Чистые помещения широко применяются в различных областях - от микроэлектроники до медицины. От правильно организованных систем вентиляции чистых помещений зависит качество выпускаемой продукции, здоровье персонала, а в некоторых случаях - и жизни людей.
1. Понятие чистого помещения и его характеристики
Чистое помещение - это изолированное пространство, в котором параметры воздушной среды (температура, влажность, содержание частиц) поддерживаются на заданном уровне.
Согласно стандарту ISO 14644 чистые помещения делятся на классы в зависимости от концентрации аэрозольных частиц размером 0,1-5 мкм в 1 куб. метре воздуха:
- ISO 1 - 10 частиц
- ISO 2 - 100 частиц
- ISO 3 - 1000 частиц
- ISO 4 - 10 000 частиц
- ISO 5 - 100 000 частиц
- ISO 6 - 1 000 000 частиц
- ISO 7 - 352 000 частиц
- ISO 8 - 3 520 000 частиц
- ISO 9 - 35 200 000 частиц
Чем выше класс чистоты, тем жестче требования к системе вентиляции. Основные контролируемые параметры чистых помещений:
- Температура воздуха
- Относительная влажность воздуха
- Скорость движения воздуха
- Перепад давления между помещениями и коридором
- Кратность воздухообмена
Чистые помещения применяются:
- В микроэлектронной промышленности
- В фармацевтической промышленности
- В медицинских учреждениях (операционные, палаты интенсивной терапии)
- В научных исследовательских лабораториях
- В пищевой промышленности
2. Требования к вентиляции чистых помещений
Основная цель системы вентиляции чистых помещений - подача очищенного воздуха и удаление отработанного воздуха для поддержания заданного класса чистоты.
В системе вентиляции чистых помещений должна применяться фильтрация приточного воздуха до класса чистоты ISO 1 или ISO 2. Чем выше требуемый класс чистоты помещения, тем выше степень фильтрации.
В соответствии с нормами в чистых помещениях классов ISO 5-ISO 9 должна обеспечиваться кратность воздухообмена от 70 до 600 м3/ч на одного человека.
Для предотвращения проникновения "грязного" воздуха из смежных помещений поддерживается перепад давления на уровне 20-30 Па.
3. Проектирование систем вентиляции
Проектирование вентиляции начинается с обследования помещений и сбора исходных данных:
- Назначение и площадь помещений
- Требуемый класс чистоты
- Количество работающих в помещении
- Внутренние источники выделения тепла и влаги
- Климатические условия в районе строительства
На основании собранных данных выбирается принципиальная схема системы:
- приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением
- приточно-вытяжная вентиляция с естественным побуждением
- рециркуляционная вентиляция
- комбинированная вентиляция
Далее производятся расчеты воздухообменов, подбор оборудования, выбор схем прокладки воздуховодов.
Основное оборудование системы вентиляции чистых помещений:
- центральные кондиционеры и приточные установки
- воздуховоды
- вентиляторы
- фильтры очистки воздуха
- воздухораспределители
- воздухозаборные решетки
- системы автоматического регулирования
Правильный подбор оборудования и расчет системы вентиляции - залог эффективной работы чистого помещения.
4. Монтаж и наладка систем вентиляции
Перед началом монтажных работ проводится подготовка помещения:
- Уборка помещения, удаление мусора
- Демонтаж старых систем
- Подготовка монтажных проемов
- Подвод электропитания
Монтаж вентиляции начинается с прокладки воздуховодов, установки креплений. Затем монтируется вентиляционное оборудование: кондиционеры, фильтры, вентиляторы, решетки.
После завершения монтажных работ проводится наладка и испытания системы вентиляции:
- Проверка герметичности воздуховодов
- Испытания на холостом ходу
- Проверка расходов воздуха
- Измерение уровня шума
- Проверка эффективности фильтрации
По результатам испытаний делается заключение о готовности системы вентиляции к эксплуатации.
5. Эксплуатация систем вентиляции
Для поддержания высокой эффективности системы вентиляции чистых помещений необходимо проводить регулярное техническое обслуживание.
В рамках техобслуживания выполняются:
- Осмотр и проверка работоспособности оборудования
- Очистка и дезинфекция воздуховодов и вентиляционного оборудования
- Замена фильтров
- Проверка герметичности воздуховодов
- Измерение параметров воздуха в помещениях
Периодически должна проводиться санитарная обработка систем вентиляции с применением дезинфицирующих средств.
В процессе эксплуатации чистых помещений регулярно контролируются:
- Температура и относительная влажность воздуха
- Перепад давления между смежными помещениями
- Концентрация частиц в воздухе
- Скорости воздушных потоков
При превышении допустимых нормативов параметры микроклимата корректируются настройкой системы вентиляции.
6. Воздухораспределение
Для обеспечения эффективного воздухораспределения в чистых помещениях применяются специальные воздухораспределители.
В помещениях класса чистоты ISO 5 и выше используются воздухораспределители, создающие ламинарный поток воздуха. В помещениях низших классов можно применять воздухораспределители, создающие турбулентные потоки.
Приточные воздухораспределители размещаются в верхней зоне чистого помещения, вытяжные - в нижней зоне.
7. Обеспечение чистоты воздуха
Основной метод очистки воздуха в системах вентиляции чистых помещений - фильтрация.
На входе в систему устанавливаются грубые фильтры (G4-F7), далее тонкая очистка (F8-F9), и фильтры абсолютной очистки НЕРА класцов H13-H14 на входе непосредственно в чистое помещение.
Регулярно должен контролироваться перепад давления на фильтрах, при превышении допустимого значения фильтры подлежат замене.
8. Автоматизация систем вентиляции
Для автоматического контроля параметров воздуха и управления системой вентиляции применяются:
- Датчики температуры, влажности, давления
- Частотные приводы вентиляторов
- Контроллеры систем вентиляции
- Системы дистанционного мониторинга
Автоматизация позволяет оперативно реагировать на отклонения параметров микроклимата в чистых помещениях.
9. Вентиляция в фармацевтической промышленности
В фармацевтических производствах применяются чистые помещения классов ISO 6-8.
Особое внимание уделяется фильтрации воздуха, воздуховоды и оборудование регулярно обрабатываются дезинфицирующими средствами.
Контролируются параметры воздушной среды, концентрации вредных веществ, микробиологическая обсемененность.
Система вентиляции фармацевтических производств должна обеспечивать надежную защиту технологического процесса и продукции от загрязнений.
10. Вентиляция чистых помещений в медицинских учреждениях
В медучреждениях чистые помещения необходимы для защиты пациентов и медперсонала от инфекций.
К чистым помещениям в медучреждениях относятся:
- Операционные блоки - ISO 5
- Палаты интенсивной терапии - ISO 7
- Палаты для пациентов с ослабленным иммунитетом - ISO 8
Системы вентиляции чистых помещений в медучреждениях должны обеспечивать надежную фильтрацию воздуха и защиту от перекрестных инфекций.
11. Вентиляция чистых помещений в микроэлектронной промышленности
Для производства электронных компонентов используются сверхчистые помещения классов ISO 5-6.
Воздух в таких помещениях должен быть практически стерильным, чтобы исключить попадание пыли на кремниевые пластины.
Применяются высокоэффективные фильтры HEPA и ULPA, ламинарные воздушные потоки, системы рециркуляции воздуха.
Контролируется содержание молекулярных загрязнений, температура, влажность, статическое электричество.
12. Нормативная база в области вентиляции чистых помещений
Основные нормативные документы, регламентирующие проектирование вентиляции чистых помещений:
- ГОСТ Р ИСО 14644-4-2002
- СП 158.13330.2014
- СанПиН 2.1.3.2630-10
- СанПиН 2.1.7.2790-10
- Технологически чистых помещениях должна применяться вентиляция
Проектирование вентиляции должно вестись в полном соответствии с действующими нормативными документами.
13. Перспективы развития технологий вентиляции чистых помещений
Совершенствование технологий фильтрации, разработка новых фильтрующих материалов позволит повысить эффективность очистки воздуха.
Развитие систем автоматизации и умный контроль параметров микроклимата оптимизирует работу систем вентиляции.
Новые технологические решения в области кондиционирование и вентиляция чистых помещений будут способствовать повышению качества и производительности работы в чистых помещениях.
