隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)應(yīng)用到越來(lái)越多的領(lǐng)域。從研究、教學(xué)到質(zhì)量控制，從科研院所到工礦企業(yè)，從物理化學(xué)、工程材料到生命科學(xué)，都普遍設(shè)有供試驗(yàn)研究用的實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室在試驗(yàn)過(guò)程中，伴隨著大量有害物質(zhì)（如氣體、蒸氣、粉塵和懸浮顆粒等）的產(chǎn)生，對(duì)試驗(yàn)人員的身體健康造成了嚴(yán)重地威脅，直接排放的有害物質(zhì)對(duì)大氣環(huán)境造成一定程度的破壞。實(shí)驗(yàn)室中配備有許多設(shè)備及儀器、儀表，其中重要的安全設(shè)備是排風(fēng)柜。
根據(jù)德國(guó)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)的定義，排風(fēng)柜是“一個(gè)封閉的通風(fēng)操作空間，用以吸收、存放、排出煙氣、蒸氣和其他有害物質(zhì)”。排風(fēng)柜基本上包括側(cè)壁、后壁、上部封閉平板，一個(gè)底板或頂板、一個(gè)稱為“面部”的拉門入口、一個(gè)擋板、一個(gè)氣流分布導(dǎo)流板系統(tǒng)。排風(fēng)柜也可裝備一系列的附件，包括內(nèi)置燈光、檢修通風(fēng)口、洗滌槽、空氣旁通口、翼面進(jìn)口裝置、氣流報(bào)警、特定襯墊、通風(fēng)機(jī)座貯存單元、廢氣過(guò)濾器。面風(fēng)速是衡量排風(fēng)柜性能的主要指標(biāo)，是指排風(fēng)柜開口拉門處的平均入口風(fēng)速。
降低能耗的前提是保證排風(fēng)柜的可靠性、安全性。國(guó)內(nèi)外大量的研究表明，合理的、恒定的面風(fēng)速能夠有效地控制排風(fēng)柜內(nèi)的有害物溢出，危及操作人員的安全。如果面風(fēng)速過(guò)小，人經(jīng)過(guò)排風(fēng)柜前時(shí)氣流會(huì)把污染物帶出；如果面風(fēng)速過(guò)大，操作時(shí)操作人員的胸前會(huì)形成渦流從而會(huì)把污染物帶出。北京中科斯麥如果排風(fēng)柜前有操作人員，為了保障其安全，必須把排風(fēng)柜面風(fēng)速保持在0.5m/s左右；如果排風(fēng)柜前沒(méi)有人員移動(dòng)的影響，保持0.3m/s的進(jìn)口風(fēng)速也可以很好地保障實(shí)驗(yàn)室的安全。
因此，在系統(tǒng)無(wú)人操作，并且無(wú)有害污染物的實(shí)驗(yàn)情況下，變風(fēng)量排風(fēng)柜可以通過(guò)控制系統(tǒng)自動(dòng)降低到最小排風(fēng)量，達(dá)到降低系統(tǒng)能耗的目的。各國(guó)規(guī)定的變風(fēng)量排風(fēng)柜面風(fēng)速值見下表。
各國(guó)變風(fēng)量排風(fēng)柜面風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)
現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)同一班商用建筑的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)相比其運(yùn)行費(fèi)用要昂貴的多。為了保證實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有害物質(zhì)的徹底排放并保證試驗(yàn)人員的安全，絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室都采用全新風(fēng)系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一個(gè)裝有空調(diào)系統(tǒng)的商業(yè)建筑空間的年能耗為$0.2/m2~$0.3/m2，而實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的年能耗為$0.62~$1.0m2。對(duì)于一個(gè)特殊的實(shí)驗(yàn)室建筑，其能耗為相通空間大小的辦公建筑的6倍~10倍。變風(fēng)量通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)為降低實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)能耗找到了一個(gè)途徑。一個(gè)定風(fēng)量的實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)中，與之相相對(duì)應(yīng)，排風(fēng)柜也是定風(fēng)量運(yùn)行，并且是基于拉門開啟時(shí)的排風(fēng)量。定風(fēng)量排風(fēng)柜不論拉門大小都連續(xù)排出額定的風(fēng)量，因此其罩面風(fēng)速隨著拉門大小會(huì)發(fā)生急劇的變化。若以拉門完全開啟時(shí)的設(shè)計(jì)面風(fēng)速0.15m/s計(jì)算，在拉門25%開啟時(shí)面風(fēng)速增至2.10m/s~2.15m/s，而接近完全關(guān)閉時(shí)的罩面風(fēng)速增至5.11m/s~10.2m/s。過(guò)高的面風(fēng)速可導(dǎo)致排風(fēng)柜內(nèi)工作臺(tái)上方空間內(nèi)氣流紊亂，污染物也可能在柜內(nèi)某個(gè)角落積聚，還有可能吹熄火焰，破壞正在進(jìn)行的試驗(yàn)；過(guò)低的罩面風(fēng)速勢(shì)必造成污染物的逃逸，危害試驗(yàn)人員的安全。但是在變風(fēng)量實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)中，排風(fēng)柜的排風(fēng)量可以根據(jù)排風(fēng)柜內(nèi)操作臺(tái)面上反應(yīng)量的大小，內(nèi)部壓力和負(fù)荷大小來(lái)調(diào)節(jié)，在排風(fēng)柜拉門大小變化時(shí)其面風(fēng)速維持在設(shè)定的某個(gè)恒定值。整個(gè)變風(fēng)量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室能耗大大減小。變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室相對(duì)于定風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，其送排風(fēng)量相對(duì)減少了月20%，風(fēng)機(jī)的能耗也相應(yīng)大大減少。對(duì)于一個(gè)要求換氣次數(shù)在6~60的實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)，其節(jié)能量是相當(dāng)可觀的。因此，現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)系統(tǒng)大多采用變風(fēng)量系統(tǒng)。