通風(fēng)柜是實驗樓建筑排風(fēng)系統(tǒng)在室內(nèi)的抽風(fēng)末端設(shè)備，主要目的是將可能產(chǎn)生污染物的操作限制在其柜內(nèi)，污染物可以被抽到室外，如同馬桶抽水一樣，由于室內(nèi)空氣被抽走，所以也同時起到了刷新實驗室內(nèi)舊空氣的作用，如果通風(fēng)柜和新風(fēng)散流口布局合理的話，就相當(dāng)于清掃室內(nèi)舊空氣進(jìn)入排風(fēng)柜的清潔工效應(yīng)。這兩個功能都是實驗室需要的。

     通風(fēng)柜屬于一線操作污染源頭的負(fù)壓設(shè)備，是實驗室防護(hù)的第一道防線，化學(xué)污染物能否保證不逸出至關(guān)重要。而補風(fēng)型通風(fēng)柜，則是為了減少室內(nèi)空氣被抽出，從室外引進(jìn)空氣到通風(fēng)柜內(nèi)或柜前，再通過通風(fēng)柜被抽出室外的一種以節(jié)能為主要考慮的通風(fēng)柜。大多數(shù)補風(fēng)型通風(fēng)柜的設(shè)計原理據(jù)稱是70%使用補進(jìn)風(fēng)，30%還是從室內(nèi)抽，但是由于缺乏實時檢測手段，所以這兩個百分比屬于理想值。補風(fēng)型通風(fēng)柜有兩個主要特點：

     1.補風(fēng)來自于專門的昂貴的補風(fēng)管和補風(fēng)機，就是說這類通風(fēng)柜的補風(fēng)是自帶動力的。因為補風(fēng)管道漫長復(fù)雜，沿程阻力大，靠自然吸入補風(fēng)是不可能的。這種通風(fēng)柜最大的缺陷是：一旦主排風(fēng)機突發(fā)故障，而補風(fēng)機沒有立即停止，補入的空氣瞬間把柜內(nèi)污染物倒灌進(jìn)入房間，所以危險性較大。即使不考慮主排風(fēng)機的故障概率，平時的建筑排風(fēng)管網(wǎng)壓力波動，連在一起的各個通風(fēng)柜之間相互串氣，也加劇了補風(fēng)管內(nèi)氣流的不穩(wěn)定性，補在柜前的氣流更是直接干擾面風(fēng)速。

     2.補風(fēng)雖經(jīng)過濾網(wǎng)，但是溫濕度沒處理，也就說補進(jìn)來的是“野風(fēng)”，冬季三九，夏季三伏，直接補進(jìn)柜內(nèi)還好，如果是補在柜前，工作人員會有不舒適感，如果要進(jìn)行溫濕度處理，則失去了節(jié)能的初衷，就和其他類型通風(fēng)柜也沒有區(qū)別了。

     首先，應(yīng)該告知年輕一代的實驗室設(shè)計師：“補風(fēng)型通風(fēng)柜”并不是一種新型通風(fēng)柜，而是一種曾在上世紀(jì)九十年代產(chǎn)量很大的傳統(tǒng)型的通風(fēng)柜，但為什么后來慢慢地從市場上消失了呢？（當(dāng)然在印刷資料上還是能找到的）原因眾說紛紜，有的說是排煙效果不好，有的說室內(nèi)溫濕度亂了，其實歸根到底只有一個原因：為了單純追求節(jié)能，反而在通風(fēng)柜的根本原則（安全性）上做了妥協(xié)，強行補風(fēng)是一種不成熟的技術(shù)，干擾了通風(fēng)柜正常的氣流組織，導(dǎo)致通風(fēng)柜相對于房間形成的寶貴的局部負(fù)壓降低甚至產(chǎn)生負(fù)壓會短暫消失的風(fēng)險，這就是“削足適履”。在沉寂多年后，補風(fēng)型通風(fēng)柜又在市場上出現(xiàn)，實屬沉渣泛起。

     通風(fēng)柜相對于房間形成的局部負(fù)壓是通風(fēng)柜的防護(hù)力的源泉

     眾所周知，通風(fēng)柜作為一種實驗室防護(hù)設(shè)備誕生的目的就是把實驗室操作種產(chǎn)生的污染物限制在其柜內(nèi)，要想做到這一點，就必須依賴其柜內(nèi)腔體相對于房間形成的“局部負(fù)壓”！ 注意是相對于“房間”，只有面向房間的一面維持足夠的負(fù)壓，通風(fēng)柜才會形成氣流從房間向通風(fēng)柜內(nèi)的穩(wěn)定流向，保證污染物被向內(nèi)吸入，不致逸出到房間內(nèi)，從而保護(hù)房間內(nèi)的人和環(huán)境。

通風(fēng)柜相對于房間形成的局部負(fù)壓是通風(fēng)柜的防護(hù)力的源泉，并且最終反映到一個指標(biāo)上，即通風(fēng)柜面向房間的視窗截面上的“面風(fēng)速”，這也就是為什么世界各國標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定通風(fēng)柜面風(fēng)速應(yīng)有一個最佳值：

美國國家標(biāo)準(zhǔn) 0.5 － 0.6 m/s

加拿大國家標(biāo)準(zhǔn) 0.5 m/s

澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)  0.5 m/s

英國標(biāo)準(zhǔn) 0.5 m/s

瑞典標(biāo)準(zhǔn) 0.5 m/s

日本標(biāo)準(zhǔn) 0.4 m/s

德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 0.3 m/s

中國國家標(biāo)準(zhǔn) 0.5 m/s 

     所以面風(fēng)速是一個通風(fēng)柜最重要的指標(biāo)，在美國，沒有安裝面風(fēng)速顯示報警器的通風(fēng)柜，如同一輛車沒有尾燈，是不能使用的，當(dāng)美國國家標(biāo)準(zhǔn)ANSI在正文使用“shall be”這種措辭的時候，是沒有商量余地的。

     但是面風(fēng)速太高也不好，為什么呢？這里打個比喻：山中的小溪，如果溪水中央有一塊石頭（好比通風(fēng)柜前氣流中站著一個人），當(dāng)水流速過快時，在石頭下游的下方（相當(dāng)于柜前人正面部呼吸區(qū)）會形成渦流回旋，引發(fā)氣流紊亂(污染物逸出),反而水流速平穩(wěn)有力，才會持續(xù)帶走污染物，所以大多數(shù)國家的標(biāo)準(zhǔn)要求通風(fēng)柜的面風(fēng)速最好穩(wěn)定在0.3-0.6m/s之間。

以下內(nèi)容摘自美標(biāo)ANSI Z9.5-2003，這些數(shù)據(jù)很多科學(xué)家多年試驗和研究的結(jié)晶：

60–80 fpm (0.30–0.41 m/s):

Hoods with excellent containment characteristics operating under relatively ideal environmental conditions (i.e., room design characteristics) and with prudent operating practices can provide adequate containment in this velocity range although at an increased level of risk. Containment must be verified quantitatively in this range and effective administrative controls should be in place and compliance must be enforced.

80–100 fpm (0.41–0.51 m/s):

Most hoods can be operated effectively with relatively low risk in this velocity range although containment should still be quantitatively verified. Proper operator training and enforcement of administrative controls are still highly recommended. This is the range recommended for a majority of laboratory chemical hoods.

100–120 fpm (0.51–0.61 m/s):

This velocity range has similar characteristics as 80–100 fpm (0.41–0.51 m/s) but at significantly higher operating costs. Containment may be slightly enhanced in this range and hoods that do not contain adequately in the 80–100 fpm (0.41–0.51 m/s) range may be improved by operating in this range.

120–150 fpm (0.61–0.76 m/s):

Although most hoods can operate effectively in this range, performance is not significantly better than at the lower ranges of 80–100 fpm (0.41–0.51 m/s) and 100–120 fpm (0.51–0.61 m/s) and the operating cost penalty imposed by high face velocities in this rage is severe and is not recommended for this reason.

>150 fpm (>0.76 m/s):

Most laboratory experts agree that velocities above 150 fpm (0.76 m/s)  at the design sash position are excessive at operating sash height and may cause turbulent flow creating more potential for leakage.

     所以面風(fēng)速即不能太低，也不能太高，那么想讓面風(fēng)速穩(wěn)定不變，而視窗優(yōu)勢升降不停的，所以只能是通過改變通風(fēng)柜的排風(fēng)量來讓面風(fēng)速穩(wěn)定，這就是通風(fēng)柜應(yīng)該是變風(fēng)量的原因.

通風(fēng)柜變風(fēng)量控制的一個副作用是能夠“按需排風(fēng)”也同樣起到了節(jié)能效果，不過我們始終不要忘記，安全性是通風(fēng)柜變風(fēng)量的主要動機，節(jié)能只是一個副作用而已。

     實驗室節(jié)能，應(yīng)該是一個全局觀念，不能只盯著一個通風(fēng)柜，更不能犧牲通風(fēng)柜的安全性能來換取一個局部節(jié)能。實驗室可節(jié)能的環(huán)節(jié)很多，比如各種建筑熱交換技術(shù)，再比如近年來實踐效果極佳的“變風(fēng)量加自動關(guān)閉視窗”的通風(fēng)柜，都在不向安全性妥協(xié)的前提下實現(xiàn)了實驗室的巨大節(jié)能。

     無論科技如何更新?lián)Q代，物理學(xué)的基本原理不會改變，就如萬有引力定律一樣。通風(fēng)柜的空氣動力學(xué)原理來自于其相對于房間形成的“局部負(fù)壓”，這是通風(fēng)柜的命根子，不容挑戰(zhàn)。

最后說一句，“補風(fēng)型通風(fēng)柜”畫面很美，但是彌補不了原理上的根本缺限，雖然也有廠家拿出檢測報告的數(shù)據(jù)說明補風(fēng)型通風(fēng)柜在檢測時也顯示污染物溢出物濃度很低，其實這種檢測數(shù)據(jù)通常都是在理想的人造環(huán)境下模擬出來的，比如檢測現(xiàn)場通風(fēng)柜視窗橫向距離一米內(nèi)干擾氣流小于0.1m/s，可是現(xiàn)實中這種氣場條件很難存在，這就是為什么很多人用過補風(fēng)型通風(fēng)柜之后就選擇常規(guī)通風(fēng)柜的原因。