Ventilation af renrum: regler for design og installation af ventilationssystemer

I luften, som mennesker indånder inde i bygninger, er der mange urenheder. Niveauet af forurening afhænger i høj grad af forskellige omstændigheder, herunder afstanden fra tætte trafikerede veje og industrielle anlæg.

Der er rum, hvor denne situation er uacceptabel, fordi der på grund af deres specifikke karakter kræves ekstrem renhed i luftstrømmen. Derfor er indretning af ventilationssystemer til rene rum og aircondition en obligatorisk komponent for at sikre et passende indeklima. Er du enig?

Fra vores materiale vil du lære, hvad ventilation af rene rum er, normer for fugtighed, temperaturforhold og andre parametre, der påvirker opretholdelsen af et optimalt indeklima.

Hvad er rene rum?

Definitionen af et rent rum indebærer et rum af et bestemt areal, hvor koncentrationen af aerosolpartikler (støv, kemiske dampe, mikroorganismer) i luften holdes inden for fastsatte grænser ved hjælp af specialudstyr.

I et sådant rum skal mængden af forurenende partikler på overfladerne af vægge, loft og i luften holdes på et minimum.

Rene rum anvendes inden for mikroelektronik, rumteknologi, tyndfilmsproduktion, fremstilling af trykte kredsløb – overalt, hvor fjernelse af forurenende elementer er nødvendig

Disse særlige rum er udstyret med følgende komponenter:

• antistatisk gulv;
• overførselsvinduer;
• overgangssluser;
• vægpaneler af tæt konstruktion;
• lofter med indbygget belysning.

Ekstrem ren atmosfære i sådanne rum kan opnås på én måde – ved at fortrænge eksisterende luftmasser og tilføre frisk filtreret konditioneret luft.

Rene rum er nødvendige inden for menneskelige aktivitetsområder som medicin, farmaceutisk industri, fremstilling af forskellige elektroniske enheder og fødevareproduktion.

Normer for luftskifte i rene rum

Med udviklingen af de nyeste teknologier er behovet for rene produktionslokaler vokset. I industrien anvendes stadig dyrere og mere komplekse materialer.

Under disse forhold er omkostningerne ved en fejl i produktionen af moderne produkter meget høje på grund af uoverensstemmelse mellem industrimiljøet og udstyret på arbejdspladserne.

I operationsstuen kan steril atmosfære opnås på én måde: ved at fortrænge den indre luft med tilførsel af frisk, konditioneret luft.

Over hele verden er det anerkendte dokument, der fastsætter normer for ventilation af renrum, projektering, konstruktion, udstyr og certificering, samt opdeler dem i særlige renhedsklasser, standardiseringsserien ISO 14644, med den generelle titel 'Renrum og relaterede kontrollerede miljøer', udviklet af International Standardiseringsorganisation (ISO).

Denne kategori af standarder omfatter 9 regulerende dokumenter.

Standarder ISO 14644 'Renrum og relaterede kontrollerede miljøer'.

I Rusland anvendes en godkendt samling af standarder GOST R ISO 14644, som er en oversættelse af den internationale standard ISO 14644 'Renrum og relaterede kontrollerede miljøer'.

Dokumentationen, der regulerer russiske standarder, er udviklet af Teknisk Komité for Standardisering TK 184 'Sikring af industriel renhed' og den offentlige institution Foreningen af Ingeniører for kontrol af mikroforureninger (ASINKOM).

Afhængigt af renhedsklassen i industrilokalet og de tekniske processer, der finder sted der, stilles der forskellige normer for udstyr og ventilationsanlæg.

Der findes 9 klasser af rum, hvori en bestemt koncentration af støv og mikroorganismer i luften er tilladt i henhold til GOST ISO 14644-1-2000.

Tabel over maksimale partikelkoncentrationsgrænser i rum i henhold til renhedsklasser fastlagt af International Organization for Standardization (ISO)

Ventilationsluftbehandlingssystemer skal sikre luftens renhed med hensyn til antal aerosolpartikler og, om nødvendigt, tilstedeværelsen af mikroorganismer i renrum i overensstemmelse med kravene i GOST R 52249-2009 "Regler for produktion og kvalitetskontrol af lægemidler".

Derudover skal de opretholde et trykfald i forhold til omkringliggende rum med lavere renhedsklasse.

Nødvendige ventilationsforhold

For at opnå luftudskiftning i renrum måles luftstrømmens mobilitet i m/s. I særligt sterile rum i den farmaceutiske sektor er der fastsat en præcis definition af den nødvendige ventilation – 0,46 m/s ± 0,1 m/s (FDA, USA).

Grænseværdier for luftmassemobilitet i andre renrum ligger typisk mellem 0,35 og 0,52 m/s ± 20%.

Luftcirkulationen påvirkes også betydeligt af tilstedeværelsen af vinduesåbninger:

• i et forseglet rum uden vinduer skal lufttilførslen dominere med 20% over udsugningen;
• i rum med vinduer skal luftudvekslingsydelsen være 30% højere end udsugningen.

Kun et sådant ventilationssystem i renrum kan forhindre indtrængen af forurening og sikre luftmassens cirkulation.

Diagram over luftcirkulationssystemet i operationsrummet i overensstemmelse med almindelige normer og standarder. Det inkluderer en diffusor, luftkanaler, varmepanel og en enkeltkanals enhed med variabel volumen.

Ved design lægges der særlig vægt på teknologier til luftstrømforsyning til specialformål. For eksempel sker luftcirkulation i renrum med renhedsklasse 1 til 6 ved hjælp af luftfordelingsudstyr fra top til bund, hvilket danner ensartede og ensrettede luftstrømme med lav hastighed på 0,2 til 0,45 m/s.

I områder med lavere renhedsklasse er det tilladt at danne ikke-ensrettet strømning ved hjælp af flere loftdiffusorer.

Metoder til luftrensning

Der kan skelnes mellem to typer renrum. De adskiller sig typisk ved metoden til rensning af luftmasserne:

• rum med turbulent ventilation;
• rum med laminær, ensrettet strømning.

Den sidste type gør det muligt at opretholde renhed i højest mulig grad, da den ensrettede strømning hurtigere og mere effektivt skubber forurenet luft ud af det pågældende rum.

Ved rensning af luftstrømmen ved turbulensmetoden tilføres de filtrerede strømme via loftdiffusorer. Ren luft, når den kommer ind i rummet, blandes med den allerede tilstedeværende luftmasse, som indeholder et vist niveau af forurening, og fortynder den.

Gennem luftindtagsgitre placeret nederst på væggene udledes en del af den fortrængte luft udenfor. I løbet af en dags drift af ventilation, der er installeret efter dette princip, kan den fortrænge den brugte luft op til 20 gange.

Hvis det er nødvendigt at gøre luften i renrummet endnu renere, vælges en type med ensrettet strømning. Meningen med laminar ventilation er at udstyre effektivt fungerende filterkomponenter til tilførsel af luftstrøm.

Frisk luft, der kommer ind i rummet, bevæger sig i én retning (oppefra og ned), mens mikroskopiske støvpartikler fanges og fjernes gennem huller i gulvet. Normalt foregår denne proces ved en lufthastighed på op til 0,4 m/s.

Udstyr til ventilation

For at vælge effektivt ventilationsudstyr til et renrum er det værd at forstå de opgaver, det skal løse.

Et diagram over filtre af forskellige renhedsklasser, beregnet til indretning af ventilation i renrum, viser tydeligt rensningen af luft, der kommer ind med ensrettet strømning.

Luftskiftet i renrum er ikke rettet mod at fjerne forurenende bakterier og partikler, men mod at forhindre dem i at komme ind.

Det nødvendige udstyr vil være som følger:

1. Filterventilationsmoduler. Systemkomponenter, hvis hovedfunktion er at rense luften for forurenede partikler og urenheder. De forsynes med HEPA- og ULPA-filtre for at opnå den krævede renhedsgrad i henhold til klassifikatoren.
2. Luftfordelere. Dette er en gruppe klimaudstyr til rensning af urenheder, ventilation og aircondition under rene zoneforhold.
3. Ventilations- og airconditionsystemer. Installation med en fuld cyklus af luftstrømsforberedelse i renrum. Dets funktioner omfatter: rensning, opretholdelse af lufttemperatur, fugtighed og tryk. Normalt er sådanne installationer kendetegnet ved uafbrudt støjsvag drift og kan automatisk justere parametrene.
4. Filtre af forskellige renhedsklasser. Vælges ofte i henhold til kravene til en bestemt rumrenhedstype. Den mest effektive ordning til fjernelse af fremmede partikler fra indblæsningsluften ved at lede den gennem 4 typer filtre – grove, fine, højeffektive (HEPA) og ultrafine (ULPA) filtre.

Hovedopgaven for kontinuerlig drift af dette udstyr er en højkvalitets indledende projektering og installation.

I øvrigt opstår der ingen vanskeligheder med driften for personalet og ejerne.

Systemets arbejdsprincip

Ventilationen i renrum fungerer korrekt og giver mulighed for at opfylde normkravene gennem klar drift af alle systemkomponenter.

Før luften kommer ind i rummet, passerer den gennem fire filtreringstrin på fire filtre, som renser luftstrømmen for bestemte typer forurening.

Der tilføres en laminær luftstrøm, som gør det muligt at danne en rettet bevægelse af rene luftmasser, og denne skubber igen aerosolpartikler ud af den eksisterende luft.

Cirkulation og luftskifte i operationsrummet, indrettet i overensstemmelse med de krævede normer og standarder, består af mange enheder

Hovedkomponenten i hele ventilationsanlægget er systemet centralt klimaanlæg, indrettet i overensstemmelse med renrummenes specifikationer. Størstedelen af luftbehandlings- og rensningsprocesserne foregår netop her.

Og letheden i betjening og opretholdelse af konstante renhedsindikatorer i rummet sikres af udstyr til automatisering og styring af hele systemets drift, som indeholder et stort antal sensorer til overvågning af indikatorer, enhed til fjernoverførsel af kommandoer osv.

Efter ibrugtagning af systemet overvåges driftsstatus for alle elementer af personalet, der arbejder i rummet, og ved opdagelse af eventuelle driftsforstyrrelser eller nødsituationer vil softwaren automatisk informere om dette hurtigt.

Særlige forhold ved projektering af ventilationssystemer

Projektering og installation af ventilations- og klimaanlæg til renrum kræver den nødvendige erfaring med specialudstyr samt kendskab til de krav og normer, der stilles til disse rum.

Der findes tre grundlæggende ordninger for systematisering af luftskifte i rene zoner:

• luftstrømmenes retning parallelt med hinanden;
• uordnet retning – tilførsel af frisk luft sker i forskellige retninger;
• blandet tilførsel – ses i store rum, hvor luftmasserne i den ene del bevæger sig parallelt, og i den anden del uordnet.

Afhængigt af rummets dimensioner og arbejdsområdets placering vælges det mest acceptable ventilationssystemdesign. Den mest optimale løsning anses for at være ventilation med en ensrettet strøm af frisk luft.

System af vægventilationsgitre i et sterilt rum, designet i overensstemmelse med kravene til renhedsklasse og anvendelse

Til rene rum bruges ofte et ventilationssystem med indblæsning og udsugning. Det består i, at der oppefra med en bestemt hastighed under tryk tilføres en strøm af frisk luft, som skubber de forurenede luftmasser, der befinder sig i rummet, ned mod indblæsningsåbningen.

Den afkølede luft tilføres med lav hastighed til den øverste del af rummet gennem loftpaneler. Den omgiver rummets areal og fører støvpartikler ned mod udsugningen, hvilket skaber minimal irritation.

Ved dette ventilationssystem dannes der ikke træk, og der opstår ingen støvhvirvler, der lægger sig på gulvet. Desuden bliver den friske luftstrøm først behandlet og tilført rummet med den ønskede fugtighed og temperatur.

Populære ventilationsordninger

Ved design af ventilationssystemet er en af de primære opgaver en præcis og gennemprøvet organisering af luftstrømsfordelingen.

I øjeblikket anvender designere flere almindelige løsninger for placering af luftfordelingsudstyr, hvis valg afhænger af formålet.

I rene rum skal man sørge for at udstyre døråbninger med ekstra beskyttelse mod indtrængning af forurenet luft i det rene rum.

Lad os se på de mest populære, gennemprøvede skemaer for ventilation i operationsstuen:

• luftstrøm i én retning gennem et skråt ventilationsgitter;
• ved brug af loftdiffusorer organiseres en ikke-enrettet lufttilførsel;
• luft tilføres operationsstuen gennem en perforeret loftpanel med organisering af en vertikal enrettet strøm af luftblanding;
• indblæsningsluftmassen leveres gennem en luftfordeler i loftet, der skaber en laminær luftstrøm rettet mod arbejdsområdet;
• luftblandingen er ikke-enrettet og tilføres gennem en ringformet luftslange.

Udsugningsventilationssystemet i operationsstuer udføres ved montering af udsugningsventilatorer og væghængte ventilationsgitre med backdraft-ventil.

Ifølge praksis er de bedste anordninger til organisering af laminær enrettet luftstrøm i operationsstuer loftsmonterede net-luftfordelere.

For eksempel giver et laminært loft på 1,8 x 2,4 m i en operationsstue på 40 m² mulighed for at opnå en 25-dobbelt luftudskiftning ved en udgangshastighed på 0,2 m/s.

Disse data anses for tilstrækkelige til at absorbere overskudsvarme fra antallet af personale og udstyrsdrift i operationsstuen.

Montering af ventilationssystemer

Kendetegnet ved installation af ventilation i renrum er relateret til de høje krav for forskellige zonetyper, hvis klassificering afhænger af de særlige teknologiske processer, der udføres i dem, samt deres formål, mikroklimanormer og sporing af tekniske konstruktioner.

Specialister udfører installation og idriftsættelse af udstyr for at sikre korrekt luftskifte i renrum i den farmaceutiske industri.

Montagespecialister skal forstå, at luftkanaler til installation i renrum kræver forberedende procedurer, før montering kan finde sted, og uden disse kan efterfølgende installation ikke gennemføres.

Lad os gennemgå hovedtrinnene:

1. I forberedelsesfasen placeres luftkanaldelene på et specielt afsat rengøringsområde. Inden installation udsættes dele og formstykker for en indledende tør mekanisk rengøring for at fjerne flydende og faste forureninger fra overfladerne, som er opstået under produktion og transport.
2. Derefter skal der foretages en første vask af alle indvendige overflader med postevand, og der skal organiseres tørring, indtil de er helt tørre i et støvfrit område. Efter visuel inspektion underkastes ventilationssystemets komponenter, afhængigt af graden af forurening, en anden vask og tørring eller sendes direkte til antiseptisk behandling.
3. Efter den endelige behandling anbefales det at minimere kontakten mellem de rengjorte indvendige overflader af luftkanalerne og rumluften. Dette kan opnås ved at pakke enderne ind i polymerfilm. Derefter sendes komponenterne til et lager med kontrollerede renhedsparametre.
4. Det rengjorte parti af dele og luftkanaler ankommer til monteringsområdet lige før installation. Beskyttelsesfilmen fjernes umiddelbart før sammenføjning af luftkanaldelene og formstykkerne, og kontakt med værktøj, fastgørelseselementer og udsatte hudområder på indersiden er ikke tilladt. Ved pause eller afbrydelse af monteringen skal enderne, samlinger og indskæringer midlertidigt forsegles.

I alle faser af installationsarbejdet er det nødvendigt at overvåge og reducere antallet af mulige forureninger på indvendige overflader.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Videoen handler om, hvordan ventilationen indrettes i renrum til produktionsformål:

Video om, hvordan ventilationen justeres i et operationsstues renrum:

Projektering og montering af ventilations- og klimaanlæg i renrum er en tidskrævende proces, som kræver specifik viden om normer og regler for luftskifte og luftforsyning samt færdigheder og erfaring med brug af luftfordelingsudstyr.

Derfor anbefales det udelukkende at kontakte specialister til projektering og montering af ventilationssystemer på sådanne anlæg.

Hvis du har spørgsmål om artiklens emne eller kan supplere vores materiale med værdifuld information om indretning af ventilation i renrum. Efterlad venligst dine kommentarer, del din erfaring – kontaktblokken findes under artiklen.