根據(jù)《中小學(xué)設(shè)計規(guī)范》（GB50099-2011），為了滿足學(xué)校的教學(xué)要求，一般中學(xué)需設(shè)置化學(xué)、生物、物理實(shí)驗(yàn)室，且應(yīng)附設(shè)藥品室、儀器室、標(biāo)本室、準(zhǔn)備室等。同時根據(jù)規(guī)范5.3.7條，由于化學(xué)試驗(yàn)室每個實(shí)驗(yàn)桌下都有給水排水管和排氣管，宜將化學(xué)實(shí)驗(yàn)室設(shè)在建筑物首層，這些管線不至于影響其它房間的使用，也易于檢修。如某中學(xué)實(shí)驗(yàn)樓首層平面圖1所示。
以下將分別對各類實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置原因，通風(fēng)系統(tǒng)的類型，通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計做具體闡述。
1 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室
在做化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有可能產(chǎn)生濃度較低或散發(fā)位置較分散的有害物質(zhì)，為減小這些有害氣體的危害，我們需在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室設(shè)置全面排風(fēng)系統(tǒng)。補(bǔ)風(fēng)采用自然補(bǔ)風(fēng)為主，根據(jù)《中小學(xué)設(shè)計規(guī)范》（GB50099-2011）10.1.9.3條，寒冷與嚴(yán)寒地區(qū)，可在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室外墻或內(nèi)走道開小氣窗的方式進(jìn)行補(bǔ)風(fēng)，外墻上小氣窗的面積不小于實(shí)驗(yàn)室面積的1/60，內(nèi)走道上設(shè)置小氣窗的面積不小于實(shí)驗(yàn)室面積的1/30。根據(jù)《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》第二版P971頁，全面換氣量計算中稀釋有害物所需要的換氣量G：
G=ρM/（Cy- Cj）
G——稀釋有害物所需要的換氣量，kg/h
ρ——空氣密度，kg/m3
M ——空氣有害物的散發(fā)量，kg/h
Cy——空氣有害物質(zhì)的最高允許濃度，mg/ m3（可通過查表得出）
Cj ——進(jìn)入空氣中有害物質(zhì)的濃度，mg/ m3
然而，我們往往不能確定有害物的散發(fā)量，所以實(shí)驗(yàn)室全面通風(fēng)的換氣量可按換氣次數(shù)確定。根據(jù)《中小學(xué)設(shè)計規(guī)范》（GB50099-2011）9.1.3條實(shí)驗(yàn)室換氣次數(shù)不應(yīng)低于3次/h。同時，根據(jù)5.3.9條，“化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的外墻至少設(shè)置2個機(jī)械排風(fēng)扇，排風(fēng)扇的下沿應(yīng)在距樓面以上0.10m～0.15m高度處。在排風(fēng)扇的室內(nèi)一側(cè)應(yīng)設(shè)置保護(hù)罩，采暖地區(qū)應(yīng)為保溫的保護(hù)罩，在排風(fēng)扇的室外一側(cè)應(yīng)設(shè)置擋風(fēng)罩（圖2）。”
在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中，僅僅考慮整個教室內(nèi)全面排風(fēng)是不夠的，還應(yīng)防止實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中有害氣體污染源在室內(nèi)的擴(kuò)散，這就要求我們采用有效的排風(fēng)方式將有害氣體在產(chǎn)生處及時地排走，所以在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中需設(shè)置局部排風(fēng)系統(tǒng)。局部排風(fēng)系統(tǒng)又分為排氣罩局部排風(fēng)系統(tǒng)和通風(fēng)柜局部排風(fēng)系統(tǒng)。當(dāng)采用機(jī)械補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)時，寒冷地區(qū)的補(bǔ)風(fēng)應(yīng)考慮對空氣做加熱處理。
排氣罩局部排風(fēng)系統(tǒng)：
根據(jù)《中小學(xué)設(shè)計規(guī)范》（GB50099-2011）5.3.9條化學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)桌應(yīng)有通風(fēng)排氣裝置，排風(fēng)口宜設(shè)在桌面以上，即桌面排風(fēng)罩排風(fēng)系統(tǒng)。排風(fēng)罩的排風(fēng)量L可按以下公式計算：
L=3600×P×（ H2- H1）×VX
L ——排風(fēng)罩局部排風(fēng)量，m3/h
P ——排風(fēng)罩敞開面的周長，m
H2 ——罩口下沿的高度，m
H1 ——實(shí)驗(yàn)臺臺面的高度，m
VX ——吸入速度，m/s，查《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》第二版P961頁，可按0.25～0.35選取
在初步設(shè)計階段，排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量可按20次/h計算。
桌面排風(fēng)罩系統(tǒng)設(shè)計方案的確定：
（1）由于化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的有害氣體是未知的，所以每個實(shí)驗(yàn)室的排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)單獨(dú)設(shè)置，以免氣體混合后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生對人體或?qū)υO(shè)備管道有損害的新的物質(zhì)。
（2）由于化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中所產(chǎn)生的酸、堿等有害氣體具有腐蝕性，通風(fēng)管道不能采用常規(guī)的鍍鋅鋼板，風(fēng)管應(yīng)采用無機(jī)玻璃鋼風(fēng)管或PVC管，風(fēng)機(jī)材質(zhì)也應(yīng)采用玻璃鋼材質(zhì)。
?。?）由于實(shí)驗(yàn)過程中會根據(jù)具體情況，排風(fēng)罩的風(fēng)量會發(fā)生變化，所以接每個排風(fēng)罩的支風(fēng)管上應(yīng)設(shè)置風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，同時，風(fēng)機(jī)宜采用變頻風(fēng)機(jī)，已達(dá)到經(jīng)濟(jì)節(jié)能的目的。
（4）為保證實(shí)驗(yàn)室臺面的整潔美觀，需對實(shí)驗(yàn)臺的通風(fēng)管道、水管、電管做管線綜合。在預(yù)留管線管溝時，不能僅僅考慮風(fēng)管的安裝所需空間，還需考慮水管、電管橋架的安裝空間。
?。?）從環(huán)保角度出發(fā)，有害氣體應(yīng)高空排放，并在風(fēng)機(jī)前設(shè)置空氣凈化裝置，對有害氣體進(jìn)行進(jìn)化處理，低于《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16297-1996中新污染源大氣染物排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值。同時，風(fēng)機(jī)底部應(yīng)設(shè)減震支座，以降低噪音。
針對以上幾點(diǎn)，以某中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室圖設(shè)計方案如圖3～5所示。
成品的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室桌面排風(fēng)系統(tǒng)如圖6。
通風(fēng)柜局部排風(fēng)系統(tǒng)：
由以上首層建筑平面圖（圖1）可以看出，在化學(xué)試驗(yàn)室旁的準(zhǔn)備室及藥品儲藏室內(nèi)均設(shè)置了通風(fēng)柜，相應(yīng)地，在這些房間應(yīng)設(shè)置通風(fēng)柜排風(fēng)系統(tǒng)。
根據(jù)《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》第二版P968頁可知，通風(fēng)柜的形式分為四種：上部排風(fēng)的通風(fēng)柜、下部排風(fēng)的通風(fēng)柜、上下聯(lián)合排風(fēng)的通風(fēng)柜以及供氣式通風(fēng)柜。由于化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的排風(fēng)是要求排出有害氣體，所以，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜的形式只有前三種形式。上部排風(fēng)的通風(fēng)柜適用于柜內(nèi)產(chǎn)生的有害氣體比空氣小的情況，下部排風(fēng)的通風(fēng)柜適用于柜內(nèi)產(chǎn)生的有害氣體比空氣大的情況，上下聯(lián)合排風(fēng)的通風(fēng)柜適用于有可能既產(chǎn)生密度大于空氣的有害氣體，又產(chǎn)生密度小于空氣的有害氣體的情況。
通風(fēng)柜的排風(fēng)量L可按以下公式計算：L=3600×F×v×β
式中
L ——通風(fēng)柜的排風(fēng)量，m3/h
F ——操作口面積，m2
v ——操作口平均風(fēng)速，m/s，可通過查表得出，一般按0.4～0.7選取
β——安全系數(shù)，一般取1.05～1.1
準(zhǔn)備室和藥品儲藏室排出的有害氣體的性質(zhì)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)室排出的有害氣體的性質(zhì)類似，因此，通風(fēng)柜通風(fēng)管路與設(shè)備材質(zhì)的選擇與以上化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計一致，準(zhǔn)備室和藥品儲藏室的通風(fēng)柜通風(fēng)管路、排風(fēng)風(fēng)機(jī)宜單獨(dú)設(shè)置。通風(fēng)柜的排出口應(yīng)設(shè)置可關(guān)閉的閥門，最好帶有防止逆流裝置，可以防止氣體倒灌。
2 生物實(shí)驗(yàn)室與物理實(shí)驗(yàn)室
由于生物實(shí)驗(yàn)室與物理實(shí)驗(yàn)室不會像化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中會瞬間產(chǎn)生濃度高的有害氣體，一般的生物實(shí)驗(yàn)室與物理實(shí)驗(yàn)室只需設(shè)置全面排風(fēng)即可，并滿足《中小學(xué)設(shè)計規(guī)范》（GB50099-2011）9.1.3條實(shí)驗(yàn)室換氣次數(shù)不應(yīng)低于3次/h的要求。
充足的新鮮空氣可以保證師生的健康，并能保證學(xué)生的聽課質(zhì)量。具體設(shè)計如圖7、8所示。
3 結(jié)語
中小學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)系統(tǒng)需及時有效的排除實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中產(chǎn)生的有害氣體，根據(jù)這一要求，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室需同時設(shè)置全面排風(fēng)系統(tǒng)和局部排風(fēng)系統(tǒng)，而且系統(tǒng)中設(shè)備及管路材質(zhì)的選擇應(yīng)考慮排出有害氣體的酸堿腐蝕性。生物和物理實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求設(shè)置全面排風(fēng)系統(tǒng)，以保證空氣品質(zhì)。通風(fēng)系統(tǒng)在滿足教學(xué)功能需要的同事，應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的成本和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)行，同時應(yīng)從環(huán)保的角度出發(fā)，保證排除氣體能夠達(dá)到國家相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)以及控制系統(tǒng)的噪音。
