Вентиляция чистых помещений
Чистые помещения – это не цеха, где только что закончилась генеральная уборка. Под чистотой здесь подразумевается наличие любо, но главным образом, мелкодисперсной пыли на 1 дм3 пространства. Фактически это требование актуально только для некоторых сфер, связанных со здравоохранением, а также для высокотехнологичных отраслей:
- для производства микросхем;
- для проведения различных НИОКР в сфере микробиологии, химии и физики;
- для осуществления некоторых видов лечения (в том числе, посредством операционного вмешательства);
- для фармацевтики;
- и даже для приготовления некоторых видов продуктов питания (например, для производства консервов).
Чистыми являются помещения, в котором количество бактерий, а также аэрозольных и пылевых частиц в воздухе не превышает установленный законом уровень. В России ГОСТ ИСО 14644-1-2000 выделяет 9 уровней чистоты помещений. В основе ГОСТа лежит международный стандарт ИСО 14644-1-99 «Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды»:
Сделать таблицу из ворд файла
В обычном воздухе во взвешенном состоянии присутствует огромное количество самых разных субстанций. Это:
- частицы дыма и смога;
- пыль;
- цветочная пыльца;
- вирусы;
- споры грибков.
Количество таких частиц в воздухе строго регламентировано, а кое-каких производствах (например, при производстве микрочипов) – и вовсе недопустимо. Поэтому во всех перечисленных отраслях система вентиляции, обеспечивающая создание чистой воздушной среды, — это обязательная, и при том крайне дорогостоящая часть производственного комплекса.
Особенности проектирования вентсистем для чистых помещений
Здесь требуются компетенции и опыт работы с соответствующим оборудованием. Кроме того, от исполнителей требуется владение информацией об обязательных требованиях и законодательных нормах, которые применяются во время процедуры сертификации чистого помещения. (Именно поэтому стоимость часа работы таких специалистов-исполнителей крайне высока).
Выделяют 3 схемы организации таких специализированных вентсистем:
- при параллельном движении воздушных потоков;
- с подачей воздуха в разные стороны;
- при наличии разнонаправленных потоков (часть потоков в чистой комнате может иметь упорядоченное направление, а часть – хаотичное).
Самой часто реализуемой является схема с однонаправленным вектором движения потока. Применяться в данном случае может только приточно-вытяжная система вентиляции (включающая температурную и влажностную подготовку воздушной среды). Готовый свежий, очищенный воздух нагнетается сверху и вытесняет частично использованный (или загрязненный) воздух к вытяжке, воздухозаборники которой располагаются внизу, у пола.
Скорость подачи относительно не высока, чтобы не интенсифицировать масштабных турбулентностей в комнате. В задачу приточной системы входит сделать так, чтобы свежий воздух, обтекая предметы в помещении, опускал взвешенную в атмосфере пыль к полу, но при этом не способствовал созданию новых ее объемов. Поэтому подача новых объемов воздушных масс производится очень аккуратно, чтобы не образовывалось мини-вихрей и сквозняков.
Вентиляционная установка должна быть исключительно приточно-вытяжной и иметь в составе блок кондиционирования с рециркуляцией. Такой комплекс подготовки воздуха состоит из следующих элементов:
- блок фильтрации;
- блок увлажнения;
- теплообменный (рекуперационный) блок;
- вентиляторы.
Фильтры состоят из 3 групп. Они очищают проходящий через них воздух последовательно:
- первая ступень – фильтрующие элементы грубой очистки – в их задачу входит удаление из воздуха загрязнителей с размерами частиц, больше 1000 микрон;
- вторая ступень – фильтрующие элементы тонкой очистки – удаляют частицы и микроорганизмы, размер которых превышает 100-150 микрон (бактерии и мелкодисперсная пыль);
- третья ступень — микрофильтри HEPA и ULPA абсолютной очистки — удаляет 99,999995% микроорганизмов; размер частиц, которые улавливаются данными сверхтонкими фильтрами, начинается от 1-3 микрон.
Первые две ступени располагаются в центральном кондиционере, а третья ступень – в воздуховодах и на распределительных решетках. Число решеток и отдушин зависит от:
- объема помещения;
- его площади;
- нагнетаемого давления;
- размещения предметов мебели;
- а также от индивидуальных характеристик воздухозаборников.
При проектировании вытяжки в следует учитывать:
- Необходимость поддержания избыточного давления чистого воздуха с перепадом, не менее 10 Па (при закрытых дверях, разумеется). Это нужно для того, чтобы пыль, находящаяся снаружи, не засасывалась внутрь.
- В случае, если высота потолков превышает 2,7 м, то разумнее организовать локальные вентиляции каждой рабочей зоны идивидуально.
- Если помещение имеет длину, более 4,5 м, то вытяжные решетки должны устанавливаться на стенах на высоте 0,6-0,9 м от поверхности пола. Тогда струя свежего воздуха будет гнать использованную атмосферу от центра помещения к периферии.
- Чистые помещения не должны располагаться в окружении «грязных цехов».
- При возведении помещений, которые в дальнейшем предполагается сертифицировать на «чистоту», необходимо использовать только экологически чистые материалы. Кроме того, конструкционно все элементы должны обеспечивать герметичность внутреннего пространства для поддержания автономного микроклимата.
- Следует оборудовать такие помещения CAV-регуляторами, которые подают новые объемы свежего воздуха порционно.
Вот самые оптимальные и популярные специализированные вентсистемы:
- С однонаправленным потоком.
- С разнонаправленными потоками, нагнетаемыми в помещение через потолочный диффузор.
- С однонаправленным потоком, который проникает в комнату через потолочную перфорированную панель.
- Индивидуальная система распределения очищенного воздуха.
- С противоположно направленными потоками (схема реализуется с помощью кольцевых воздушных шлангов).
Специфика требований к системам вентиляции чистых помещений
К вентиляционным комплексам предъявляются следующие требования:
- Сокращение объемов механических и биологических примесей, содержащихся в подаваемом воздухе:
- фильтрация бактерий и любых других микроорганизмов;
- фильтрация мелкодисперсных пылевых загрязнителей;
- препятствие проникновению в чистые помещения загрязненных воздушных масс из других помещений.
- Обеспечение точных уровней таких параметров подготавливаемого воздуха, как:
- температура;
- влажность;
- давление.
- Снятие и препятствие накоплению статического электричества.
Также вентиляционная система чистых помещений должна препятствовать возникновению таких эффектов, как:
- образование турбулентных завихрений в пространстве чистого помещения;
- скапливание пыли в отдельных местах чистого помещения;
- изменение температурных и влажностных показателей воздушной среды в связи с изменением давления;
- препятствие дифференциации физических характеристик воздуха в разных частях одного и того же помещения.
Особенности воздухообмена в условиях чистых помещений
Четкий, строгий уровень допустимой скорости воздушного потока нормативно закреплен только для стерильных помещений в фармацевтической отрасли. Этот показатель (по нормам FDA, США) составляет 0,46 м/с ±0,1 м/с. Однако различные рекомендуемые нормы подвижности воздушной среды присутствуют в стандартах многих стран (они находятся в диапазоне от 0,35 до 0,52 м/с±20%).
На особенность настройки приточно-вытяжной системы в чистых помещениях влияет наличие окон. Если их нет, то производительность притока должна быть на 10% выше, чем мощность вытяжки, а если окна есть, — то на 20%.
Схемы монтажа вентиляции в чистых помещениях
Главное здесь – это грамотно спроектировать движение потоков внутри чистого помещения. Воздухораспределительные устройства при этом могут быть размещены по нескольким схемам, которые зависят от функционального предназначения помещений, технологических процессов, которые в них протекают, а также от выбранной комплектации оборудования.
- Схема однонаправленного потока реализуется с помощью одной наклонной решетки.
- Если предполагается организовать многопоточную схему распределения воздушных потоков, то применяют потолочный диффузор.
- В операционных часто устанавливают перфорированную потолочную модель, которая образует вертикальный воздушный поток.
- При индивидуальной подаче воздуха из потолочного распределителя в рабочую зону формируется однонаправленный поток воздуха.