潔淨實驗室的建設過程中，氣流控製的效果直接關係到實驗室的安全標準能否實現。本文從暖通自控的角度重點闡述了實驗室氣流控製需要考慮（consider)的幾個重要參數(parameter)。
目前，在我國潔淨實驗室的發展進入了一個新的發展階段，在實驗室的建設中對通風控製有著嚴格的要求，潔淨度、壓力、自控等都圍繞暖通來展開，這是實驗室建設工程中的重要一環，也是實驗室安全保障建設的重要方麵。
實驗室的通風設計首要解決的問題是安全性問題，通風櫃的捕捉集塵能力要符合一定的標準和規定，氣流方向為流向實驗室，實驗室要隨時保持負壓。
傳統的實驗室控製方式采用的是定風量控製方式。實驗室裝修由於潔淨實驗室-生物安全實驗室的特殊性，除了進行嚴格的設計、施工、調試外，為確保其安全性，必須對其進行必要的工程檢測和嚴格的驗收，達到安全要求和使用要求後才可投入運行。70年代，又出現了雙穩態控製方式，通過不同工況下的氣流控製以提高效益，例如降低（reduce)夜間設定值。80年代出現的變風量控製方式是更加複雜的實驗室氣流控製方法，在這種方式下，空氣流量根據通風櫃調節門位置進行變化。目前，新的控製方式是適應性的控製方式，氣流速率保持在最低安全限上，根據使用者的狀態進而調整通風櫃的工況，係統響應靈敏，控製精確，確保人員安全，盡量降低能源消耗及維護費用。為了確保操作人員及環境的安全，以下幾點是現代實驗室建設需要重點考慮的因素。
一、穩定的通風櫃麵風速
在定風量通風係統中，當調節門降低時，會產生多餘的麵風速，從而產生渦流(又稱:傅科電流) 幹擾，影響通風櫃集塵能力，釋放出有毒顆粒。變風量的通風控製係統中，排風量和調節門開度為線性函數關係，如60%的流量(單位:立方米每秒)對應60%的調節門開度，通過這一閉環控製係統，可以保持通風櫃開口的麵風速恒定，消除麵風速過大產生的風險。
通風櫃有效的麵風速設定值，通用的工業標準是60―100fpm（0.3―0.6m/s），一般100pfm(0.5m/s)被接受作為安全運行標準。圖1所示，操作人員的移動在麵風速80―100 fpm時對集塵幾乎沒有影響，但在80 fpm以下時會有擾動影響。在沒有操作人員移動時，60 fpm 以下一般性集塵可以實現。
圖1 操作人員對通風櫃保護性能的影響
二、快速的係統響應時間
該響應時間主要是指實驗室範圍內通風櫃及其閥門(作用:控製部件)調節係統。實驗室建設實驗室布局按照安全要求合理地劃分成清潔區、半汙染區和汙染區，采用人與物分別設置專用通道，設置必要的緩衝間，采用一次隔離和二次隔離等措施，能有效的避免交叉汙染，從根本上防止危險性微生物的擴散。響應時間的大小將直接決定氣流控製的效果。快速、穩定的控製會防止有毒顆粒跟隨調節過程可能（maybe)產生的振蕩或過衝逸出通風櫃。排風量對調節門開度的快速響應時間必須在調節門到位後1秒鍾內達到其指令值，有效保證通風櫃的集塵能力。圖2中從調節門移動到通風櫃排風量的總的響應時間大約0.6秒。緩慢的響應時間將會產生多餘的麵風速，危害到實驗的安全，例如燃燒器被吹滅，器皿被吹翻，或者藥品等受到損失。
圖2通風櫃響應速度測試
三、保證房間壓力
房間淨負壓主要控製房間氣流由外到內的流動，防止房間外部被汙染，是實驗（experiment)室安全控製的一個重要指標（target aim)。負壓的產生也就是房間的排風量(定義:單位時間內空氣的流通量)或補風量和送風量之差等於房間的餘風量。餘風量是送風以外從房間門、傳遞（transmission)窗或其他縫隙進入房間的空氣量。
當房間溫度（temperature)調節與通風所需氣流量大於通風櫃所需氣流量的時候，房間的送風量增加了，這就要求控製係統還必須把這部分“過剩”的送風量排出去，以保證房間負壓。實驗室淨化主要用於微生物學、生物醫學、生物化學、動物實驗、基因重組以及生物製品等研究使用的實驗室統稱潔淨實驗室-生物安全實驗室。無菌試驗室、生物安全實驗室由主實功能驗室與其他實驗室及輔助功能用房組成。實驗室總的空氣交換率由總的排風、製冷負荷和最低通風率決定。最小通風速率一般為占用時每小時 6?10 次換氣。這可通過增大房間綜合排風閥門的開度來實現，該控製涉及(to involve)房間總送風量和排風量的計算，以及信息采集、風機變頻的控製等，係統調試的難度大為增加。
四、壓力無關性
通風櫃調節門的移動造成風量快速變化導致風道靜壓發生變化，或者在通風櫃麵風速未要求變化時，總管中風壓的變化也會引起排風櫃上部支排風管道中風壓的變化，如果此時風量控製（control)係統不能化解管道的風壓變化，就會使排風櫃的排風量變大或變小，進而影響此時本該穩定的麵風速。
傳統的變風量(定義:單位時間內空氣的流通量)調節係統是根據管道的壓差反饋信號進行排風量的調節，響應速度一般在20~30s之間，為了保證實驗（experiment)室的安全性，實驗室氣流控製係統的響應時間必須控製在1s之內。目前，采用文丘裏閥的通風櫃控製係統可以很好的解決這一問題。
閥門是一個椎形的構造，內置不鏽鋼彈簧，根據係統壓力的變化調整文丘裏打開的麵積，以維持固定的空氣流量。壓力降低（reduce)時，彈簧張開，閥芯分離，增大通風量，如圖3；壓力增大時，彈簧壓縮，閥芯接近，減少通風量，如圖4。
圖3圖4
五、精確的控製（control)係統
係統排風量控製（control)如果不能跟隨風管內靜壓的變化快速、精確的變化 ，就會造成排風櫃流量無法精確控製，而產生振蕩（如圖5），將會使房間壓力變成正壓或者增大房間餘風量的要求。風速的不穩定會產生大量的平衡問題，波動的送、排風係統使氣流平衡複雜化，自控係統實現自動調節功能將變得更加困難。
麵風速要在一個大的風量控製範圍內得到精確控製。在達到理想的控製值時，控製係統應保證調節的過調量和欠調量小於5％，確保通風櫃的集塵能力及操作人員的安全。
圖5氣流的振蕩
完備的通風及控製係統確保實驗室的安全性，這也是關係到實驗室建設的成敗的關鍵。因此係統的設計、設備的配置等必須滿足以上所講到的幾點基本要求，但高標準、高質量的實驗室不僅僅局限於此，還要解決好溫度、氣流、噪音的問題，同時要保證最低的能源消耗，係統穩定（解釋:穩固安定；沒有變動)，容易控製，易於操作管理。簡而言之就是要從安全、舒適、節能、可靠運行方麵進行全盤的考慮設計。
