近年来安全卫生之意识不断高涨，对作业环境品质之要求与日俱增，而作业环境污染控制的技术的领域中，重点一直放在工厂制程所产生的危害暴露上而忽略了广泛存在于学校、研究机构中实验室工作人员的曝露危害问题。排气柜(Fume Hood)的主要功用在于其能利用局部排气装置产生稳定气流，将实验过程中产生的有害物质排出，防止人员吸入过量之有毒气体保障操作人员安全，所以排气柜一直是实验室中不可或缺的设备之一。就因排气柜的重要性，更须让使用者了解到排气柜的性能优劣，好坏评断的标准为何，然后再配合使用者良好的操作习惯才能发挥排气柜预期之效能，有效地降低有害气体厚度或化学物质至安全限度之内， 确保操作人员的健康。国内机关学校、事业单位设置排气柜的案例愈来愈普遍，本篇将从工业通风的研究角度，以三个影响排气柜性能的较重要因素进行讨论。

    美国化学协会(ACS)及美国职业安全卫生署(OSHA)均建议须长期从事实验或危害性化学品之工作人员而言，排气柜是必要的安全防护设备， 且每位工作者至少应有2.5 尺(76.2 公分)宽的排气柜可资利用， 提升操作环境之空气品质，保障实验或制程人员的操作安全。装有局部排装置， 每年至少需实施自动检查一次以上，检测气罩(排气柜)、导管、空气清净装置及风机排气性能， 以确保排气柜随时都在安全的使用下操作。

    排气柜属「包围式气罩」的一种，相关设计研究早在半世纪以前就已开始，我们可以想像排气柜是一口会自动由外部抽入新鲜空气的柜子。当排气柜里的药瓶开启或实验装置运转而产生空气有害物时，空气有害物将随排气柜内的气体一起被下游排气风管抽取，经空气清净装置过滤后，再由排气机排出室外。排气柜内部的空间因气体被抽取而使其气压低于室内气压，于是室内气体便因此一气压差异而自动流入排气柜内补充。排气柜之外观及原理示意如图一。



    简单地讲，排气柜的功能就是「限制排气柜内发生的空气有害物，使其无法进入室内」，以免影响室内人员的健康。为了把东西取出或放入排气柜，或因种种不得已的实验需要，图一的拉门有时必须向上拉，使排气柜开口变大；平时拉门则保持向下拉到底的位置(仅保留很小的排气柜开口)，因此排气柜开口的大小并非固定。

    第一个影响排气柜性能的因素是「排气柜开口平均流入风速」。从以往的文献及经验发现排气柜开口平均风速「并非愈大愈好」，早期大部分文献建议排气柜开口平均风速应保持在0.4～0.7m/sec的范围之间，近期某些文献则建议此风速为0.5m/sec最理想。

    根据美国ACGIH、NIOSH、NFPA 45 及ASHRAE 110，都有检测及评估排气柜性能，而我国劳工安全卫生法规视排气柜为气罩的一种，并无如国外法规或标准特别规范，其控制风速包围型为0.4m/s，侧吸式为0.5m/s。以下表1 为国外法令的一些相关标准。

表1 为国外的法令标准

组织	建议开口面速度(fpm)
ACGIH	60-100
NIOSH	100-150
ANSI	80-120
NFPA	足够防止气柜内有害气体之外逸
ASHRAE	100

表2 系美国ACGIH 依使用场所气流分布情形及操作习惯而订出之标准风速。
表3 系美国NIOSH依物质危害曝露恕限值订出之开口风速需求。

表2 ACGIH 对排气柜开口风速要求

室内气流分布暨操作情况	风速要求
(1) 天花板上之平均出风口风速在40fpm 以下，使用水平式拉门，所有仪器皆离拉门在12 英寸之外，气罩位置远离任何走道或门窗。	60fpm
(2) 除了有些人员会经过气罩前及仪器距离拉门缩短为6 英寸之外，其余情况与(1)相同。	80fpm
(3) 天花板上出风口之风速在60fpm 之下，而且没有任何供气扩散器直接安装在气罩前方，最大开口为(1)、(2)之3/4， 其余情况与(2)相同。	80fpm
(4) 除了有些人员会从气罩前方经过，其余情况与(3)同。	100fpm

表3 NIOSH 对排气柜开口风速要求

污染物等级	气体及蒸气	粉尘、熏烟及雾滴	风速要求
I	危害曝露标准在100ppm 以上	危害曝露标准在10mg/m3 以上	平均开口速度100fpm 最低开口速度50fpm
II	危害曝露标准在1-100 ppm 以上	危害曝露标准在在0.1~10 mg/m3	平均开口速度100fpm 最低开口速度75fpm
III	危害曝露标准在1 ppm 以下，含辐射性、致癌性及疑似致癌性物质	危害曝露标准在0.1mg/m3 以下含辐射性、致癌性及疑似致癌性物质	平均开口速度150fpm 最低开口速度125fpm

    第二个影响排气柜性能的因素是「排气柜开口气流样态」，也就是要确认排气柜开口面之风向是否都平稳地指向排气柜内部。若排气柜开口面某些位置有气流迟滞或涡流现象，则因室内与排气柜内的空气有害物厚度不同，仍有机会以扩散等方式污染室内空气。图二利用镭射强化流场照片说明这个现象：某厂牌排气柜开口下缘为未经导角的突出部，室内空气流入排气柜时的流动阻抗因突出部影响而增加，于是排气柜开口边缘便形成局部涡流区。

    排气柜开口的哪些地方容易发生「气流迟滞或涡流现象」？这个问题须视排气柜的设计而定，但一般而言，开口面边缘与四个角隅比较容易因设计错误或使用习惯较差而发生不利的气流现象。我们可以随时使用发烟器、风速计等简单工具验证排气柜开口气流是否正常，或委托专业机构进行排气柜性能检测。



    第三个影响排气柜性能的因素是排气柜周遭的空气流场。由于排气柜开口平均风速仅0.5m/sec左右，易受排气柜周遭空气流场影响而发生空气有害物逆向流出排气柜的现象，因此设置排气柜时，必须考虑设置位置的室内风速分布状况，以及新鲜空气供应来源(进气口)的设置位置。在此根据以往各界的文献整理出几个简单的建议：

一、 好的硬件设计
(一)排气柜的空气清净装置处理后的气体通常直接排往屋顶，因此必须有足够的新鲜空气自室外流入，才能维持排气柜的正常运转。
(二)除了让新鲜空气流入的墙面开口或天花板开口(例如铝制百叶气窗、天花板进气口)，其余门窗不要经常启闭，使排气机的负荷经常维持稳定，同时避免自然风影响排气柜开口的空气流场。
(三)由于室内门窗常维持关闭，因此除排气柜以外，室内不可安装能产生空气有害物的设备，否则仍会影响室内操作人员的健康。

二、 好的操作习惯
(一)排气柜运转时，由于门窗鲜少开启，故不宜在室内抽菸或进行能产生空气有害物的作业。
(二)人员面向排气柜开口站立时，无可避免会在身前排气柜开口附近形成对人员健康不利的回流区；此一回流区的大小与排气柜开口拉开的幅度有关，因此若排气柜内物品正连续不断产生空气有害物，则排气柜开口愈小愈好。
(三)排气柜拉门拉开的时间愈短愈好，使用完毕立刻将拉门拉下；平时不宜在排气柜开口附近逗留。
(四)排气柜开口附近不宜堆置物品阻碍空气流入，也不宜有明显的干扰气流(例如在室内吹电风扇)，以免影响排气柜开口流场。
(五)人员若须行经排气柜开口附近时，动作宜缓慢且最好远离排气柜开口，以免人行进造成的气流将排气柜内的空气有害物卷出。