استاندارد تهویه صنعتی برای هود آزمایشگاهی

روش اولیه کنترل آلاینده ها در آزمایشگاه، استفاده از هودهای آزمایشگاهی است. این مطلب اطلاعاتی در مورد هودهای آزمایشگاهی شامل کابینت‌های زیست ایمن، میز‌های تمیز و سایر سیستم‌های تهویه داخلی موجود در آزمایشگاه گسترش می‌یابد.

هودهای آزمایشگاهی در بیشتر موارد، از طراحان و تولیدکنندگان متخصص هود آزمایشگاهی خریداری می شود. VS-35-01   یک طراحی هود آزمایشگاهی معمولی را نشان می دهد. VS-35-02   هودهای آزمایشگاهی استفاده عمومی را شرح می دهد.  VS-35-03   هودهای اسید پرکلریک را شرح می دهد.VS-35-04   شیوه های کاری برای هودهای آزمایشگاهی را شرح می دهد.

چندین مشخصه برای عملکرد مناسب هود ضروری است. مهمترین آن شکل هود و نحوه ورودی آیرودینامیکی هوا است. برای اینکه هود به اندازه کافی آلاینده ها را کنترل کند، ورودی باید صاف و بدون زوایای تند باشد . این مورد معمولاً با قرار دادن یک نوار منحنی شکل در لبه جلویی میز کار به دست می آید. اغلب، لبه های اریب شکل در ورودی دیوار جانبی جریان هوا را بهبود می بخشد. در بسیاری از موارد، راندمان و عملکرد خوب با سرعت یکنواخت هوا ارتباط مستقیم دارد. برای دستیابی به سرعت یکنواخت، بسیاری از تولیدکنندگان هود شکاف های قابل تنظیم را در بدنه و در پشت هود تعبیه می کنند. اگرچه تنظیم نامناسب شکاف ها می تواند تأثیر بدی بر عملکرد هود آزمایشگاه شما داشته باشد .

توزیع هوای تامین: برای عملکرد بهتر یک هود آزمایشگاهی، زمانی که اوپراتور در جلوی هود می ایستد و مشغول کار است. جریان هوا در ورودی هود جریان‌ متلاطم را در اطراف بدن کارگر ایجاد می‌کند که می‌تواند آلاینده‌های داخل هود را در امتداد بدن کارگر و تا ناحیه تنفسی بکشد. هر چه سرعت ورودی بیشتر باشد، جریان گردابی بیشتر است. به همین دلیل، سرعت بیشتر هوای ورودی به هود، برخلاف تصور، منجر به محافظت بیشتر نمی شود.

جریان هوای اتاق تاثیر زیادی بر عملکرد هود دارد. بنابراین، طراحی سیستم توزیع هوای اتاق در تضمین عملکرد خوب هود به اندازه سرعت ورودی هود مهم است. نتایج پروژه تحقیقاتی انجمن گرمایش، تبرید و تهویه مطبوع آمریکا (ASHRAE) که توسط Caplan و Knutson به شرح ذیل گزارش شده است

• مواجهه کمتر آلاینده با ناحیه تنفسی را می‌توان در سرعت‌ ورودی هود با توزیع مناسب معادل acfm/ft2  50  (am³/s/m225) نسبت به توزیع ضعیف هوا معادل acfm/ft2  150  (am³/s/m20.75 ) به دست آورد. با قرار دادن یک سیستم تامین هوای خوب و شناساگر گاز در داخل هود، می توان غلظت ناحیه تنفسی را کمتر از 0.1 الی 0.05 ppm.حفظ کرد.
• سرعت خروجی دمنده های هوای تامین نباید بیشتر از یک دوم سرعت ورودی هود باشد.
• پانل های سقفی سوراخ دار سیستم تامین بهتری را نسبت به توری ها یا دیفیوزرهای سقفی ارائه می دهند، زیرا معیارهای طراحی سیستم ساده تر و راحت تر اعمال می شوند و نیازی به تنظیم سایر وسایل نیست.

به دلایلی که توضیح داده شد، افزایش سرعت ورودی هود ممکن است عملکرد مدنظر را از بین ببرد، افزایش حجم جریان هوا در اتاق، توزیع هوای تامین شده  با سرعت کم را دشوارتر می کند.

محاسبه سرعت ورودی هود: عدم توازن توزیع هوای تامین و سرعت ورودی هود باعث می‌شود هر گونه مشخصات کلی سیستم تهویه همخوانی نداشته باشد . در عین اینکه سرعت بالای ورودی هود باعث اتلاف انرژی می شود، لزوماً محافظت بهتری برای کارگران ایجاد نمیکند.

هر هود آزمایشگاهی که به خوبی طراحی شده باشد و به درستی متوازن باشد، می تواند سطح کنترل آلایندگی تا 0.10 ppm را داشته باشد.

برای ساختمان های جدید قبل از اینکه طراحی تفصیلی و تامین تجهیزات هود آزمایشگاهی را انجان دهید، هزینه تهویه مطبوع را پیش بینی کنید.

جدول 13-35-1. نرخ تهویه هود آزمایشگاهی

*هودهای نزدیک درهای عبور و مرور در صورتی قابل قبول هستند که: 1) راه خروجی ایمن ثانویه از اتاق وجود داشته باشد. 2) رفت آمد از مجاورت هود کم باشد 3) درب هود معمولاً بسته باشد.

هودهای آزمایشگاهی با کاربری عمومی

الف. توزیع یکنواخت هوای خروجی را در هود فراهم کنید. بافل ها و جریان هوا را برای تغییرات  کمتر از 10 درصد در سرعت نقطه به نقطه در حداکثر حالت باز درب هود تنظیم کنید.

ب. هود را دور از راهروهای پر رفت و آمد قرار دهید. هودهای نزدیک درها در صورتی قابل قبول هستند که:

1. یک راه ایمن دوم برای خروج از اتاق وجود داشته باشد.
2. رفت و آمد در مجاورت هود کم باشد.
3. درب به طور معمول بسته باشد.

پ- از مواد مقاوم در برابر خوردگی به منظور ساخت هود و تجهیزات مربوطه استفاده کنید.

د. در صورت لزوم، جهت تمیز ماندن هوا، ارتفاع کافی دودکش را برای به حداقل رساندن ورود مجدد آلاینده ها با رعایت مقررات استاندارد تهویه هوا، تامین کنید.

ت. از لبه های تیز در لبه ها و اتصالات اجتناب کنید. ورودی های مخروطی یا گرد در ساخت هود مطلوب هستند. ساخت لبه جلویی هود مهم است.

ث- استفاده فیلترهای مناسب برای مواد رادیواکتیو در مقادیر بیشتر از عرف

ج. از شیار میانبر در هود برای جلوگیری از خلا بیش از حد در شرایطی که درب اصلی نیمه بسته باشد  استفاده کنید.

چ. هوای تامین را برای آزمایشگاه فراهم کنید. حجم هوای جایگزین جهت تعادل هوای مورد نظر با فضاهای مجاور محاسبه شود.

ح.  به منظور کاهش حجم جریان هوا، می بایست هودهای خروجی داخلی به جای هودهای آزمایشگاهی رو میزی برای استفاده ثابت در نظر گرفته شود.

خ.  به منظور حفظ هوا، از کابینت کشویی افقی لبه دار استفاده کنید.

د. همه هودهای کابینتی باید دارای سطح کار فرورفته و لبه دار باشند.

هودهای اسید پرکلریک

اسید پرکلریک بسیار خطرناک است زیرا یک اکسید کننده بسیار قوی است. هنگامی که اسید با مواد آلی واکنش می دهد، یک فرآورده قابل انفجار  تشکیل می شود.

1. از اسید پرکلریک در هود های طراحی شده برای اهداف دیگر استفاده نکنید. هودهای اسید پرکلریک را با علائم هشدار دهنده بزرگ شناسایی کنید.
2. جریان هوای خروجی و هوای تامین اتاق را با کمترین چالش برای هود فراهم کنید.
3. از هواکش اگزاست داخل هود به منظور به حداقل رساندن تراکم بخارات واکنش های شیمیایی استفاده کنید.
4. تمام ابزار ها و کنترل های انرژی را  در خارج از هود قرار دهید.
5. متریال ساخت این نوع هود و کانال باید مقاوم در برابر اسید و سایر واکنش های شیمیایی و نسبتاً غیر قابل نفوذ باشد. از مواد آلی خودداری کنید مگر اینکه ایمن بودن آن مطمئن باشید. فولاد ضد زنگ 316 با اتصالات جوشی ترجیح داده می شود. PVC یا یک پوشش سرامیکی معدنی، مانند چینی، نیز قابل قبول می باشد.
6. سهولت در تمیزکاری در طراحی هود بسیار مهم است. از فولاد ضد زنگ با گوشه های گرد شده و بساخته شده به روش تمام جوش استفاده کنید .
7. سطح کار باید ضد آب باشد و حداقل از جلو و کناره های ظرف 0.5 اینچ [13 میلی متر] فاصله و یک فرورفتگی یکپارچه در انتها برای جمع آوری آب شستشو داشته باشد.
8. امکان شستشو را در هود و کانال فراهم کنید. اسید پرکلریک را بصورت روزانه از سطوح سیستم تهویه کاملاً تمیز کنید.
9. هر هود اسید پرکلریک باید یک سیستم هواکش خروجی جداگانه داشته باشد. در طراحی شیب افقی برای تخلیه هوا از چرخش های تند خودداری کنید.
10. هود و مجرا را به گونه ای بسازید تا امکان بازرسی چشمی آسان را فراهم کنید.
11. در صورت نیاز، از یک جاذب مرطوب (وت اسکرابر) با راندمان بالا (بیشتر از 80%) که برای جذب اسید پرکلریک طراحی شده است استفاده کنید. تا جایی که ممکن است نزدیک کابینت قرار بگیرید تا تجمع اسید پرکلریک در کانال های تهویه حداقل برسد.
12. حتماً از یک هواکش فلزی مقاوم در برابر اسید استفاده کنید که توسط یک پوشش معدنی محافظت می شود.
13. هواکش را با گریس (فلوروکربن) چرب کنید.
14. هواکش را در خارج از ساختمان قرار دهید.
15. هوای تهویه شده ترجیحاً باید در خارج از ساختمان با استفاده از یک دودکش عمودی که بالای سقف امتداد دارد تخلیه گردد.

نکات کاری برای هودهای آزمایشگاهی

هیچ هود بزرگ و روباز و با سرعت کمی نمی تواند ایمنی کامل را برای کارگر ایستاده در مقابل تمام اتفاقاتی که ممکن است در هود رخ دهد ایجاد کند. هود ممکن است به اندازه کافی از کارگر در برابر آلاینده های فرار موجود در هوا )با TLV در محدوده پایین( محافظت نکند. برای مواجهه کمتر در معرض آلاینده ها، یک هود با طراحی مناسب در یک اتاق با تهویه مناسب می تواند محافظت کافی را برای اوپراتور فراهم کند. با این حال، برای اینکه هود بتواند عملکرد مناسبی داشته باشد، نکات کاری خاصی ضروری است. شیوه های کاری که در زیر به آن اشاره شده به طور کلی مورد نیاز است اما ممکن است در برخی موارد خاص اقدامات سختگیرانه تری لازم باشد.

1. تمام اقداماتی را که ممکن است غلظت آلودگی هوا را در TLV مناسب یا بالاتر در داخل هود ایجاد کند، انجام دهید.
2. تمام دستگاه ها را حداقل 6 اینچ [150 میلی متر] از سطح هود عقب نگه دارید. یک نوار روی سطح میز راهکار خوبی است.
3. هنگام وجود آلودگی، سر خود را در زیر هود قرار ندهید.
4. از هود به عنوان سیستم دفع زباله حتی در مقادیر بسیار کم استفاده نکنید
5. مواد شیمیایی یا دستگاه ها را در داخل هود نگهداری نکنید. مواد شیمیایی خطرناک را در یک کابینت ایمن تایید شده نگهداری کنید.
6. درب های هود را تا حد امکان بسته نگه دارید.
7. بررسی کنید تا شیارهای هود بدون انسداد و گرفتگی باشد.
8. به منظور جلوگیری از اغتشاش هوا، حداقل رفت وآمد در اطراف هود داشته باشید.
9. درهای آزمایشگاه را بسته نگه دارید (به استثنای: برخی از آزمایشگاه هایی که نیاز به باز بودن درهای آزمایشگاه دارند.)
10. درب یا پانل های هود را جز در مواقع ضروری جدا نکنید آن هارا قبل از کار و راه اندازی دستگاه سرویس کنید.
11. در صورت وجود مایعات یا گازهای قابل اشتعال از قرار دادن تجهیرات برقی یا سایر وسایلی که تولید جرقه میکند خودداری کنید. هیچ پریز برق دائمی در داخل هود مجاز نیست.
12. در صورت وجود احتمال انفجار یا فوران از سد مناسب استفاده کنید.
13. تعمیر و نگهداری کافی برای سیستم هواکش خروجی و سیستم تامین هوا ساختمان انجام دهید. از فشارسنج های ساکن روی بدنه هود و در تمام فیلترهای موجود در هود و همچنین از سایر نشانگرهای مناسب برای اطمینان از مناسب بودن جریان سیستم هواکش خروجی هوا یا استفاده کنید.
14. اگر قرار است درب هود برای عملیات نیمه بسته باشد، می بایست به این صورت برچسب زده شود و نقطه بسته به وضوح نشان داده شود.