Воздух, который человек вдыхает в помещениях, содержит множество посторонних веществ. Степень его загрязненности зависит от различных факторов, включая удаленность от загруженных транспортных артерий и промышленных зон.
В некоторых помещениях допустимая степень загрязнения не приемлема, так как там требуется максимальная чистота воздушных потоков. Поэтому установка систем вентиляции и кондиционирования для таких чистых помещений является необходимым условием для создания подходящего микроклимата. Согласны с этим?
Из нашей статьи вы сможете узнать, что собой представляет вентиляция чистых помещений, какие существуют нормы температуры и влажности, а также другие важные параметры, которые помогают поддерживать оптимальный микроклимат.
Краткое содержание статьи
Что такое чистые помещения?
Чистое помещение определяется как комната определенной площади, в которой специальное оборудование поддерживает концентрацию аэрозольных частиц (такой как пыль, химические испарения, микроорганизмы) в воздухе в заданных пределах.
В таких помещениях количество загрязняющих веществ на стенах, потолке и в воздухе должно оставаться как можно меньшим.
Чистые помещения находят применение в таких областях, как микроэлектроника, космические технологии, производство тонких пленок и печатных схем — везде, где осуществляется борьба с загрязняющими элементами.
Эти специализированные помещения оборудуются следующими характеристиками:
- антистатическими полами;
- переходами;
- глухими переходными шлюзами;
- стенами из специальных панелей;
- потолками со встроенными системами освещения.
Максимальная чистота атмосферы в таких помещениях может быть достигнута только за счет вытеснения старого воздуха и поступления свежего, предварительно отфильтрованного и кондиционированного.
Чистые помещения необходимы для различных областей человеческой деятельности, включая медицину, фармацевтику, производство электроники и пищевая промышленность.
Нормы воздухообмена в чистых помещениях
С прогрессом новых технологий возросла потребность в чистых производственных помещениях. В промышленности становятся все более востребованными дорогостоящие и сложные материалы.
В таких условиях риск ошибки в производстве современных изделий из-за несоответствия условий окружающей среды и оборудования достаточно высок.
Для достижения стерильной атмосферы в операционных необходимо обеспечить вытеснение загрязненного воздуха за счет поступления свежего кондиционированного.
В мире неоспоримым стандартом, регулирующим нормы вентиляции чистых помещений, их проектирования, строительства и оснащения, а также аттестации и классификации, является серия стандартов ISO 14644 под общим названием «Чистые помещения и контролируемые среды», разработанная Международной организацией по стандартизации (ISO).
Эта категория включает девять различных документов.
Нормативы ISO 14644 «Чистые зоны и контролируемые среды».
| № документа | Краткое название |
| ISO 14644-1 | Классификация чистоты воздушных масс |
| ISO 14644-2 | Нормы контроля и мониторинга для подтверждения соответствия ISO 14644-1 |
| ISO 14644-3 | Методы тестирования |
| ISO 14644-4 | Проектирование, строительство, запуск в работу |
| ISO 14644-5 | Обслуживание |
| ISO 14644-6 | Определения и термины |
| ISO 14644-7 | Изолирующие конструкции (боксы, очищенные воздухом укрытия и т.д.) |
| ISO 14644-8 | Классификатор молекулярных загрязнений воздушных масс |
| ISO 14644-9 | Классификатор чистоты поверхностей по концентрации частиц |
В России применяются утвержденные стандарты ГОСТ Р ИСО 14644, которые представляют собой перевод международного стандарта ISO 14644 «Чистые помещения и контролируемые среды».
Разработка нормативной документации, определяющей российские стандарты, производилась Техническим комитетом по стандартизации ТК 184 «Обеспечение промышленной чистоты» и Ассоциацией инженеров по контролю микрозагрязнений (АСИНКОМ).
В зависимости от класса чистоты помещений и выполняемых в них технологических процессов предъявляются различные требования к оборудованию и системам воздухообмена.
Существует 9 классов чистых помещений, в которых допускается определенная концентрация пыли и микроорганизмов в воздухе в соответствии с нормами ГОСТ ИСО 14644-1-2000.
Таблица максимальных пределов концентрации частиц в помещениях по классам чистоты, установленных Международной организацией по стандартизации ISO.
Системы подготовки вентиляционного воздуха должны обеспечивать его чистоту по количеству аэрозольных частиц и, при необходимости, по уровню микроорганизмов в чистых зонах в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52249-2009 «Правила производства и контроля качества лекарственных средств».
Кроме того, они должны поддерживать перепад давления относительно окружающих помещений, имеющих более низкий класс чистоты.
Требуемые условия вентиляции
Для обеспечения воздухообмена в чистых помещениях измеряется скорость воздушных потоков в метрах в секунду. В особенно стерильных зонах фармацевтики установлен точный стандарт необходимой скорости вентилирования – 0,46 м/с с допустимым отклонением в 0,1 м/с (FDA, США).
Ограничения на скорость воздушных масс в других чистых помещениях обычно составляют от 0,35 до 0,52 м/с с допустимыми отклонениями до 20%.
На циркуляцию воздуха также существенно влияет наличие окон:
- в герметичном помещении без окон положительный поток воздуха должен превышать вытяжку на 20%;
- в помещениях с окнами эффективность воздухообмена должна быть выше вытяжки на 30%.
Только такая система вентиляции чистых зон помогает избежать попадания загрязняющих элементов и обеспечивает кружение воздушных масс.
Схема воздушной циркуляции в операционной комнате, соответствующая общепринятым стандартам, включает в себя диффузоры, воздуховоды, систему отопления и одноканальное устройство переменного объема.
При проектировании уделяется особое внимание способам подачи воздушных потоков для объектов специального назначения. Например, в чистых помещениях с классом чистоты от 1 до 6 используется оборудование для распределения воздуха, которое направляет потоки сверху вниз, создавая однородные и однонаправленные воздушные потоки низкой скорости от 0,2 до 0,45 м/с.
В зонах более низкого класса чистоты разрешается образовать не однонаправленный поток с помощью нескольких потолочных диффузоров.
Методы очистки воздуха
Можно выделить два основных типа чистых помещений, которые различаются между собой технологиями очистки воздуха:
- помещения с турбулентной вентиляцией;
- помещения с ламинарным потоком, направленным в одном направлении.
Второй тип позволяет достигать максимально высоких уровней чистоты, поскольку направленный поток быстрее и эффективнее удаляет загрязненный воздух из помещения.
При использовании турбулентной очистки, обработанные фильтрами потоки поступают через потолочные распределители. Чистый воздух, попадая в помещение, смешивается с уже существующей, загрязненной воздушной массой, что приводит к разбавлению загрязнений.
Часть вытесненного воздуха выводится через специальные решетки, расположенные внизу стен. За цикл работы такой вентиляционной системы загрязненный воздух может быть вытеснен до 20 раз в течение одного дня.
Если необходимо добиться ещё большей степени чистоты воздуха, предпочтение отдается вентилированию с направленным потоком. Суть ламинарной вентиляции заключается в установке эффективных фильтров для подачи воздушного потока.
Свежий воздух, поступающий в помещение, движется в одном направлении (сверху вниз), при этом мелкие частицы загрязнения задерживаются и удаляются через пол. Обычно этот процесс проходит при скорости воздушного потока до 0,4 м/с.
Оборудование для вентиляционных систем
Для выбора подходящего оборудования для вентиляции в чистых помещениях важно понимать задачи, которые оно должно решать.
Схема фильтров различных классов очистки, используемая для организации вентиляции в чистых помещениях, наглядно демонстрирует процесс очистки воздуха, который попадает с однонаправленным потоком.
Воздухообмен в чистых помещениях направлен не на удаление загрязняющих частиц, а на предотвращение их попадания внутрь.
Необходимыми компонентами для эффективной работы систем будут:
- Фильтровентиляционные модули. Эти элементы систем предназначены для очистки воздуха от загрязнителей и включены фильтры HEPA и ULPA, обеспечивающие необходимую степень чистоты в соответствии с классификацией.
- Воздухораспределительные устройства. Это оборудование для очистки от загрязнений, вентиляции и кондиционирования в условиях чистых зон.
- Системы вентиляции и кондиционирования. Всеобъемлющие установки для подготовки воздушных потоков в чистых помещениях, включающие очистку, регулирование температуры, влажности и давления. Обычно они работают бесшумно и могут автоматически настраивать параметры регулировки.
Ключевым моментом для стабильной работы установки является качественное проектирование и корректная установка оборудования.
Пользователи и сотрудники не сталкиваются с трудностями в эксплуатации системы в дальнейшем.
Принципы функционирования системы
Система вентиляции для чистых помещений работает эффективно, обеспечивая соблюдение необходимых стандартов благодаря слаженной работе всех ее компонентов.
Прежде чем воздух попадет внутрь, он проходит четыре уровня фильтрации, очищая воздушный поток от различных загрязнителей.
Здесь создается ламинарный поток, который обеспечивает направленное движение очищенного воздуха, вытесняя аэрозоли из пространства.
Воздухообмен в операционных комнатах, оформленных согласно действующим нормам и стандартам, включает в себя множество инструментов.
Наиболее важным элементом всей вентиляционной системы является центральная система кондиционирования, адаптированная под требования чистых помещений. Большинство процессов подготовки и очистки воздуха осуществляется именно здесь.
Управление и поддержание стабильных показателей чистоты обеспечивается автоматическими системами и диспетчеризацией, содержащими множество датчиков для мониторинга и системы дистанционного управления.
После запуска системы сотрудники следят за состоянием всех её компонентов, а в случае обнаружения любых неисправностей программное обеспечение немедленно уведомит об этом.
Особенности проектирования вентиляционных систем
Проектирование и установка вентиляционных и кондиционирующих систем в чистых помещениях требуют опыта работы с специализированным оборудованием и знания норм, предъявляемых к таким зонам.
Существует три основных схемы организации воздухообмена в чистых зонах:
- параллельное движение воздушных потоков;
- беспорядочное движение – свежий воздух поступает с разных направлений;
- смешаная подача – применяется в больших помещениях, когда в одной части воздух движется параллельно, а в другой – беспорядочно.
Выбор подходящей схемы вентиляции зависит от размеров помещения и расположения рабочей зоны. Оптимальным считается система с направленным потоком свежего воздуха.
Схема вентиляционных решеток в стерильных помещениях проектируется в соответствии с требованиями чистоты и назначения.
Часто в чистых помещениях используется приточно-вытяжная вентиляция, которая состоит в следующем: поток свежего воздуха подается сверху с определенной скоростью и давлением, выталкивая загрязненные массы вниз к приточному отверстию.
Охлажденный воздух поступает в верхнюю часть помещения через потолочные панели и равномерно распределяется, вытягивая пыль вниз и минимизируя раздражение.
При такой вентиляции не образуются сквозняки и пылевые вихри. Более того, свежий воздух заранее подготавливается и подается в нужной температуре и влажности.
Распространенные схемы вентиляции
Одной из важнейших задач при проектировании системы вентиляции является точное распределение воздушных потоков.
Современные проектировщики применяют несколько проверенных решений для размещения оборудования для распределения воздуха, выбор которых зависит от назначения.
В чистых помещениях следует обеспечить защиту дверных проемов от попадания загрязненного воздуха.
Рассмотрим наиболее популярные и проверенные схемы организации вентиляции операционной:
- подача воздуха в одном направлении через наклонную решетку;
- с использованием потолочных диффузоров организуется многопоточный приток;
- воздушный поток поступает через перфорированные потолочные панели с вертикальным направлением;
- воздушная масса подается через распределитель, создавая ламинарный поток в рабочей области;
- не однонаправленная воздушная смесь поступает через кольцевые воздуховоды.
Вытяжная система вентиляции в операционных осуществляется через установку вытяжных вентиляторов и настенных решеток с обратным клапаном.
Стандартом для организации ламинарного потока является использование потолочных сетчатых распределителей воздуха.
Например, ламинарный потолок 1,8 на 2,4 м в операционной площадью 40 м² позволяет получить 25-кратный воздухообмен при скорости потока 0,2 м/с.
Эти показатели достаточны для компенсации тепловых излишков от числа сотрудников и функционирования оборудования.
Установка вентиляционных систем
Процесс монтажа вентиляционных систем для чистых помещений требует особого внимания к высоким стандартам, зависящим от особенностей проводимых технологических процессов и специфики микроклимата.
Специалисты отвечают за установку и наладку оборудования, обеспечивающего правильный воздухообмен в производственных чистых помещениях.
Монтажникам необходимо помнить, что воздуховоды для чистых зон требуют предварительной подготовки перед установкой.
Рассмотрим ключевые этапы:
- На этапе подготовки детали воздуховодов помещаются в чистый участок. Перед установкой они проходят предварительную обработку, чтобы удалить загрязнения, появившиеся в процессе производства и транспортировки.
- После этого внутренние поверхности должны быть промыты водой и высушены в чистой зоне. После визуальной проверки детали, в зависимости от степени загрязненности, могут потребовать вторичной мойки и сушки или сразу направляться на антисептическую обработку.
- После окончательной обработки желательно минимизировать контакт с очищенными элементами и воздухом. Для этого рекомендуется обернуть их накладками из полимерной пленки. Затем комплектующие хранятся на складе с контролируемыми параметрами чистоты.
- Чистые детали и воздуховоды поступают на участок монтажа незадолго до установки. Защитные пленки удаляются непосредственно перед соединением, при этом нельзя допускать контакта с инструментами или открытыми кожными участками. При приостановке монтажа или временном перерыве следует временно герметизировать открытые концы и стыки.
На всех этапах установки необходимо следить за минимизацией возможных загрязнений внутренних поверхностей.
Выводы и полезное видео по теме
В данном видео подробно рассматривается, как осуществляется вентиляция в чистых помещениях производственного назначения:
В этом видеоролике обсуждается процесс настройки вентиляции в операционных:
Проектирование и установка вентиляционных и кондиционирующих систем для чистых помещений – это трудоемкий процесс, требующий специальных знаний, норм и правил воздухообмена, а также навыков работы с воздухораспределительными устройствами.
Поэтому для проектирования и монтажа вентиляции в таких объектах настоятельно рекомендуется обращаться к квалифицированным специалистам.
Если у вас есть вопросы по статье или вы можете дополнить нашу информацию ценными сведениями о вентиляции в чистых помещениях, пожалуйста, оставляйте свои комментарии и делитесь опытом — блок для связи находится ниже статьи.
