Ventilația încăperilor curate: reguli de proiectare și instalare a sistemelor de ventilație

În compoziția aerului pe care omul îl inhalează în interiorul clădirilor, se conțin multe impurități. Nivelul concentrației de poluare a acestuia depinde în mare măsură de diverse circumstanțe, printre care distanța față de magistralele auto intensive și obiectele industriale.

Există încăperi în care această situație este inadmisibilă, deoarece, datorită specificului lor, este necesară o puritate maximă a circulației fluxurilor de aer. Prin urmare, amenajarea sistemelor de ventilație a încăperilor curate și de climatizare a aerului este o componentă obligatorie pentru asigurarea unui microclimat adecvat în acestea. Sunteți de acord?

Din materialul nostru veți afla ce este ventilarea încăperilor curate, normele de umiditate, regimul de temperatură și alți parametri care influențează menținerea unui microclimat optim.

Ce sunt încăperile curate?

Definiția încăperii curate presupune o cameră de o anumită suprafață, în care, cu ajutorul unui echipament special, se menține, în limite stabilite, concentrația particulelor de aerosoli (praf, vapori chimici, microorganisme) în aer.

Într-o astfel de încăpere, cantitatea de particule poluante de pe suprafața pereților, a tavanului și din aer trebuie menținută la un nivel minim.

Încăperile curate sunt utilizate în microelectronică, tehnologii spațiale, producția de pelicule subțiri, fabricarea circuitelor imprimate – peste tot unde este necesară eliminarea elementelor poluante.

Aceste încăperi speciale sunt dotate cu următoarele componente:

• pardoseală antistatică;
• deschideri de ferestre de transfer;
• sasuri de trecere;
• panouri de perete de construcție oarbă;
• tavane cu iluminare încorporată.

O atmosferă extrem de curată în astfel de camere poate fi atinsă printr-un singur mod – înlocuirea maselor de aer existente și aportul de aer proaspăt filtrat și climatizat.

Încăperile curate sunt necesare pentru astfel de domenii de activitate umană precum medicina, farmaceutica, fabricarea diferitelor dispozitive electronice și producția alimentară.

Norme de schimb de aer în încăperile curate

Odată cu dezvoltarea celor mai noi tehnologii, nevoia de încăperi de producție curate a crescut. În industrie se utilizează materiale din ce în ce mai costisitoare și mai complexe.

În aceste condiții, costul unei erori în producția modernă din cauza nepotrivirii mediului industrial și a echipamentelor locurilor de muncă este foarte ridicat.

În sala de operație, atingerea unei atmosfere sterile se poate face doar printr-o singură metodă – împingerea maselor de aer interioare prin fluxul de aer proaspăt condiționat.

La nivel mondial, documentul universal recunoscut care stabilește normele de ventilație pentru camerele curate, proiectarea, construcția, dotarea și certificarea, precum și împărțirea lor în clase speciale de curățenie, este seria de standarde ISO 14644, având denumirea generală «Camere curate și medii de control asociate», elaborată de Organizația Internațională de Standardizare (ISO).

În această categorie de normative intră 9 documente de reglementare.

Normativele ISO 14644 «Zone curate și medii controlate asociate».

În Rusia se utilizează o selecție aprobată de standarde GOST R ISO 14644, care reprezintă o traducere a normei internaționale ISO 14644 «Camere curate și medii controlate asociate».

Documentația care reglementează standardele rusești a fost elaborată de Comitetul Tehnic de Standardizare TC 184 «Asigurarea curățeniei industriale» și de instituția publică Asociația Inginerilor pentru Controlul Microcontaminărilor (ASINCOM).

În funcție de clasa de curățenie a încăperii industriale și de procesele tehnice desfășurate în ea, se impun norme diferite pentru dotarea și echiparea schimbului de aer.

Există 9 clase de încăperi în care se permite o concentrație definită de praf și microorganisme în aer, conform normelor GOST ISO 14644-1-2000.

Tabelul limitelor maxime de concentrare a particulelor în încăperi conform claselor de puritate adoptate de Organizația Internațională de Standardizare ISO

Sistemele de preparare a aerului de ventilație trebuie să asigure puritatea acestuia în ceea ce privește numărul de particule de aerosoli și, dacă este necesar, prezența microorganismelor în zonele curate, conform cerințelor standardului GOST R 52249-2009 «Reguli de producere și control al calității medicamentelor».

În plus, acestea trebuie să mențină o diferență de presiune față de încăperile înconjurătoare cu o clasă de puritate mai scăzută.

Condițiile necesare de ventilație

Pentru realizarea schimbului de aer în încăperile curate se măsoară mobilitatea fluxurilor de aer în m/s. În camerele deosebit de sterile din domeniul farmaceutic s-a stabilit o definiție exactă a ventilației necesare – 0,46 m/s ± 0,1 m/s (FDA, SUA).

Normele limită de mobilitate a maselor de aer în alte camere curate sunt, de regulă, cuprinse între 0,35 și 0,52 m/s ± 20%.

Circulația aerului este influențată semnificativ și de prezența deschiderilor de ferestre:

• într-o încăpere etanșă fără ferestre, aportul de aer trebuie să domine cu 20% față de extracție;
• în încăperile cu ferestre, debitul de schimb de aer trebuie să fie cu 30% mai mare decât extracția.

Numai un astfel de sistem de ventilație al zonelor curate poate împiedica pătrunderea contaminanților și poate asigura circuitul maselor de aer.

Schema sistemului de circulație a aerului în sala de operație conform normelor și standardelor general acceptate. Acesta include un difuzor, conducte de aer, un panou de încălzire și un dispozitiv cu un singur canal de volum variabil.

La proiectare se acordă o atenție sporită tehnologiilor de alimentare cu fluxuri de aer către obiecte cu destinație specială. De exemplu, circulația aerului în încăperile curate cu clase de puritate de la 1 la 6 se realizează cu echipamente de distribuție a aerului de sus în jos, formând fluxuri de aer omogene și unidirecționale cu o viteză redusă de la 0,2 la 0,45 m/s.

În zonele cu o clasă de puritate mai scăzută, se permite formarea unui flux neunidirecțional cu ajutorul mai multor difuzoare de tavan.

Metode de purificare a aerului

Se pot distinge două tipuri de încăperi curate. De regulă, acestea diferă între ele prin metoda de purificare a maselor de aer:

• încăperi cu ventilație turbulentă;
• încăperi cu flux laminar orientat într-o singură direcție.

Ultima variantă permite menținerea unui grad maxim de puritate, datorită faptului că fluxul direcționat într-o singură direcție elimină mai rapid și mai eficient aerul contaminat din încăperea respectivă.

La purificarea fluxului de aer prin metoda turbulentă, fluxurile prelucrate cu ajutorul filtrelor sunt furnizate prin distribuitoarele de tavan. Aerul curat, la intrarea în cameră, se combină cu masa de aer deja prezentă, care conține un anumit nivel de poluare, și o diluează.

Prin grilele de admisie a aerului, situate în partea de jos a pereților, este evacuată o parte din aerul deplasat. În decursul unei zile de funcționare a ventilației instalate conform acestui principiu, aerul viciat poate fi evacuat de până la 20 de ori.

Dacă este necesar ca aerul din camera curată să fie și mai purificat, se alege un tip cu flux direcționat într-o singură direcție. Sensul ventilației laminare constă în dotarea cu componente filtrante eficiente pentru furnizarea fluxului de aer.

Aerul proaspăt care intră în cameră se deplasează printr-însa într-o singură direcție (de sus în jos), iar microparticulele de praf sunt reținute și eliminate prin orificiile din podea. De obicei, acest proces are loc cu o viteză a fluxului de aer de până la 0,4 m/s.

Echipament pentru ventilație

Pentru a alege un echipament eficient pentru ventilația într-o cameră curată, trebuie să înțelegem sarcinile pe care le va rezolva.

Schema filtrelor de diferite clase de purificare, destinată amenajării ventilației în încăperi curate, demonstrează clar purificarea aerului care pătrunde cu un flux unidirecțional.

Schimbul de aer în camerele curate nu are ca scop eliminarea bacteriilor și particulelor contaminante, ci prevenirea pătrunderii acestora în interior.

Echipamentul necesar va fi următorul:

1. Module de filtrare-ventilație. Componente ale sistemelor, a căror funcție principală este curățarea aerului de particule și impurități contaminate. Sunt dotate cu filtre HEPA și ULPA pentru atingerea gradului de puritate necesar conform clasificatorului.
2. Distribuitoare de aer. Acesta este un grup de echipamente climatice pentru curățarea de impurități, realizarea ventilației și aerului condiționat în condiții de zone curate.
3. Sisteme de ventilație și climatizare. Instalație cu ciclu complet de pregătire a fluxurilor de aer în încăperi curate. Funcțiile sale includ: purificarea, menținerea temperaturii, umidității și presiunii aerului. De obicei, astfel de instalații se caracterizează printr-o funcționare neîntreruptă și silențioasă și pot regla automat parametrii.
4. Filtre de diferite clase de purificare. Adesea sunt selectate conform cerințelor pentru un anumit tip de puritate a încăperii. Schema cea mai eficientă de eliminare a particulelor străine din aerul de alimentare prin trecerea acestuia prin 4 tipuri de filtre – de purificare grosieră, fină, de înaltă eficiență (HEPA) și ultrasubțire (ULPA).

Sarcina principală pentru funcționarea continuă a acestui echipament este proiectarea și instalarea inițială de înaltă calitate.

În rest, nu apar dificultăți de exploatare pentru personal și proprietari.

Principiul de funcționare al sistemului

Ventilația camerelor curate funcționează corect și oferă posibilitatea de a asigura indicatorii normativi prin funcționarea precisă a tuturor componentelor sistemului.

Înainte de a intra în cameră, aerul trece prin patru niveluri de filtrare pe patru filtre, care curăță fluxul de aer de anumite tipuri de impurități.

Se furnizează un flux laminar de aer, care permite formarea unei mișcări direcționate a maselor de aer purificate, iar acesta la rândul său elimină particulele de aerosoli din aerul deja existent.

Circulația și schimbul de aer în sala de operație, amenajată conform normelor și standardelor cerute, constau dintr-o multitudine de dispozitive.

Componenta principală a întregii instalații de ventilație este sistemul de climatizare centrală, echipat conform specificului camerelor curate. Cea mai mare parte a proceselor de pregătire și purificare a aerului are loc aici.

Iar ușurința în gestionarea și menținerea constantă a indicatorilor de curățenie în încăpere este asigurată de echipamentul pentru automatizarea și dispecerizarea funcționării întregului sistem, care conține un număr mare de senzori pentru monitorizarea indicatorilor, un dispozitiv de transmitere la distanță a comenzilor etc.

După punerea în funcțiune a sistemului, starea de funcționare a tuturor elementelor este monitorizată de personalul care lucrează în încăpere, iar la depistarea oricăror defecțiuni sau situații de urgență, software-ul va informa rapid automat.

Particularități ale proiectării sistemelor de ventilație

Proiectarea și instalarea sistemului de ventilație și climatizare a camerelor curate necesită experiența necesară de lucru cu echipamente speciale, precum și cunoașterea cerințelor și normelor aplicabile acestor încăperi.

Există trei scheme principale de sistematizare a schimbului de aer în zonele curate:

• direcționarea fluxurilor de aer paralel unul cu celălalt;
• direcționare dezordonată – aerul proaspăt intră în direcții diferite;
• alimentare mixtă – se observă în încăperi mari, când într-o parte masele de aer se mișcă paralel, iar în alta – dezordonat.

În funcție de dimensiunile camerei și de amplasamentul zonei de lucru, se alege cel mai adecvat proiect al sistemului de ventilație. Cea mai optimă soluție este considerată ventilarea cu un flux de aer proaspăt direcționat într-o singură direcție.

Sistemul de grile de ventilație de perete într-o încăpere sterilă, proiectată conform cerințelor clasei de curățenie și destinației.

Pentru camerele curate este adesea utilizat sistemul de ventilație cu alimentare și evacuare. Sensul acestuia constă în următoarele: de sus, cu o anumită viteză și sub presiune, este furnizat un flux de aer proaspăt care împinge masele de aer poluate aflate în încăpere în jos către orificiul de admisie.

Aerul răcit este furnizat cu o viteză redusă în partea superioară a obiectului prin intermediul panourilor de tavan. Acesta învăluie suprafața încăperii, coborând particulele de praf în jos către evacuare, creând un grad minim de iritare.

În cadrul acestui sistem de ventilație nu se formează curenți de aer și nici vârtejuri de praf depuse pe podea. Mai mult, fluxul proaspăt livrat este mai întâi pregătit și furnizat în încăpere deja cu umiditatea și temperatura necesare.

Scheme populare de ventilație

La proiectarea sistemului de ventilație, una dintre sarcinile principale este organizarea precisă și verificată a distribuției fluxurilor de aer.

În prezent, proiectanții utilizează câteva soluții comune pentru amplasarea echipamentelor de distribuție a aerului, a căror alegere depinde de destinație.

În camerele curate, este obligatoriu să se asigure echiparea ușilor cu protecție suplimentară împotriva pătrunderii aerului poluat în camera curată.

Să analizăm cele mai populare și testate scheme de organizare a ventilației în sala de operație:

• intrarea fluxului de aer într-o singură direcție printr-o grilă de ventilație înclinată;
• prin utilizarea difuzoarelor de tavan se organizează un flux de aer neunidirecțional;
• aerul intră în sala de operație printr-un panou de tavan perforat, cu organizarea unui flux vertical unidirecțional de amestec de aer;
• masa de aer de alimentare este furnizată printr-un distribuitor de aer în tavan, care creează un flux laminar de aer direcționat către zona de lucru;
• amestecul de aer este neunidirecțional și este furnizat printr-un furtun inelar de aer.

Sistemul de ventilație extractivă în sălile de operație se realizează prin montarea ventilatoarelor de extracție și a grilelor de ventilație de perete cu o clapetă în sens invers.

Conform practicii, cele mai bune dispozitive pentru organizarea unui flux laminar de aer direcționat într-o singură direcție în sălile de operație sunt distribuitoarele de aer de tavan cu plasă.

De exemplu, pe un tavan laminar cu dimensiunile 1,8 pe 2,4 m într-o sală de operație cu suprafața de 40 m², se oferă posibilitatea realizării unui schimb de aer de 25 de ori la o viteză de ieșire a fluxului de aer din instalație de 0,2 m/s.

Aceste date sunt considerate suficiente pentru absorbția excesului de căldură generat de numărul de personal și de funcționarea echipamentelor din sala de operație.

Montarea sistemelor de ventilație

Particularitatea instalării ventilației în încăperi curate este legată de cerințe înalte pentru diferite tipuri de zone, a căror clasificare depinde de particularitățile proceselor tehnologice desfășurate în ele, precum și de destinația lor, normele de microclimat și trasarea construcțiilor inginerești.

Specialiștii efectuează instalarea și punerea în funcțiune a echipamentelor pentru a asigura un schimb de aer corect în încăperile curate ale industriei farmaceutice.

Specialiștii în montaj trebuie să înțeleagă că conductele de aer pentru instalarea în încăperi curate necesită proceduri pregătitoare înainte de montaj, fără de care nu poate fi efectuată instalarea ulterioară.

Să examinăm etapele principale:

1. În etapa pregătitoare, piesele conductelor de aer sunt plasate într-un loc special amenajat pentru curățare. Înainte de instalare, componentele și elementele de formă sunt supuse unei curățări mecanice uscate inițiale pentru a îndepărta impuritățile lichide și solide de pe suprafețe, formate în timpul producției și transportului.
2. Apoi, trebuie efectuată o spălare primară a tuturor suprafețelor interioare cu apă de la robinet și organizată uscarea până la uscare completă într-o zonă fără praf. După controlul vizual, componentele sistemelor de ventilație, în funcție de gradul de murdărire, sunt supuse unei a doua spălări și uscări sau sunt trimise direct la tratament antiseptic.
3. După prelucrarea finală, se recomandă minimizarea contactului cu elementele curățate ale suprafețelor interioare ale conductelor de aer și cu aerul încăperii. Acest lucru poate fi realizat prin învelirea părților de capăt cu folii polimerice. După aceea, componentele sunt trimise la depozit cu parametri controlați de curățenie.
4. Lotul curățat de piese și conducte de aer ajunge pe șantierul de montaj chiar înainte de instalare. Folia de protecție se îndepărtează imediat înainte de îmbinarea părților conductelor și a elementelor de formă, iar contactul cu uneltele, elementele de fixare, membrele cutanate descoperite cu partea interioară este inacceptabil. La oprirea montajului sau în timpul unei pauze, trebuie efectuată etanșarea temporară a părților de capăt, îmbinărilor și racordurilor.

În toate etapele lucrărilor de instalare, este necesar să se controleze și să se reducă numărul posibilelor contaminări ale suprafețelor interioare.

Concluzii și material video util pe această temă

În videoclip se va vorbi despre cum se amenajează ventilația în încăperile curate de producție:

Videoclip despre cum are loc reglarea ventilației în încăperile curate ale sălii de operație:

Proiectarea și montajul sistemelor de ventilație și de aer condiționat în încăperi curate este un proces laborios, care presupune existența anumitor cunoștințe, norme și reguli de schimb și alimentare cu aer, precum și abilități și experiență în utilizarea echipamentelor de distribuție a aerului.

Tocmai de aceea, pentru proiectarea și montajul sistemului de ventilație la astfel de obiecte, se recomandă apelarea exclusiv la specialiști.

Dacă aveți întrebări cu privire la subiectul articolului sau puteți completa materialul nostru cu informații valoroase despre amenajarea ventilației în încăperi curate. Vă rugăm să lăsați comentariile dumneavoastră, să împărtășiți experiența – blocul de contact se află sub articol.