Ventilacija čistih prostorija: pravila projektiranja i montaže sustava ventilacije

U sastavu zraka koji čovjek udiše unutar građevina nalazi se mnogo nečistoća. Razina koncentracije onečišćenja uvelike ovisi o različitim okolnostima, među kojima su udaljenost od prometnih autocesta i industrijskih objekata.

Postoje prostori u kojima je takva situacija nedopustiva, jer zbog njihove specifičnosti potrebna je maksimalna čistoća cirkulacije zračnih struja. Stoga je uređenje ventilacijskih sustava čistih prostora i klimatizacije obvezan komponent za osiguranje odgovarajuće mikroklime u njima. Slažete li se?

Iz našeg materijala saznat ćete što je ventilacija čistih prostora, norme vlažnosti, temperaturni režim i drugi parametri koji utječu na održavanje optimalne mikroklime.

Što su čisti prostori?

Definicija čistog prostora podrazumijeva prostoriju određene površine u kojoj se uz pomoć posebne opreme održava koncentracija aerosolskih čestica (prašina, kemijske pare, mikroorganizmi) u zraku u zadanim granicama.

U takvom prostoru količina onečišćujućih čestica na površini zidova, stropa i u zraku mora se održavati na minimalnoj razini.

Čisti prostori koriste se u mikroelektronici, svemirskim tehnologijama, proizvodnji tankih filmova, proizvodnji tiskanih pločica – posvuda gdje je potrebno uklanjanje onečišćujućih elemenata

Ti posebni prostori opremljeni su sljedećim komponentama:

• antistatičkim podom;
• prijenosnim prozorskim otvorima;
• prijelaznim komorama;
• zidnim panelima zatvorene konstrukcije;
• stropovima s ugrađenom rasvjetom.

Maksimalno čiste atmosfere u takvim prostorijama može se postići samo jednim načinom – istiskivanjem postojećih zračnih masa i dotokom svježeg filtriranog kondicioniranog zraka.

Čisti prostori potrebni su za takva područja ljudske djelatnosti kao što su medicina, farmaceutika, izrada različitih elektroničkih uređaja i prehrambena proizvodnja.

Norme izmjene zraka u čistim prostorima

S razvojem najnovijih tehnologija potreba za čistim proizvodnim prostorima porasla je. U industriji se primjenjuju sve skuplji i složeniji materijali.

U danim uvjetima cijena pogreške pri proizvodnji moderne opreme zbog neusklađenosti industrijskog okoliša i opreme radnih mjesta vrlo je visoka.

U operacijskoj sobi sterilna se atmosfera može postići samo jednim načinom – istiskivanjem unutarnjih zračnih masa dotokom svježeg kondicioniranog zraka.

Diljem svijeta općepriznati dokument koji utvrđuje norme ventilacije čistih prostorija, projektiranja, gradnje, opremanja i certifikacije te ih dijeli u posebne klase čistoće jest serija standarda ISO 14644, pod općim nazivom "Čiste sobe i povezane kontrolirane okoline", koju je razvila Međunarodna organizacija za standardizaciju (ISO).

U ovu kategoriju normativa ulazi 9 regulacijskih dokumenata.

Normativi ISO 14644 "Čiste zone i povezane kontrolirane okoline".

U Rusiji se koristi odobreni skup standarda GOST R ISO 14644, koji predstavlja prijevod međunarodne norme ISO 14644 "Čiste prostorije i povezane kontrolirane okoline".

Dokumentacija koja regulira ruske standarde razvijena je od strane Tehničkog odbora za standardizaciju TK 184 "Osiguranje industrijske čistoće" i javne udruge Udruge inženjera za kontrolu mikroonečišćenja (ASINKOM).

Ovisno o klasi čistoće industrijske prostorije i tehničkim procesima koji se u njoj provode, postavljaju se različite norme za opremanje i opremu izmjene zraka.

Postoji 9 klasa prostorija u kojima je dopuštena određena koncentracija prašine i mikroorganizama u zraku prema normama GOST ISO 14644-1-2000.

Tablica granica maksimalne koncentracije čestica u prostorijama u skladu s klasama čistoće koje je usvojila Međunarodna organizacija za standardizaciju ISO

Sustavi pripreme ventilacijskog zraka moraju osigurati njegovu čistoću prema broju aerosolnih čestica i, ako je potrebno, prisutnost mikroorganizama u čistim zonama u skladu sa zahtjevima GOST R 52249-2009 "Pravila proizvodnje i kontrole kvalitete lijekova".

Osim toga, oni moraju održavati razliku tlaka u odnosu na okolne prostorije niže klase čistoće.

Potrebni uvjeti ventilacije

Za provedbu izmjene zraka u čistim prostorijama mjeri se pokretljivost zračnih struja u m/s. U posebno sterilnim sobama u farmaceutskom sektoru utvrđena je točna definicija potrebnog ventiliranja – 0,46 m/s ± 0,1 m/s (FDA, SAD).

Granične norme pokretljivosti zračnih masa u drugim čistim sobama obično iznose od 0,35 do 0,52 m/s ± 20%.

Na cirkulaciju zraka također značajno utječe prisutnost prozorskih otvora:

• u hermetički zatvorenoj prostoriji bez prozora dotok zraka mora dominirati 20% u odnosu na odvod;
• u prostorijama s prozorima učinak izmjene zraka mora biti veći za 30% od odvoda.

Samo takav sustav ventilacije čistih zona može spriječiti prodiranje onečišćenja i osigurati kruženje zračnih masa.

Shema sustava cirkulacije zraka u operacijskoj sobi u skladu s općeprihvaćenim normama i standardima. Uključuje difuzor, zračne kanale, panel grijanja i jednokanalni uređaj promjenjivog volumena

Pri projektiranju se posvećuje povećana pozornost na tehnologije dovodenja zračnih struja za objekte posebne namjene. Na primjer, cirkulacija zraka u čistim prostorijama klase čistoće od 1 do 6 provodi se opremom za raspodjelu zraka odozgo prema dolje, stvarajući homogena i jednosmjerna zračna strujanja niske brzine od 0,2 do 0,45 m/s.

U zonama niže klase čistoće dopušteno je stvaranje neusmjerenog strujanja pomoću nekoliko stropnih difuzora.

Načini pročišćavanja zraka

Mogu se izdvojiti dvije vrste čistih prostorija. U pravilu se međusobno razlikuju po metodi pročišćavanja zračnih masa:

• sobe s turbulentnom ventilacijom;
• prostorije s laminarnim, jednosmjernim strujanjem.

Posljednja vrsta omogućuje održavanje čistoće najvišeg stupnja, s obzirom na to da usmjereno strujanje brže i kvalitetnije istiskuje onečišćeni zrak iz željene sobe.

Kod pročišćavanja zračne struje turbulentnom metodom, prerađene pomoću filtera struje dovode se kroz stropne razdjelnike. Čisti zrak pri ulasku u prostoriju spaja se s već prisutnom zračnom masom u kojoj se nalazi određena razina onečišćenja i razrjeđuje ga.

Kroz usisne rešetke, koje se nalaze pri dnu zidova, izvodi se van dio istisnutog zraka. Tijekom dana rada ventilacije postavljene po takvom principu, može se do 20 puta istisnuti iskorišteni zrak.

Po potrebi da se zrak u čistoj prostoriji učini još pročišćenijim, odabire se vrsta s protokom usmjerenim u jednom smjeru. Smisao laminarnog ventiliranja sastoji se u opremanju učinkovito djelujućih filtarskih komponenti za dovod zračne struje.

Svježi zrak koji ulazi u prostoriju kreće se kroz nju u jednom smjeru (odozgo prema dolje), pri čemu se mikročestice prašine zadržavaju i uklanjaju kroz otvore u podu. Obično se taj proces odvija brzinom zračne struje do 0,4 m/s.

Oprema za ventilaciju

Da bi se odabrala učinkovita oprema za ventilaciju u čistoj prostoriji, treba razumjeti zadatke koje će ona rješavati.

Shema filtera različitih razreda pročišćavanja, namijenjena uređenju ventilacije u čistim prostorijama, jasno prikazuje pročišćavanje zraka koji dolazi s jednosmjernim protokom.

Izmjena zraka u čistim prostorijama nije usmjerena na uklanjanje onečišćujućih bakterija i čestica, već na sprječavanje njihova ulaska unutra.

Potrebna oprema bit će sljedeća:

1. Filtroventilacijski moduli. Komponente sustava, čija je glavna funkcija – pročišćavanje zraka od onečišćenih čestica i primjesa. Opremljeni su filterima HEPA i ULPA za postizanje potrebne razine čistoće prema klasifikatoru.
2. Razdjelnici zraka. To je skupina klimatske opreme za pročišćavanje od primjesa, obavljanje ventilacije i klimatizacije u uvjetima čistih zona.
3. Sustavi ventilacije i klimatizacije. Uređaj s potpunim ciklusom pripreme zračnih struja u čistim prostorijama. U njegove funkcije ubraja se: pročišćavanje, održavanje temperature, vlažnosti i tlaka zraka. Obično se takvi uređaji odlikuju neprekidnim i tihim radom te mogu automatski podešavati regulaciju parametara.
4. Filteri različitih razreda pročišćavanja. Često se biraju prema zahtjevima za određeni tip čistoće prostorije. Najdjelotvornija shema uklanjanja stranih čestica iz dovodnog zraka propuštanjem kroz 4 vrste filtera – grubog, finog, visoke učinkovitosti (HEPA) i ultra finog (ULPA) pročišćavanja.

Glavni zadatak za trajno funkcioniranje ove opreme je visokokvalitetno početno projektiranje i instalacija.

Osim toga, osoblje i vlasnici nemaju nikakvih poteškoća s radom.

Princip rada sustava

Ventilacija čistih prostorija radi ispravno i omogućuje postizanje normativnih pokazatelja preciznim radom svih komponenti sustava.

Prije nego što uđe u prostoriju, zrak prolazi kroz četiri razine filtracije na četiri filtera, koji čiste zračnu struju od određenih vrsta onečišćenja.

Dovodi se laminarni protok zraka koji omogućuje stvaranje usmjerenog kretanja pročišćenih zračnih masa, a on zauzvrat istiskuje čestice aerosola iz već postojećeg zraka.

Cirkulacija i izmjena zraka u operacijskoj sobi, opremljeni u skladu s potrebnim normama i standardima, sastoje se od mnogo uređaja.

Glavna sastavnica cijelog ventilacijskog sustava je sustav centralnog klimatiziranja, opremljen u skladu sa specifičnostima čistih prostorija. Veći dio procesa pripreme i pročišćavanja zraka odvija se upravo ovdje.

A lakoća upravljanja i održavanja stalnih pokazatelja čistoće u prostoriji osigurana je opremom za automatizaciju i dispečiranje rada cijelog sustava, koja sadrži velik broj senzora za praćenje pokazatelja, uređaj za daljinski prijenos naredbi i sl.

Nakon puštanja sustava u rad, stanje rada svih elemenata kontrolira osoblje koje radi u prostoriji, a u slučaju otkrivanja bilo kakvih smetnji u radu ili hitnih situacija, softver će o tome brzo automatski obavijestiti.

Značajke projektiranja ventilacijskih sustava

Projektiranje i ugradnja sustava ventilacije i klimatizacije čistih prostorija zahtijeva potrebno iskustvo rada sa specijalnom opremom, kao i poznavanje zahtjeva i normi koje se postavljaju na ove prostorije.

Postoje tri glavne sheme sistematizacije izmjene zraka u čistim zonama:

• usmjeravanje strujanja zraka paralelno jedan drugome;
• neuređeno usmjeravanje – dovod svježeg zraka odvija se u različitim smjerovima;
• miješano dovođenje – javlja se u velikim prostorima kada se u jednom dijelu zračne mase kreću paralelno, a u drugom neuređeno.

Ovisno o dimenzijama prostorije i položaju radnog područja odabire se najprihvatljiviji projekt ventilacijskog sustava. Najoptimalnijim rješenjem smatra se ventiliranje s usmjerenim protokom svježeg zraka u jednom smjeru.

Sustav ventilacijskih zidnih rešetki u sterilnoj prostoriji, projektiranoj u skladu sa zahtjevima klase čistoće i namjene.

Za čiste prostorije često se koristi dovodno-odvodni ventilacijski sustav. Njegova se svrha sastoji u sljedećem: odozgo se pod tlakom određenom brzinom dovodi struja svježeg zraka, koja istiskuje onečišćene zračne mase koje se nalaze u prostoriji prema dolje, prema dovodnom otvoru.

Ohlađeni zrak dovodi se malom brzinom u gornji dio objekta kroz stropne ploče. On obavija površinu prostorije, spuštajući čestice prašine prema dolje prema odvodu, stvarajući minimalnu razinu iritacije.

Kod ovog sustava ventilacije ne stvaraju se propuh i vrtlozi prašine koji se talože na podu. Štoviše, isporučena svježa struja najprije se priprema i dovodi u prostoriju već s potrebnom vlagom i temperaturom.

Popularne sheme ventilacije

Pri projektiranju ventilacijskog sustava jedan od primarnih zadataka je precizna i provjerena organizacija raspodjele zračnih tokova.

Trenutno projektanti koriste nekoliko uobičajenih rješenja za položaj opreme za razvod zraka, čiji izbor ovisi o namjeni.

U čistim prostorijama svakako se treba pobrinuti za opremanje vratnih otvora dodatnom zaštitom od prodora onečišćenog zraka u čistu prostoriju.

Razmotrimo najpopularnije, provjerene sheme organizacije ventilacije operacijske dvorane:

• dotok zračne struje u jednom smjeru kroz kosu ventilacijsku rešetku;
• pomoću primjene stropnih difuzora organizira se nejednosmjerni dotok zraka;
• zrak ulazi u operacijsku dvoranu kroz perforiranu stropnu ploču s organizacijom vertikalnog jednosmjernog toka zračne smjese;
• dovodna zračna masa dovodi se kroz razvodnik zraka u stropu, koji stvara laminarni tok zraka usmjeren prema radnom području;
• zračna smjesa nije jednosmjerna i dovodi se kroz zračno prstenasto crijevo.

Odvodni ventilacijski sustav u operacijskim dvoranama ostvaruje se montažom odvodnih ventilatora i zidnih ventilacijskih rešetki s povratnim ventilom.

U skladu s praksom, najbolji uređaj za organizaciju laminarnog toka zraka usmjerenog u jednu stranu u operacijskim dvoranama su stropni mrežasti razvodnici zraka.

Na primjer, na laminarnom stropu dimenzija 1,8 x 2,4 m u operacijskoj dvorani površine 40 m² omogućuje stvaranje 25-struke izmjene zraka pri brzini izlaska zračnog toka iz uređaja od 0,2 m/s.

Ti se podaci smatraju dovoljnima za apsorpciju viška topline od broja osoblja i rada opreme u operacijskoj dvorani.

Montaža ventilacijskih sustava

Posebnost ugradnje ventilacije u čistim prostorijama povezana je s visokim zahtjevima za različite vrste zona, čija klasifikacija ovisi o osobitostima tehnoloških procesa koji se u njima odvijaju, njihovoj namjeni, normama mikroklime i trasiranju inženjerskih konstrukcija.

Stručnjaci provode instalaciju i pokretanje opreme za osiguranje pravilne izmjene zraka u čistim prostorijama farmaceutske industrije.

Stručnjaci za montažu moraju razumjeti da zračni kanali za ugradnju u čistim prostorijama već prije montaže zahtijevaju pripremne postupke, bez kojih se ne može izvršiti naknadna ugradnja.

Razmotrimo glavne faze:

1. U pripremnoj fazi dijelovi zračnih kanala smještaju se na posebno određeno mjesto čišćenja. Prije ugradnje, dijelovi i oblikovani elementi podvrgavaju se početnom suhom mehaničkom čišćenju kako bi se s površina uklonile tekuće i krute nečistoće koje su nastale tijekom proizvodnje i transporta.
2. Zatim treba provesti primarno pranje svih unutarnjih površina vodovodnom vodom i organizirati sušenje do potpunog isušivanja u zoni bez prašine. Nakon vizualne kontrole, komponente ventilacijskih sustava, ovisno o stupnju zaprljanosti, podvrgavaju se sekundarnom pranju i sušenju ili odmah idu na antiseptičku obradu.
3. Nakon završne obrade preporučuje se svesti na minimum kontakt s očišćenim elementima unutarnjih površina zračnih kanala i zrakom prostorije. To se može postići omotavanjem čeonih dijelova polimernom folijom. Nakon toga, komponente se šalju u skladište s kontroliranim parametrima čistoće.
4. Očišćena partija dijelova i zračnih kanala dolazi na mjesto montaže neposredno prije ugradnje. Zaštitna folija skida se neposredno prije spajanja dijelova zračnih kanala i oblikovanih elemenata, pri čemu je kontakt s alatima, pričvrsnim elementima, otvorenim kožnim udovima s unutarnjom stranom nedopušten. Pri prekidu montaže ili stanci treba izvršiti privremeno brtvljenje čeonih dijelova, spojeva i ureza.

U svim fazama instalacijskih radova potrebno je kontrolirati i smanjivati broj mogućih onečišćenja unutarnjih površina.

Zaključci i koristan video na temu

U videu će biti riječi o tome kako se uređuje ventilacija u čistim prostorijama proizvodne namjene:

Video o tome kako se provodi podešavanje ventilacije u čistim prostorijama operacijske dvorane:

Projektiranje i montaža ventilacijskih sustava i sustava klimatizacije u čistim prostorijama zahtjevan je proces koji pretpostavlja posjedovanje određenih znanja, normi i pravila izmjene zraka i opskrbe zrakom, kao i vještina i iskustva primjene opreme za distribuciju zraka.

Upravo se zbog toga za projektiranje i montažu ventilacijskih sustava na takvim objektima preporučuje obratiti isključivo stručnjacima.

Ako imate pitanja o temi članka ili možete dopuniti naš materijal vrijednim informacijama o uređenju ventilacije u čistim prostorijama. Molimo ostavite svoje komentare, podijelite iskustva – blok za kontakt nalazi se ispod članka.