Без чистых помещений невозможно представить производство электронных микросхем, фармацевтическую промышленность, эффективное лечение больных, проведение исследований в разных отраслях медицины и приготовление пищи. Чистым считается помещение, в котором количество аэрозольных частиц и число бактерий в воздухе поддерживается допустимого уровня. Существует девять классов чистых помещений в зависимости от концентрации пыли и бактерий в воздухе. Они закреплены в ГОСТе ИСО 14644-1-2000, в основе которого лежит международный стандарт ИСО 14644-1-99 «Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды».

В составе обычного воздуха (которым мы дышим в повседневной жизни) находится большое количество примесей (смог, пыль, пыльца цветов, вирусы, грибки). Перечисленные примеси неприемлемы для чистых комнат, так как они отрицательно сказываются на проведении работы. Поэтому создание систем вентиляции и кондиционирования в чистых помещениях является обязательной составляющей обеспечения подходящего микроклимата.

Особенности проектирования системы вентиляции чистых помещений

Проектирование и монтаж систем вентиляции и кондиционирования чистых помещений требует навыков в работе со спецоборудованием, а также знаний норм и требований, предъявляемых к чистым помещениям.

Существует три схемы организации воздухообмена в чистых помещениях:

• все потоки воздуха движутся параллельно;
• неупорядоченное направление - подача чистого воздуха происходит в разные стороны;
• смешанное направление - наблюдается в больших комнатах, когда в одной части воздух движется параллельно, а в другой части - неупорядоченно.

В зависимости от размеров комнаты и места расположения рабочей зоны выбирают оптимальный проект системы вентиляции, но наиболее оптимальным решением является вентиляция с однонаправленным потоком чистого воздуха.

Для чистых помещений применяется исключительно приточно-вытяжная система вентиляции и кондиционирования. Ее суть заключается в следующем: сверху под давлением с определенной скоростью поддается поток чистого воздуха, который «выдавливает» загрязненный воздух, находящийся в помещении, вниз к воздухозаборникам.

Охлажденный воздух поддается с невысокой скоростью, как правило, в верхнюю часть помещения (примерно на 1/4 объема комнаты) через потолочные панели. Он будто обтекает пространство, опуская пыль вниз, к вытяжке, при этом создается минимальный уровень раздражения. При такой вентиляции не появляются сквозняки, вихри пыли, осевшей на пол. Кроме того, подаваемый воздух предварительно подготавливается до требуемой температуры и влажности.

Основой системы вентиляции и кондиционирования служит приточно-вытяжная установка с рециркуляцией, состоящая из следующих элементов:

1. корпус;
2. фильтры;
3. увлажнитель воздуха;
4. теплообменники;
5. вентиляторы.

   Общая схема системы вентиляции чистых помещений.
   

Особые требования предъявляют к фильтрам. Фильтрационная система состоит из трех групп фильтров, через которые последовательно проходит поток воздуха:

• фильтр грубой очистки (первая степень фильтрации) - удаляет из воздуха механические загрязнения;
• фильтр тонкой очистки (вторая степень фильтрации) - удаляет бактерии и другие микроорганизмы;
• микрофильтр HEPA и ULPA с абсолютной очисткой (удаляет 99,999995% микроорганизмов).
  

Фильтры грубой и тонкой очистки располагаются в центральном кондиционере, а фильтры HEPA и ULPA - непосредственно в воздухораспределителях.

Фильтры HEPA и ULPA

В зависимости от размеров помещения, давления воздуха, способа размещения мебели определяется количество и характеристики воздухозаборников и воздухораспределителей.

Существует ряд правил, которые нужно учитывать в ходе проектирования вытяжной вентиляции чистых помещений:

1. Необходимо поддерживать положительный дисбаланс давления воздуха в чистых помещениях. Перепад давления должен составлять не менее 10 Па при закрытых дверях.
2. На этапе проектирования важно учесть высоту потолков. Если они выше 2,7 м, то более рационально использовать способ локальной вентиляции рабочего места. В этом случае поток чистого воздуха поступает непосредственно в то место, где человек работает.
3. Для помещений длиной до 4,5 м вместо фальшпола устанавливаются настенные решетки на высоте от 0,6 м до 0,9 м . Направленная струя воздуха обволакивает комнату и движется к решеткам, постепенно вытесняя загрязненный воздух.
4. «Чистые» комнаты следует располагать около тех помещений, в которых уровень чистоты максимально высокий.
5. Для строительства чистых помещений используются исключительно экологические материалы с высокой герметичностью, что позволит поддерживать стабильную циркуляцию воздуха.
6. В чистых помещениях нужно применять HEPA-фильтры и CAV-регуляторы: первые обеспечивают высокое качество очистки подаваемого воздуха, а вторые определяют порционность его подачи.

Ниже представлены наиболее оптимальные системы вентиляции и кондиционирования чистых помещений.

А) Однонаправленный поток поддается через вентиляционную решетку.

Б) Воздух поддается в разные стороны за счет диффузоров, расположенных на потолке.

В) Однонаправленный поток поступает в комнату за счет перфорированной панели на потолке.

Г) Воздух подается непосредственно на рабочую зону через воздухораспределитель, расположен на потолке.

Д) Поток чистого воздуха движется в противоположных направлениях за счет оборудования кольцевых воздушных шлангов.

Требования к вентиляции чистых помещений

К системам вентиляции для чистых помещений предъявляются такие требования:

• Уменьшение количества вредных примесей и бактерий, что включает в себя ряд таких действий: удаление загрязненного и подача чистого воздуха, ограждение рабочего места от вредных примесей и микроорганизмов, блокирование поступления воздуха из других помещений.
• Обеспечение таких параметров воздуха: температура, подвижность, влажность, концентрация вредных примесей.
• Препятствие накоплению статического электричества.

Кроме того, система вентиляции чистых помещений направлена на «блокирование» появления таких эффектов:

• периодические турбулентные завихрения;
• образование пыли на некоторых участках;
• отклонение показателей температуры от нормы;
• разный уровень влажности на разных участках обслуживаемого помещения.

Требования к воздухообмену

Воздухообмен в комнате определяется через подвижность воздуха, которая измеряется в м/с. Только для стерильных помещений в фармацевтической промышленности закреплено четкое определение необходимого воздухообмена - 0,46 м/с ±0,1 м/с (FDA, США). Рекомендуемые нормы подвижности воздуха для чистых помещений колеблются от 0,35 до 0,52 м/с±20%.

Также на воздухообмен влияет наличие окон. Так, в герметичном помещении без окон производительность воздуха должна быть на 20% выше, чем вытяжка, а в комнате с окнами - на 20%.

Для объектов здравоохранения, научных центров, а также предприятий по выпуску микроэлектроники и медикаментов подходят вентиляционные системы, которые предназначены для «чистых помещений».

Концепция «чистой комнаты»

«Чистым» считается помещение со всеми относящимися к нему структурами, в которых концентрация микроорганизмов и частиц в воздухе поддерживается на том уровне, который определен СНиП 41-01-2003(8) и ГОСТ ИСО 14644-1-2002. Свои классы чистоты и санитарные нормы также имеются в США и странах ЕС.

В зависимости от числа взвешенных частиц размером от 0,1-5,0 мкм на 1 м 3 в чистом помещении, установлено 9 классов стерильности.

Например, класс 5 iso имеет 2 подвида:

• «А» – ПДК микроорганизмов максимум 1/м 3 ;
• «В» – ПДК микроорганизмов не выше 5/м 3 .

Для чистых помещений применяется соответствующая категория iso и одно из этих состояний: «оснащенное», «построенное» или «эксплуатируемое».

Приборы для создания «чистого» обмена воздухом

Организация систем кондиционирования и обдувания – это трудоемкий процесс, который требует специализированных знаний, наличия определенных инструментов и специфических инженерных решений.

Воздушные потоки в такое помещение должны подаваться уже отфильтрованными от микроорганизмов, бактерий и загрязнений, поэтому одна из главных ролей в создании благоприятной микросреды в чистых комнатах отведена системе очистки приточного воздуха. Ходовой системой фильтрации считается монтаж после нагнетающего вентилятора нескольких групп очистительных элементов:

1. Грубая очистка от загрязнений механического характера;
2. Тонкая очистка и антибактериальная фильтрация;
3. Абсолютная очистка приточных воздушных масс.

Помимо фильтрующих устройств в вентилировании чистых комнат задействованы: воздухозаборные и воздухораспределительные агрегаты, шлюзы, приспособления автоматического поддержания требуемой температуры и влажности, вентиляторы, а также запорные и регулирующие приборы. Выбор определенного набора оборудования зависит, в первую очередь, от назначения чистых помещений и необходимого для работы этого объекта класса чистоты воздушных масс.

В процессе разработки систем проветривания чистых помещений большое внимание следует уделять конструкции и материалу изготовления труб и фильтровальных камер, которые нужно систематически обрабатывать с целью антимикробной профилактики.

Особенности воздухообмена

Чтобы поддерживать чистоту воздуха в помещениях надо применять вентиляцию с чрезмерным объемом притока, по сравнению с вытяжной установкой в прилегающих к ней кабинетах.

• Если в комнате отсутствуют окна, то преобладание притока над вытяжкой должно достигать 20%;
• Если в помещении имеются окна, которые допускают инфильтрацию, то работоспособность воздухоснабжения обязана быть выше вытяжки примерно на 30%.

Подобная система обмена воздуха не допускает проникновения в помещение загрязнений и способствует движению воздуха из чистого кабинета в смежные с ним комнаты. Большое внимание уделяется вариантам впуска воздушных потоков в чистые помещения и зависит, как правило, от их назначения.

Поступление воздуха в помещения с классом чистоты 1-6 обеспечивают воздухораспределительные аппараты, равномерно направляющие воздушные массы скоростью от 0,2 до 0,45 м/с. В кабинетах с более низким уровнем чистоты разрешается создание не однонаправленного потока, для этого эксплуатируются потолочные диффузоры. Кратность воздухообмена в чистых помещениях составляет 25-60 раз в 60 минут.

Часто используемые схемы

При разработке воздуховодов одной из наиболее острых проблем считается грамотное устройство воздушных потоков. В настоящее время чаще всего эксплуатируются 5 способов расположения воздухораспределительных девайсов, выбор которых напрямую зависит от назначения чистых помещений. Рассмотрим эти схемы:

• Однонаправленный приток воздуха осуществляется посредством наклонной вентиляционной решетки;
• Не однонаправленный приток воздушных масс выполняется за счет применения потолочных диффузоров;
• Подача приточного воздуха в операционную производится через перфорированный потолочный блок с созданием однонаправленного потока воздушной смеси;
• Поступление приточного воздуха происходит благодаря потолочному воздухораспределителю, создающему однонаправленный поток воздуха в рабочую зону;
• Подача не однонаправленного воздуха совершается с помощью кольцевого воздушного шланга.

Вытяжное обдувание операционных осуществляется за счет вытяжных вентиляторов и приточных решеток, оснащенных обратными клапанами.

Практика показала, что лучшим приспособлением для создания однонаправленного потока воздуха в операционной являются потолочные сетчатые распределители воздуха. К примеру, ламинарный потолок размером 1,8х2,4 метра в операционной, площадь которого достигает 40 м 2 , позволит организовать 25-кратный обмен воздуха при скорости выхода воздушных масс из прибора 0,2 м/с. Этих показателей хватит для ассимиляции избытков тепла от функционирования техники и количества медработников в операционной.

Разработка вентиляционных и кондиционирующих систем в чистых помещениях – это сложный процесс, который требует, чтобы человек разбирался в процессах воздухообмена и тонкостях применения воздухораспределительных агрегатов. Именно по этой причине для сборки всей конструкции на таких объектах необходимо обращаться только к мастерам своего дела.

Вентиляция чистых помещений является одной из важнейших задач поддержания рабочей среды. Почему же вентиляция играет такую большую роль? Именно очистка воздуха позволяет регулировать состояние помещения, нормы которого прописаны в ГОСТе. Существует несколько критериев, по которым помещение относят к одному из девяти классов чистоты, каждый из которых характеризуется степенью очистки воздуха от примесей. Поэтому в технологически чистых помещениях должна применяться вентиляция на нескольких уровнях.

Каким должен быть воздух в чистом помещении?

Пыль и бактерии содержатся в любом воздухе в виде аэрозольных частиц. Вентиляция чистых помещений позволяет поддерживать максимально разрешенное количество пыли и бактерий для данного класса помещений.

Сквозняк, сухость воздуха или его повышенная влажность - враги чистого помещения. Поэтому система вентиляции регулирует состояние воздуха, создавая оптимальные условия для работы в этой среде.

Подача воздуха регулируется автоматикой, а значит перепадов давления, вызванных переходом воздуха из одного помещения в другое, быть не должно. Таким образом, стерильность и герметичность помещений поддерживается автоматически.

Система очистки воздуха в чистых помещениях - это сложная автоматизированная группа фильтров. Фильтры воздуха чистых помещений делятся на фильтры грубой очистки, тонкой очистки и микрофильтры.

Воздух проходит фильтрацию от грубых частиц, тонкую очистку, а потом сверхтонкую очистку в микрофильтрах. Таким образом, в комнату попадает только воздух, отвечающий нормативам ГОСТа, а значит избавленный от пыли и микроорганизмов на 99,9%.

Каков механизм вентиляции и воздухообмена?

В любой комнате рано или поздно скапливаются посторонние примеси в виде аэрозольных частиц. Свежая порция очищенного воздуха поступает в помещение таким образом, что поток свежего воздуха вытесняет примеси. Это называется ламинарным потоком, так как он направлен в одну сторону. Несколько таких потоков создают воздухообмен в комнате. Они направлены либо параллельно друг другу, либо, как это часто бывает в больших помещениях, в разные стороны, чтобы потоки не пересекались. В больших комнатах потоки регулируют так, чтобы воздух поступал непосредственно в рабочую зону. Воздухозаборники находятся ниже, «грязный» воздух благодаря созданной вентиляции движется к ним.

Приточно-вытяжная вентиляционная система чистых помещений включает в себя также теплообменные установки и увлажнитель воздуха. Они создают такой микроклимат, который является комфортным для человека и поддерживает оптимальную рабочую среду.

Вентиляция позволяет сохранять постоянные значения температуры, влажности, избавляет от пыли и от большинства микроорганизмов.

Навигация по тексту:

Вентиляция в таких комнатах, как операционная, необходима для поддержания санитарно-гигиенических условий. Чистые помещения – это такая среда, где отсутствуют микроорганизмы и вредные вещества, пагубно влияющие на здоровье человека. Именно в таких условиях изготавливают лекарственные средства, оперируют и лечат больных, переливают кровь, производят часы и оптику, собирают микроэлектронику, занимаются обработкой еды. Обеспечение и поддержание санитарно-гигиенических условий, а также контролируемого климата в таких помещениях играют особо важную роль. Благоприятный микроклимат осуществляется с помощью вентиляционных систем. При этом вентиляция в чистых помещениях не должна быть стандартной. Выбор такого климатического устройства зависит от функциональной нагрузки, размера и класса чистоты. Последнее представляет собой определенные требования по уровню содержания частиц и примесей в воздухе.

Чистые помещения разделяются на три класса, различающиеся по количеству микроорганизмов на единицу объема:

Вентиляция в чистых помещениях уменьшает распространение микроорганизмов, подает чистый воздух, предотвращает поступление загрязненного воздуха, контролирует уровень температуры и влажности. Наиболее эффективной системой раздачи воздуха считается устройство фильтров по всему периметру площади потолка. Как правило, чистые помещения делят на четыре основных вида, в каждом из которых по-разному осуществляется поток воздуха:

• Чистое помещение с многонаправленным потоком воздуха. Этого можно добиться с помощью обычной вентиляции, которая отличается классическим методом подачи через распределители воздуха.
• Чистое помещение с однонаправленным потоком воздуха. Этот вид предполагает подачу чистого воздуха с помощью системы фильтров с сохранением направления движения. Такой поток также называют «ламинарным», при котором обеспечивается большое значение воздухообменов с малой скоростью (0,3 м/сек через всю зону).
• Чистое помещение со смешанным потоком. В местах, где продукт подвергается загрязнению, устанавливается лабораторный шкаф с однонаправленным потоком.

Системы приточной и вытяжной вентиляции чистого помещения

К чистым помещениям относятся те, где собирают микроэлектронику, изготавливают лекарства, производят часы. В этих помещениях микроклимат должен быть стабильным
Приточная вентиляция чистого помещения осуществляет подачу чистого воздуха в помещение с заданными параметрами для благоприятного микроклимата. Такая система вентиляции обрабатывает и очищает воздух перед подачей, регулирует уровень влажности и температуры. Вытяжная вентиляция чистого помещения удаляет загрязненный воздух, обеспечивает необходимую кратность воздухообмена, поддерживает в определенных местах помещения отрицательное давление.

Специалисты нашей компании «Вент-м» имеют необходимые знания и практические навыки для работ по установке вентиляции в чистых помещениях. Учитывая все особенности таких помещений, они выбирают определенный вид устройства и устанавливают его на высоком уровне качества.