生物實驗，例如活體肺結核桿菌實驗之中，可能揚起肺結核桿菌氣膠的操作。氣罩種類選擇要訣(3/3)關於Class II部分外排生物安全櫃，若不必顧慮室內空氣遭試片污染而導致人員患病，則可挑選低外排比例的機型以節約電費；反之請選用高外排比例。其中的風險評估非屬本篇範圍。在相同價格與機器品質的前提下，若無法決定使用哪一種Class II生物安全櫃時，優先選用內部負壓型（風機安裝在上方）。高排氣風量造成高空

7、調電費，Class II全外排生物安全櫃的運轉條件須維持恆定才會有效；與其事後為省電而偷偷調低風量，不如最初就挑選合適機型。排氣導管系統之規劃與安裝事業主任性地要求建築師將普通商辦大樓改裝為生化實驗室，既浪費錢效果又差。作為實驗室用途的空間，樓層挑高建議為4m以上，且須預留安裝通風與水電管路的空間，否則將導致耗能、噪音、震動、維修困難等窘境。局部排氣導管系統之設計，須注意確認抽氣風量來源供應無虞，減少彎頭數量，盡量選用平順的合流元件，使用低阻抗與低耗材成本的空氣清淨裝置，隔絕風機震動。補充：Class II全外排式BSC的排氣隔震BSCBSC直接以法蘭密閉連接的不良設計以隔震緩衝軟管連接的較良

8、好設計較不好的設計較合理的設計補充：Class II部分外排BSC排氣接力設計BSCcanopythimbleBSC運轉時，canopy自BSC間接抽取來自實驗室的空氣；BSC不運轉時，canopy直接自thimble與canopy之間的縫隙抽取實驗室的空氣。補充：選用低噪音震動的排氣導管設計BADOK導流板OKPOORBADOK補充：排氣導管的優劣設計案例比較優良的合流設計(桃園榮民醫院) 容易發生噪音震動的案例容易發生噪音震動的案例補充：彎管設計優劣比較1. 常見90度彎頭有十餘種，直角轉彎是最浪費能量的一種，也是噪音最大者。2. 若無法製作為圓弧(R/d=22.5)，也可設計為三節以上蝦

9、背管（五節最好）。圖示的蝦背管良好案例位於高雄。直角轉彎。錯錯可可空氣清淨裝置選用：污染物與清淨技術洗滌塔：粉塵、霧滴、水溶性有害物，注意腐蝕。吸收塔：濕氣、氣態或微霧滴酸鹼污染物，須依有害物質的化學特性挑選吸收劑。靜電集塵：粉塵、油煙、酸鹼霧滴，須注意微粒收集板的腐蝕與微粒覆蓋堆積問題。活性碳濾網：有機溶劑與氣味物質。初 / 中級濾網：針對中大尺寸微粒。HEPA / ULPA濾網：針對極細有害微粒。注意：後三種有濾網阻塞問題。工安案例：請注意物質混合的效應楚天都市報2008年4月28日報導昨晚位於武漢名幸電子有限公司發生氯氣中毒事故，多名工人中毒，12名工人送醫。他們均為氯氣中毒，其中4人生

10、命垂危。一名工人說，昨晚8時突然接到2樓車間打來的電話，稱工人加錯藥水，將雙氧水和鹽酸兌到了一起，產生大量氯氣。他看到2樓車間煙霧彌漫，氣味刺鼻，頓時感到胸悶、想吐。補充：洗滌與吸收塔的概略原理使用透明儲槽以觀察吸收球是否變色失效大量微細水珠水珠攔截網清潔空氣清潔空氣污染氣體污染氣體補充：靜電集塵與濾網過濾概略原理鋁質格柵 初級濾網 主要濾網 活性碳濾網 放電段收集段靜電集塵器概略原理活性碳過濾器概略原理補充：HEPA濾網箱的外型與濾網換裝 排氣風量換算的濾網過濾風速切勿超過上限（約0.1m/s） 濾網換裝的程序對嗎（BIBO消毒後換裝）？補充：HEPA濾網與濾網阻塞特性簡介極限壓損初始壓損破

11、斷現象發生時間壓損理論壓損變遷實際壓損變遷最易穿透粒徑補充：避免回流的屋頂排氣道設計概念補充：具防雨功能的排氣道套管細部設計典型雨滴氣動直徑：毛毛雨0.2mm細雨1mm一般降雨2mm大雨5mm；除非有異常的下壓風速（位於大山脈的背風陡坡），否則降雨速度最高不超過10m/sec，排氣風速排氣風速15m/sec已經足以防雨已經足以防雨。 實驗室局部排氣設備安裝實務(1/6)業主堅持將樓層挑高不足且未預留導管安裝空間的普通商辦大樓改建為實驗室，且不願安裝噪音控制裝置時，不可輕易承諾實驗室噪音控制範圍，否則將無法驗收。業主堅持於實驗室內安裝低品質接收型氣罩時，請提供下垂的氣罩開口翼板或氣罩開口帷幕，以

12、提高污染源的包圍程度，或明確告知業主此氣罩之保護效能等同於一個普通排氣通風口，對實驗人員的健康而言缺乏具體的保護作用。實驗室局部排氣設備安裝實務(2/6)實驗室因故必須安裝外裝式氣罩時，此氣罩平時作為常態排氣元件，不用時也要開啟使其連續抽氣，否則將影響同一個排氣系統的所有元件。外裝式氣罩請盡量選用活動式。安裝時須確認氣罩延伸臂的長度足以完整覆蓋污染源（例如放置在實驗桌上的硫酸燒杯）。穩定的通風換氣狀態才有性能優劣可言，實驗室門窗啟閉情形須訂定在驗收與使用規範內，否則將造成爭議（門窗緊閉時，總排氣風量降低；門窗全開時，排氣櫃與生物安全櫃的性能不穩）。實驗室局部排氣設備安裝實務(3/6)無論排氣櫃

13、或生物安全櫃，都應安裝在實驗室深處等較不受門窗啟閉影響的位置。若業主堅持將櫃體安裝於門邊與緊鄰常用走道旁的位置，請明確告知其負面影響。生物安全櫃需要至少3.5m樓層挑高才能妥善安裝，以容納緩衝軟管（或套管）、壓差監測裝置、空氣採樣開口（檢測排氣HEPA濾網用）。生物實驗室安裝Class II部分外排生物安全櫃時，若搭配使用套管（thimble），則發揮自動穩定負壓與實驗室換氣風量的作用。實驗室局部排氣設備安裝實務(4/6)使用Class II全外排生物安全櫃時，緩衝軟管不可為了遷就實驗室淨高而刻意安裝在實驗空間外部，因為緩衝軟管的存在就是為了避免BSC的震動傳遞給實驗室建築結構而造成密封破裂。

14、生物實驗室安裝Class II全外排生物安全櫃時，由於排氣端為密封，實驗室通風系統須能因應生物安全櫃的啟動與否而自動調整進氣與排氣側的風量，以穩定室內負壓數值。安裝實驗室進排氣導管前，請先向業主詢問標示規範，印成大量的貼紙，於導管系統各位置詳細標示管路名稱，用途，氣體種類，流向箭號等。實驗室局部排氣設備安裝實務(5/6)實驗室進氣側供應冷氣時，務必預留檢修維護空間以確認保溫棉包覆完整，因應異常滴水問題。空氣清淨裝置若為過濾式（活性碳濾網，HEPA濾網等），務必確認壓差監測口安裝的氣密程度，此壓差訊號對於確認濾網壽命有重要意義。屋頂排氣道的安裝，須注意套管（sleeve）的防雨作用是否正常，並注意套管的支撐須穩定且足以抵禦風雨侵襲，否