用局部排风方法降低工作岗位环境中尘毒浓度，是职业病危害工程防护的主要措施之一。相比于全面通风，局部排风具有风量小、效果好、设置方便等特点，是最常见的职业病防护设施^[1]。但在生产实践中，局部排风的实际效能有时不尽如人意^[2-3]。本研究拟对上海市某区制造行业的局部排风设施进行现场调查、测试及分析评估，并提出建议，以期为同行开展职业病危害防护设施设计及工程防护技术研究提供参考。

1.   对象与方法

1.1   对象

以上海市某区集中度较高的制造行业（汽车制造、通用设备制造）为研究对象，采用方便抽样方法选取辖区内职业病危害风险分类为严重的企业。局部排风罩调查时，若存在多条生产线则选取其中一条代表性生产线；通风机和风管调查则覆盖全厂范围。最终选取了27家企业的52台通风机和49只局部排风罩开展调查。

1.2   方法

1.2.1   现场调查

调查员现场查看企业工作场所设置的局部排风设施，填写调查问卷，包括企业基本信息、防护设施设计专篇编制情况、排风罩、通风机等内容。

1.2.2   现场检测

排风罩风速测定参照GB/T 16758—2008^[4]和WS/T 757—2016^[5]，使用计量合格的热球式风速仪（QDF-6型，北京明合智科技有限公司）测定。排风罩尺寸由钢尺测量，罩子扩张角由罩的高度和罩的长边通过反三角函数算出。

1.2.3   质量控制

调查前对调查员进行调查方案、调查表内容、测试方法、填写注意事项的培训。调查时由企业所在地卫生监督部门人员陪同，在局部排风设施正常运行条件下开展调查测试。课题组对调查表的缺漏项、异常数据、逻辑矛盾等问题进行审核，并对不符合要求的调查表及时退回、重新调查或舍弃。

2.   结果

2.1   基本情况

本研究调查的27家企业中，国有企业5家（占18.5%）、外商投资企业9家（占33.3%）、私营企业13家（占48.2%）。按企业规模（工人数量）来分^[6]，中型企业7家（占25.9%），包括国有企业3家、外商投资企业3家和1家私营企业；小型企业有17家（占63.0%），包括国有企业2家、外商投资企业6家和私营企业9家；微型企业有3家（占11.1%），皆为私营企业；无大型企业。

2.2   职业病防护设施设计专篇编制情况

27家企业中只有8家编写了防护设施设计专篇（占29.6%），包括国有企业3家、外商投资企业3家、私营企业2家。编写时间都在2018年之后，编写单位都为职业卫生技术服务机构。

2.3   排风罩设置情况

本研究调查的49只局部排风罩涉及岗位包括焊接、溶剂清洗、喷漆/喷涂、注塑、涂胶/喷胶/滚胶、压铸、激光打标等。罩口形式主要为上吸罩和侧吸罩，分别为36只（占73.5%）和13只（占26.5%），无下吸罩或吹吸罩。材质包括金属（包括镀锌薄铁板、不锈钢板、碳钢板）和塑料，分别为41只（占83.7%）和8只（占16.3%）。

2.3.1   罩口

罩口形状以方形为主，共39只（占79.6%），其余为圆形；与罩口相连的管口形状以圆形为主，共46只（占93.9%）。

罩口的当量直径D ≤ 0.5 m的有13只（占26.5%）， > 0.5 ~ 1.0 m的18只（占36.7%）， > 1.0 ~ 1.5 m的10只（占20.4%）， > 1.5 m的8只（占16.3%）。即超过1/3的罩口直径D > 1.0 m，大直径罩口虽可在垂直投影面积上覆盖污染源，但也容易产生罩口平面上风速均匀度差、平均风速过低等问题。

由反三角函数计算的罩子扩张角，≤ 30°为13只（占24.5%）， > 30° ~ 60°为5只（占10.2%）， > 60° ~ 90°为9只（占18.4%）， > 90° ~ 120°为6只（占12.2%）， > 120° ~ 150°为13只（占26.5%）， > 150°为4只（占8.2%）。参照GB/T 16758—2008^[3]的规定：“罩子的扩张角度宜小于60°，不应大于90°”，46.9%罩口不符合要求（即扩张角 > 90°）。

以罩口与相连排风管管口的面积比来划分，面积比 < 16为33只（占67.3%），≥ 16为16只（占32.7%）。且其中一些排风罩的面积比甚至超过了30，远超过“罩口与罩子连接管面积之比不应超过16∶1”^[3]的规定。

2.3.2   控制风速

局部排风罩对污染物捕获效率主要取决于污染源处控制风速。根据现场测量结果，控制风速≤ 0.1 m/s为4只（占8.2%）， > 0.1 ~ 0.25 m/s为15只（占30.6%）， > 0.25 ~ 0.50 m/s为18只（占36.7%）， > 0.50 ~ 1.0 m/s为7只（占14.3%）， > 1.0 m/s为5只（占10.2%）。尽管诸多标准^{[4-5, 7]}对控制风速规定了不同限值，但最低要求都不应 < 0.25 m/s^[7]，以此为判断标准，38.8%排风罩不符合要求。

以污染源至罩口距离（控制距离d）与罩口当量直径D的比值（d/D）来划分，≤ 1.0为28只（占57.1%）， > 1.0 ~ 1.5为6只（占12.3%）， > 1.5为15只（占30.6%）。由工业通风理论可知，罩口控制风速随控制距离增加而急剧降低，一般不超过罩口当量直径D的1倍，而调查中有42.9%排风罩有悖于这一规律。

2.4   通风机设置情况

本研究调查的通风机共计52台，其中轴流风机36台（占69.2%），离心风机16台（占30.8%）。

2.4.1   风机风压

以额定风压来划分，压力≤ 1 000 Pa有6台（占11.5%）， > 1 000 ~ 2 000 Pa有19台（占36.5%）， > 2 000 ~ 3 000 Pa有23台（占44.2%）， > 3 000 ~ 4 000 Pa有4台（占7.7%），无超过4 000 Pa的通风机。

额定风压越大，排风风流抗衡风管阻力的能力越强。但并非越大越好，风机风压需与前置的管道系统相匹配，过大或过小都会对风机运行产生不利影响。

2.4.2   风机实际风量

通过调查通风机的实际风量，并计算与额定风量的比值（实际风量/额定风量）来评价风机的实际性能表现。实际风量与额定风量比值≤ 0.5有12台（占23.1%）， > 0.5 ~ 0.7有15台（占28.8%）， > 0.7 ~ 0.9有24台（占46.2%）， > 0.9有1台（占1.9%）。

上述结果表明，被调查通风机中有51.9%实际风量≤额定风量的70%，风机效率处于较低状态，系统能耗增加。

2.4.3   风机连接罩口

本研究调查了每台通风机连接的罩口数量。连接罩口数量≤ 5只有19台（占36.5%），6 ~ 10只有6台（占11.5%），11~ 15只有11台（占21.2%），16 ~ 20只有4台（占7.7%）， > 20只有12台（占23.1%）。本次调查的52台通风机中罩口数量超过10个的有27台，占51.9%。

同时测试了同一通风机连接的最远罩口和最近罩口的风速，并计算其比值（最远罩口风速/最近罩口风速）。比值≤ 0.5有5台（占9.6%）， > 0.5 ~ 0.7有8台（占15.4%）， > 0.7 ~ 0.9有24台（占46.2%）， > 0.9有15台（占28.8%）。比值越小说明风速分布越不平均。

2.4.4   管道开孔情况

本研究调查了连接通风机管道前后的开孔情况（检修孔或检测孔）。风机前管道上开孔的有35台（占67.3%），风机后管道上开孔的有49台（占94.2%）。风机后管道开孔率高主要原因是环保要求，需要测定VOC的排风量，而风机前开孔无强制要求，因此开孔率较低。

2.4.5   维护情况

调查了风管和风机的维护情况。通风机维护周期为3个月的有36台（占69.2%），维护周期为6个月、12个月的分别有8台（占15.4%）、8台（占15.4%）。而风管的维护周期基本上以年为单位，大部分是一年维护1次，少量是两年1次。

3.   讨论

本次调查选取了上海市某区制造行业的27家企业，对49只局部排风罩和52台通风机开展了调查和测试，按照“形式适宜、位置正确、风量适中、强度足够、检修方便”的原则，全面分析评估了这些局部排风设施的实际性能。

由调查结果可知，在排风罩设置方面，存在扩张角过大、控制距离过大、控制风速过小等问题。按照《工业通风》^[1]的理论，排风罩的较优扩张角在30° ~ 60°，不应超过90°。随着扩张角逐渐增大，罩的局部阻力系数会呈指数级增长，导致罩口内各点速度的不均匀度加大，排风性能下降。另外罩口与污染源的控制距离不应超过当量直径D，随着控制距离的增加，控制点的风速急剧衰减，当距离等于当量直径时，控制点风速只有罩口风速的10%左右^[8]。因此同样的罩口风速下，控制距离越近越好，若增加控制距离而又要保持控制风速不变，则需提高罩口风速和风量，增加风机能量消耗。本次调查中，46.9%的排风罩扩张角 > 90°，42.9%的排风罩控制距离 > 当量直径D，38.8%的排风罩的岗位控制风速 < 0.25 m/s，不能满足GBZ/T 194—2007^[7]标准规定的最低要求（0.25 ~ 3 m/s之间）。

在通风机配置、维护方面，存在风机连接排风支路较多、系统阻力过大导致风量降低、风机前管道检查孔开孔率低等问题。一般来说，风机连接的罩口不宜超过10个^[9]，过多的分支会增加管道水力平衡的计算，导致风量分配不均。另外随着风管使用时间的延长，系统阻力会逐渐增加，导致风速降低，风量减少，污染物控制效果降低。本次调查数据显示，51.9%的风机连接的罩口数 > 10个，且51.9%的风机的实际风量与额定风量比值≤ 0.70，说明风机前通风系统阻力（沿程阻力+ 局部阻力）过大，超过正常值，风机能量更多地用来克服阻力，风机输送风流的风量降低。而导致这一现象产生的重要原因就是局部通风系统设计不合理、排风系统维护保养不足。本次调查显示，32.7%的风机前风管上无检测孔。无检测孔即无法对风管中风流进行检测，无法掌握风管中风量、风速、系统阻力的变化，也不能针对性采取措施，因此多数企业忽视了对风管的维护。随着风管使用时间的延长、风道内污染物的沉积，使整个管道系统阻力增加，导致通风机需要分配更多压力来抗衡增加的系统阻力，分配到动压上的能量相应减少，从而使风速降低，风量减少。这既造成了能量的浪费，也导致排风罩罩口风速的下降和捕集污染物能力的降低。

虽然本研究样本数量有限，调查结果不能完全代表行业现状，但样本具有典型性，可帮助我们认识存在的问题。造成上述局部排风设施不合理的主要原因是排风罩未正确地设计设置。长期以来，企业厂房内排风设施主要由环保工程或暖通工程人员开展设计安装，对于他们来说，前端排风罩只是整个设计工作中一小部分，排风罩效能高低并不影响整个设计工作；但对于职业病防治工作来说，排风罩的捕集效率至关重要。而专注于排风罩设计的防护设施设计专篇，却由于企业重视度不够以及设计内容指导意义有限等问题，未能发挥该有的作用。本次调查中也只有8家企业（占29.6%）开展了防护设施设计专篇编制，且调查发现专篇中的排风罩设计均效果不佳。

综上，我们提出以下建议。

首先，加强职业病危害防护设施设计人员培训。自2017年《建设项目职业病防护设施“三同时”监督管理办法》（国家安全生产监督管理总局令第90号）发布后，职业病危害工程防护设施设计专篇不再要求设计资质，职业卫生技术服务机构纷纷开始编写设计专篇。但由于大部分职业卫生技术服务机构缺乏通风工程领域的技术人员，编写的设计专篇与预评价报告存在部分重叠，且防护设计中仅讲述设计原则却无实际设计内容，对建设项目的指导意义有限^[10-11]。因此，加强职业病危害防护设施相关技术人员的培训成为当务之急。只有通过引入工业通风技术，结合职业病预防理论，培养一支熟悉一线防护需求并精通通风工程的设计队伍，在设计专篇中提供可行、可用、可落地的工程设计，真正实现“同时设计、同时施工、同时投入生产和使用”，才能从源头上预防职业病。

其次，推行“局部排风设施定期调试和检维修行动”。现行职业卫生管理制度中要求的职业病危害因素定期检测、职业病危害现状评价，更多关注于一段时间内（1 d或3 d）职业病危害因素的暴露情况以及职业卫生管理情况，而对长期运行的局部排风设施实际性能日常监测较少。如果用人单位在局部排风设施后期运行过程中，通过购买专业机构服务，对运行的通风设施开展定期调试，发现问题并改善通风设施的污染物控制效果，则可更有效改善作业环境。

推进此项行动，可产生的收益包括：（1）帮助用人单位及时发现不合理的设施问题。专业机构经过科学评估后，可准确定位出影响排风罩风量、控制风速、控制距离的因素，提出改进意见和改造方案为正确使用局部通风设施提供科学的数据支撑。（2）提高局部排风设施对劳动者的保护。排风设施作为贯穿整个工作期间的防护手段，一直伴随着劳动者工作的时时刻刻。对局部排风设施定期进行专业的调试可提高排风设施对工作场所环境中有害物质的捕集效率，有效改善工厂工作环境，对劳动者的身体健康和心理舒适度产生积极影响，从而提高劳动者的积极性。从长远来看，更是可以产生舆情效应，吸引更多人力向制造一线流动，缓解当下工厂招工难、社会就业难的困境。（3）有效改善排风系统能源利用率。排风罩设置不合理，对污染物捕集效率低，造成无效空气的流动，消耗能源却对改善场所工作环境作用不大。因此，通过正确地调试排风系统，提高污染物捕获效率，降低无效风流运动，可有效避免能源浪费，降低企业能源成本，助力国家“双碳”战略实施。