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耀陽實驗室設備| 排煙櫃、實驗室設計與無塵室
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排煙櫃與通風系統整合的設計要點｜打造安全、高效、節能的實驗室通風架構
在實驗室設計中，排煙櫃（Fume Hood）並不是孤立的設備，而是整體通風系統中的一個核心節點。若無妥善整合風量平衡、氣流路徑、控制系統與排風處理，排煙櫃將無法發揮其保護人員安全的功能，甚至反而產生室內負壓失衡、污染外洩、能源浪費等問題。
本篇將從結構設計、風量規劃、控制策略與實務案例四個面向，系統說明排煙櫃與通風系統整合的核心設計要點。
一、結構整合：排煙櫃不是一台機器，而是一個「節點」
1. 確認安裝類型與出風位置
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上出風（Top Discharge） 為最常見類型，應設計獨立風道。
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後出風（Back Discharge） 通常用於天花板高度受限的場域，需注意風向轉折設計。
2. 設計風管與天花設備之整合
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排風管需使用耐腐蝕材質（如FRP、PP）
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應預留維修空間，並設置檢修口與清洗口
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所有轉彎處角度不宜過急，建議使用45度導角以降低風阻
二、風量與壓力設計：整體平衡才是關鍵
1. 排煙櫃風速與風量設定
2. 平衡室內進／排風量
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排煙櫃強制排風會造成負壓現象，可能導致門難開啟或氣流回竄
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應配合室內補風系統設計，引入新鮮空氣維持壓力平衡
三、控制系統整合：從定風量到智慧變風量管理
1. 傳統定風量（CAV, Constant Air Volume）
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成本較低，但無法根據使用情況調整，導致全年高耗能
2. 智慧型變風量（VAV, Variable Air Volume）
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可根據排煙櫃開啟狀態、自動調整風量
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降低耗電與空調損失，並提升整體氣流穩定性
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通常搭配紅外線偵測器或風速感測器
建議： 現代實驗室應逐步導入VAV系統，尤其是排煙櫃數量超過3台以上者。
四、與其他空調與排氣系統的整合規則
1. 空調系統不可回風
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排煙櫃抽出的空氣中可能含有化學物質，嚴禁回送至中央空調系統
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建議設置雙風道系統：一為排煙櫃排風，一為潔淨空調補風
2. 排氣出口高度與排放標準
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排煙櫃之排氣出口應高於屋頂1.5公尺以上
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若排放為有害氣體（如氨氣、酸鹼霧），應加裝洗滌塔（Scrubber）或活性碳塔
五、施工與維護注意事項
1. 安裝前的交叉系統協調
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排煙櫃位置應與管道、燈具、消防、天花板開口協調
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提前使用BIM或3D模型進行設備定位，避免衝突
2. 定期檢查與校正
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建議每半年檢測一次風速與過濾效果
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管道內壁應定期檢視腐蝕或堵塞情形，避免效率下降
六、實務錯誤案例分享與設計建議
FAQ：排煙櫃與通風系統整合常見問題
Q1：為什麼每一台排煙櫃都要使用獨立排風管？不能共用嗎？
A：不建議共用。共用排風管可能導致不同排煙櫃間產生「回流效應」，造成危險氣體從另一台排煙櫃倒灌回室內。除非設計有完善的止回閥＋壓差控制系統，否則應採用一對一排風管設計最為安全。
Q2：排煙櫃使用時，會不會導致室內空氣壓力不穩？
A：會。如果沒有補風系統配合，排煙櫃排出大量空氣會造成實驗室內部形成負壓，導致冷氣流失、門變難開、甚至有害氣體外洩至其他區域。因此設計時必須整合補風裝置或空調補風系統，維持壓力平衡。
Q3：我的實驗室只有一台排煙櫃，還需要做變風量系統（VAV）嗎？
A：技術上不是必要，但如果該排煙櫃長時間使用或屬於高排風量型（例如毒性實驗用途），VAV 系統仍有節能與穩定風速的優勢。若日後有擴充排煙櫃數量的計畫，更建議一開始就預留 VAV 模組。
Q4：VAV系統一定要搭配控制器嗎？可以手動調整嗎？
A：VAV 的核心價值在於自動感測與即時調整。雖然可設為手動模式，但這樣就無法達到節能與風速穩定的目的。建議搭配風速感測器、紅外線人體感應器或排煙櫃開門感應器，系統才能依實際使用狀況即時調整排風量。
Q5：什麼情況下需要加裝廢氣處理設備（如洗滌塔）？
A：當實驗排放氣體屬於有毒、有機溶劑、酸鹼霧氣或法規列管污染物時，即使風速與排風量合規，仍須加裝如酸鹼洗滌塔（Wet Scrubber）、活性碳吸附塔或HEPA過濾系統。這些設備不僅是安全設計一環，也可能涉及環保單位排放審查與報備。
Q6：如果實驗室已經裝潢完成，還可以補裝排煙櫃與通風系統嗎？
A：可以，但難度高。需先確認天花內是否有足夠空間配置排風管，並重新評估結構承重與風機配置位置。建議由專業顧問現場勘查後進行整體調整，避免「局部施工」導致整體失衡或違規。
結語｜整合，才是安全與效能的保證
排煙櫃的選購雖重要，但真正影響其安全性與節能效果的，是背後的整合設計與系統思維。將排煙櫃視為「通風系統中的主動元件」，並與補風、空調、感測控制全面整合，才能打造一個真正安全、高效且合規的實驗室。
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