Що таке "чисте приміщення"? Система вентиляції чистих приміщень Завдання кліматичної системи для «Чистих приміщень»




ГОСТ Р 56190-2014

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

чисті приміщення

методи енергозбереження

Cleanrooms. Energy efficiency

ОКС 13.040.01;
19.020
ОКП 63 1000
94 1000

Дата введення 2015-12-01

Передмова

1 РОЗРОБЛЕНО Загальноросійської громадської організацією "Асоціація інженерів з контролю мікрозабруднень" (АСІНКОМ) за участю Відкритого акціонерного товариства "Науково-дослідний центр контролю і діагностики технічних систем" (АТ "НДЦ КД")

2 ВНЕСЕНО Технічним комітетом зі стандартизації ТК 184 "Забезпечення промислової чистоти"

3 ЗАТВЕРДЖЕНО ТА ВВЕДЕНО В ДІЮ Наказом Федерального агентства з технічного регулювання і метрології від 24 жовтня 2014 р N 1427-ст

4 ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ


Правила застосування цього стандарту встановлено уГОСТ Р 1.0-2012 (Розділ 8). Інформація про зміни до цього стандарту публікується в щорічному (станом на 1 січня поточного року) інформаційному покажчику "Національні стандарти", а офіційний текст змін і поправок - в щомісячному інформаційному покажчику "Національні стандарти". У разі перегляду (заміни) або скасування цього стандарту відповідне повідомлення буде опубліковано в найближчому випуску інформаційного покажчика "Національні стандарти". Відповідна інформація, повідомлення і тексти розміщуються також в інформаційній системі загального користування - на офіційному сайті Федерального агентства з технічного регулювання і метрології в мережі Інтернет (gost.ru)

Вступ

Вступ

Чисті приміщення широко застосовуються в електронній, приладобудівної, фармацевтичної, харчової та інших галузях промисловості, у виробництві медичних виробів, в лікарнях і т.д. Вони стали невід'ємною частиною багатьох сучасних процесів і засобом захисту людини, матеріалів і продукції від забруднень.

У той же час чисті приміщення вимагають значних енерговитрат, в основному, на вентиляцію і кондиціонування повітря, які можуть перевищувати витрата енергії в звичайних приміщеннях в десятки разів. Це викликано високими кратностями повітрообміну і, як наслідок, значними потребами в нагріванні, охолодженні, зволоженні і осушення повітря.

Сформована практика створення чистих приміщень орієнтована на забезпечення заданих класів чистоти без належної уваги до завдань економії енергоресурсів.

Підтримка заданої чистоти в приміщенні є непростим і комплексним завданням. Необхідно точне знання характеристик виділення часток і на їх основі виконання розрахунків витрати повітря і кратності повітрообміну, що не завжди можливо. Концентрація частинок в повітрі носить імовірнісний характер і залежить від багатьох факторів: впливу людини, процесу, обладнання, матеріалів і продукції, які важко оцінити точно, особливо на стадії проектування. В силу цього проектні рішення приймаються з великим запасом, щоб при атестації і експлуатації гарантовано отримати заданий клас чистоти.

Добре продумане і побудоване чисте приміщення має запас по чистоті. Існуюча практика атестації та експлуатації чистих приміщень цей запас не враховує, що призводить до зайвої витрати енергії.

Ще одна причина надмірно високих кратності повітрообміну, які закладаються в проекти, полягає в застосуванні нормативних вимог, які не поширюються на даний об'єкт. Наприклад, додаток 1 до ГОСТ Р 52249-2009 "Правила виробництва і контролю якості лікарських засобів" (GMP) встановлює, що час відновлення чистого приміщення при виробництві стерильних лікарських засобів не повинна перевищувати 15-20 хв. Для виконання цієї вимоги кратність повітрообміну може істотно перевищувати значення, необхідні для забезпечення класу чистоти в сталому режимі.

Поширення вимог до виробництва стерильних лікарських засобів на нестерильні препарати та іншу продукцію, в тому числі немедичного призначення, призводить до істотного перевитрати енергії.

Рекомендації щодо економії енергії в чистих приміщеннях наведені в стандартах Великобританії BS 8568 до: 2013 * і Товариства німецьких інженерів VDI 2083 Частина 4.2.
________________
* Доступ до міжнародних і зарубіжних документів, згаданим тут і далі по тексту, можна отримати, перейшовши за посиланням на сайт http://shop.cntd.ru. - Примітка виробника бази даних.


У цьому стандарті подані вимоги до визначення реального резерву потужності на етапах атестації та експлуатації виходячи з фактичних витрат енергоресурсів при гарантії відповідності заданому класу чистоти. Економія енергії повинна передбачатися не тільки на етапі проектування чистих приміщень, але і забезпечуватися при атестації і експлуатації.
________________

A.Fedotov. - "Saving energy in cleanrooms". Cleanroom Technology. London, August, 2014 року, pp.14-17 Федотов A.E. "Економія енергії в чистих приміщеннях" - "Технологія чистоти" N 2/2014, стор. 5-12 Чисті приміщення. Під ред. А.Е.Федотова. М., АСІНКОМ, 2003 року, 576 с.


При атестації та експлуатації чистих приміщень слід оцінювати реальний виділення часток і на основі цього визначати необхідний витрата повітря і кратність повітрообміну, які можуть бути істотно нижче проектних значень.

У цьому стандарті наведено гнучкий підхід до визначення кратності повітрообміну з урахуванням реального виділення часток і технологічного процесу.

1 Область застосування

Цей стандарт встановлює методи енергозбереження в чистих приміщеннях.

Стандарт призначений для застосування при проектуванні, атестації та експлуатації чистих приміщень з метою економії енергоресурсів. Стандарт враховує специфіку чистих приміщень і може використовуватися в різних галузях (радіоелектронної, приладобудівної, фармацевтичної, медичної, харчової та ін.).

Стандарт не стосується вимоги до вентиляції та кондиціювання, встановлені нормативними і нормативно-правовими документами з безпеки роботи з патогенними мікроорганізмами, токсичними, радіоактивними та іншими небезпечними речовинами.

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті є нормативні посилання на такі нормативні документи:

ГОСТ Р ЕН 13779-2007 Вентиляція в нежитлових будівлях. Технічні вимоги до систем вентиляції та кондиціонування

ДСТУ ISO 14644-3-2007 Чисті приміщення і пов'язані з ними контрольовані середовища. Частина 3. Методи випробувань

ДСТУ ISO 14644-4-2002 Чисті приміщення і пов'язані з ними контрольовані середовища. Частина 4. Проектування, будівництво та введення в експлуатацію

ДСТУ ISO 14644-5-2005 Чисті приміщення і пов'язані з ними контрольовані середовища. Частина 5. Експлуатація

ГОСТ Р 52249-2009 Правила виробництва і контролю якості лікарських засобів

ГОСТ Р 52539-2006 Чистота повітря в лікувальних установах. Загальні вимоги

ГОСТ ИСО 14644-1-2002 Чисті приміщення і пов'язані з ними контрольовані середовища. Частина 1. Класифікація чистоти повітря

Примітка - При користуванні справжнім стандартом доцільно перевірити дію посилальних стандартів в інформаційній системі загального користування - на офіційному сайті Федерального агентства з технічного регулювання і метрології в мережі Інтернет або по щорічному інформаційному покажчику "Національні стандарти", який опублікований станом на 1 січня поточного року, і за випусками щомісячного інформаційного покажчика "Національні стандарти" за поточний рік. Якщо замінений контрольний стандарт, на який дана недатована посилання, то рекомендується використовувати діючу версію цього стандарту з урахуванням всіх внесених в дану версію змін. Якщо замінений контрольний стандарт, на який дана датована посилання, то рекомендується використовувати версію цього стандарту з зазначеним вище роком затвердження (прийняття). Якщо після затвердження цього стандарту в контрольний стандарт, на який дана датована посилання, внесено зміну, що зачіпає положення, на яке дано посилання, то це положення рекомендується застосовувати без урахування даного зміни. Якщо контрольний стандарт скасований без заміни, то положення, в якому дано посилання на нього, рекомендується застосовувати в частині, що не зачіпає це посилання.

3 Терміни та визначення

У цьому стандарті використано терміни та визначення згідно з ГОСТ ІСО 14644-1, а також такі терміни та визначення:

3.1 час відновлення: Час зниження концентрації частинок в приміщенні в 100 разів у порівнянні з початковою, досить великою концентрацією часток.

Примітка - Методика визначення часу відновлення приведена в ДСТУ ISO 14644-3 (пункт В.12.3).

3.2 кратність повітрообміну N: Ставлення витрати повітря L (М / ч) до об'єму приміщення V (М), N \u003d L / V, Ч.

3.5 витрата повітря L: Кількість повітря, що подається в приміщення в годину, м / ч.

ефективність вентиляції : Ефективність вентиляції характеризує зв'язок між концентрацією забруднень в припливно повітрі, витяжному повітрі і в зоні дихання (всередині експлуатованої зони) .Ефективність вентиляції обчислюється за формулою

де c- концентрація забруднень в витяжному повітрі;

c - концентрація забруднень всередині приміщення (в зоні дихання в межах експлуатованої зони);

c - концентрація забруднень в припливно повітрі.

Ефективність вентиляції залежить від розподілу повітря, а також від виду і місця знаходження джерел забруднення повітря. Вона може бути різною для різних видів забруднень. Якщо відбувається повне видалення забруднень, то ефективність вентиляції дорівнює одиниці. Більш детально поняття "ефективність вентиляції" розглянуто в CR 1752.

Примітка - Для позначення даного поняття також широко використовується термін "ефективність видалення забруднень".


[ГОСТ Р ЕН 13779-2007, стаття 3.4]

4 Принципи економії енергії в чистих приміщеннях

4.1 Заходи з енергозбереження

Заходи з енергозбереження можуть бути загальними для будь-яких будівель, виробництв і систем вентиляції і кондиціонування або спеціальними для чистих приміщень.

4.2 Загальні заходи

До загальних заходів належать:

- мінімізація надходження і втрат тепла, утеплення будівель;

- рекуперація тепла;

- рециркуляція повітря з доведенням частки зовнішнього повітря до мінімуму, де це не заборонено обов'язковими нормами;

- розміщення енергоємних виробництв в кліматичних зонах, які не потребують надмірно високих витрат на обігрів і зволоження повітря взимку, охолодження і осушення влітку;

- використання високоефективних вентиляторів, кондиціонерів та чілерів;

- виключення невиправдано жорстких діапазонів зміни температури і вологості;

- підтримка вологості повітря в зимовий період на мінімальному рівні;

- видалення надлишків теплоти від обладнання переважно вбудованими в обладнання локальними системами, а не засобами вентиляції та кондиціонування повітря і т.д.

- використання засобів захисту робочих місць і витяжних шаф, які не потребують видалення великих обсягів повітря при роботі з шкідливими речовинами (наприклад, закрите обладнання, системи з обмеженим доступом, ізолятори);

- використання обладнання з резервом потужності (наприклад, кондиціонери, фільтри і ін.), Маючи на увазі, що обладнання з більшою номінальною потужністю споживає менше енергії для виконання даного завдання;

Примітка - При однаковій витраті повітря у вентилятора (кондиціонера) з більшою номінальною потужністю витрата енергії буде менше.


- інші заходи відповідно до 4.4.2.

4.3 Спеціальні заходи

Ці заходи враховують особливості чистих приміщень і включають в себе:

- скорочення до розумного мінімуму площ чистих приміщень та інших приміщень з кондиціонуванням повітря;

- виключення завдання необгрунтовано високих класів чистоти;

- обгрунтування кратності повітрообміну, уникаючи надмірно високих значень, в тому числі з-за невиправдано жорстких вимог до часу відновлення;

- використання HEPA і ULPA фільтрів зі зниженим перепадом тиску, наприклад мембранних тефлоновим фільтрів;

- герметизацію нещільності в стиках огороджувальних конструкцій;

- застосування місцевої захисту при завданні високого класу в обмеженій зоні виходячи з вимог процесу;

- скорочення чисельності персоналу або використання безлюдних технологій (наприклад, використання закритого обладнання, ізоляторів);

- зниження витрати повітря в неробочий час;

- визначення на етапах атестації та експлуатації реальної величини резерву потужності, закладеної проектом;

- суворе дотримання вимог експлуатації, в тому числі до одягу, гігієни персоналу, навчання та ін .;

- визначення дійсно необхідних витрат повітря при випробуваннях і під час експлуатації та регулювання витрат повітря до мінімальних значень, грунтуючись на цих даних;

- експлуатація чистого приміщення при знижених витратах енергії за умови дотримання вимог до класу чистоти;

- підтвердження можливості роботи при знижених витратах енергії шляхом поточного контролю чистоти (моніторингу) і повторних атестацій;

- інші заходи відповідно до 4.4.2.

4.4 Етапи економії енергії

4.4.1 Загальні положення

Оцінка потреби в енергоресурсах виконується на етапах проектування, атестації та експлуатації.

Основним фактором, що визначає потребу в енергоресурсах, є витрата повітря (кратність повітрообміну).

Витрата повітря повинен бути визначений на етапі проектування. При цьому передбачається деякий резерв з урахуванням невизначеності через відсутність точних даних про виділення часток обладнанням, процесом і з інших причин.

На етапі атестації перевіряється правильність проектних рішень і визначається реальний резерв систем вентиляції та кондиціонування по витраті повітря.

При експлуатації контролюють відповідність чистого приміщення заданому класу чистоти.

Примітка - Даний підхід відрізняється від існуючої практики. Традиційно витрата повітря визначається на етапі проектування (в проекті), в побудованому приміщенні при атестації перевіряють відповідність витрати повітря заданому в проекті і ця витрата повітря підтримується при експлуатації. При цьому проектом закладається надмірність витрати повітря через наявність деякої невизначеності, але ця надмірність не виявляється при випробуваннях. Далі приміщення експлуатується при надмірно високих кратностях повітрообміну, що призводить до перевитрати енергії.


Цей стандарт передбачає визначення реального резерву в проектних рішеннях і експлуатацію чистого приміщеннях при реально необхідні витрати повітря, які виявляються менш проектних значень на величину встановленого при випробуваннях резерву.

У стандарті наведено гнучкий порядок визначення кратності повітрообміну.

4.4.2 Проектування

Слід приймати загальні і спеціальні заходи економії енергії (див. 4.2-4.3) з урахуванням реальних можливостей.

Поряд з цим слід передбачити:

- регулювання витрат повітря засобами автоматизації, включаючи завдання режимів для робочого і неробочого часу і забезпечення параметрів мікроклімату в залежності від конкретних умов;

- перехід від забезпечення класу чистоти у всьому приміщенні до місцевої захисту, при якій задається і контролюється клас чистоти тільки в робочій зоні, або в робочій зоні передбачається більш високий клас чистоти, ніж в решті частини приміщення;

- облік роботи ламінарних шаф і ламінарних зон. В цьому випадку до витрати повітря на забезпечення чистоти від кондиціонера додається витрата повітря від ламінарної шафи (зони);

- для приміщень, де потрібна тільки місцева захист, слід розглянути доцільність застосування горизонтального потоку повітря замість вертикального. В окремих випадках можливе створення потоку повітря під кутом, наприклад під кутом 45 ° по відношенню до стелі;

- зниження опору потоку повітря на всіх елементах тракту руху повітря, в тому числі за рахунок низької швидкості повітря в повітроводі.

Методи економії енергії розрізняються для приміщень (зон) з односпрямованим і неоднонаправленного потоком.

4.4.2.1 Односпрямований потік повітря

Для зон з односпрямованим потоком ключовим фактором є швидкість потоку повітря. Рекомендується підтримувати швидкість односпрямованого потоку приблизно 0,3 м / с, якщо нормативними документами не передбачено інше. У разі суперечності передбачається значення швидкості, установлене нормативними документами. Наприклад, ГОСТ Р 52249 (додаток 1) передбачає швидкість односпрямованого потоку повітря в межах 0,36-0,54 м / с; ГОСТ Р 52539 - 0,24-0,3 м / с (в операційних та палатах інтенсивної терапії).

4.4.2.2 неоднонаправленного потік повітря

Для чистих приміщень з неоднонаправленного (турбулентним) потоком вирішальним фактором є кратність повітрообміну (див. Розділ 5).

4.4.3 Атестація

Атестація (випробування) чистих приміщень проводиться по ДСТУ ISO 14644-3 та ДСТУ ISO 14644-4.

На додаток до цього слід перевірити можливість підтримки класу чистоти з запасом при знижених кратностях і реальних значеннях виділення часток, тобто визначити резерв систем вентиляції та кондиціонування. Це виконують для оснащеного і експлуатованого станів чистого приміщення.

4.4.4 Експлуатація

Слід підтвердити можливість роботи зі зниженими кратностями повітрообміну в реальному режимі при виконанні технологічного процесу зі встановленою чисельністю персоналу, використання цього програмного забезпечення одягу тощо.

З цією метою передбачається періодичний і / або безперервний контроль концентрації частинок.

Слід вжити заходів щодо зниження виділення часток всіма можливими джерелами, надходженню часток в приміщення і ефективному видаленню частинок з приміщення, в тому числі від персоналу, процесів і обладнання, конструкцій чистого приміщення (зручність і ефективність очищення).

Основними заходами зниження виділення часток є:

1) персонал:

- використання відповідної технологічної одягу;

- дотримання вимог гігієни;

- правильна поведінка виходячи з вимог технології чистоти;

- навчання;

- застосування липких килимків при вході в чисті приміщення;

2) процеси і обладнання:

- очищення (миття, прибирання);

- використання місцевих відсмоктувачів (видалення забруднень з місця їх виділення);

- застосування матеріалів і конструкцій, які не адсорбирующих забруднення і забезпечують ефективність і зручність проведення прибирання;

3) прибирання:

- правильна технологія і необхідна періодичність прибирання;

- застосування інвентарю і матеріалів, що не виділяють частинок;

- контроль за проведенням прибирання.

5 Кратність повітрообміну

5.1 Завдання кратності повітрообміну

Беручи до уваги ключову роль витрати повітря в споживанні енергії, слід виконувати оцінку кратності повітрообміну за всіма впливає на них факторів:

a) потреби в зовнішньому повітрі за санітарними нормами;

b) компенсації місцевих витяжок (відсмоктувачів);

c) підтримки перепаду тиску;

d) видалення надлишків теплоти;

e) забезпечення заданого класу чистоти.

Слід вжити заходів щодо зниження витрат повітря, не пов'язаних із забезпеченням чистоти (перерахування a-d) до значень, менших, ніж необхідно для забезпечення чистоти (e).

Для розрахунку системи вентиляції і кондиціонування приймається кратність за найгіршим (найбільшому) значенню.

Необхідна кратність повітрообміну (витрата повітря) залежить від вимог до класу чистоти (гранично допустимою концентрацією часток в повітрі) і часу відновлення.

Методика розрахунку кратності повітрообміну для забезпечення чистоти приведена в додатку A.

5.2 Забезпечення класу чистоти

Класифікація чистих приміщень наведена в ГОСТ ІСО 14644-1.

Вимоги до класів чистоти задаються відповідно нормативними документами (для виробництва лікарських засобів - по ГОСТ Р 52249, лікувальних установ - по ГОСТ Р 52539) або завданням на проектування (технічного завдання на розробку) чистого приміщення виходячи із специфіки технологічного процесу і за згодою між замовником і виконавцем.

На етапі проектування інтенсивність виділення часток може бути оцінена лише наближено, в зв'язку з цим слід передбачати запас кратності повітрообміну.

5.3 Час відновлення

Час відновлення приймається відповідно до нормативних вимог для передбачених в них випадків. Наприклад, ГОСТ Р 52249 встановлює час відновлення 15-20 хв для виробництв стерильних лікарських засобів. В інших випадках замовник і виконавець можуть задавати інші значення часу відновлення (30, 40, 60 хв і ін.) Виходячи з конкретних умов.

Методика розрахунку зниження концентрації частинок і часу відновлення приведена в додатку A.

На концентрацію частинок в повітрі і час відновлення сильний вплив надають одяг персоналу та інші умови експлуатації (див. Приклад в додатку B).

При наявності в приміщенні зони з односпрямованим потоком повітря слід враховувати її вплив на чистоту повітря (див. Додаток A).

Додаток A (довідковий). Залежність концентрації частинок і часу відновлення від кратності повітрообміну

додаток A
(Довідковий)

Основним джерелом забруднень в чистому приміщенні є людина. У багатьох випадках емісія забруднень від устаткування і конструкцій мала в порівнянні з виділеннями від людини і нею можна знехтувати.

концентрація частинок C в повітрі приміщень з припливною вентиляцією в момент часу t розраховується (у загальному випадку) за формулою

де C - концентрація частинок в початковий момент (при включенні системи вентиляції або після внесення забруднень у повітря) t\u003d 0, частинок / м;

n - інтенсивність виділення часток всередині приміщення, часток / с;

V - обсяг приміщення, м;

k - коефіцієнт, що розраховується за формулою (A.2);

k - коефіцієнт, що розраховується за формулою (A.3).

де - коефіцієнт ефективності системи вентиляції, для чистих приміщень з неоднонаправленного (турбулентним) потоком приймається \u003d 0,7;

Q - витрата припливного повітря, м / с;

q - обсяг повітря, що проникає всередину приміщення через негерметичність (інфільтрація повітря), м / с;

- частка рециркуляційного повітря;

- ефективність фільтрації рециркуляційного повітря.

де - ефективність фільтрації зовнішнього повітря;

C - концентрація частинок в зовнішньому повітрі, частинок / м;

C - концентрація частинок в повітрі, що надходить за рахунок інфільтрації, частинок / м.

Формула (A.1) включає в себе два доданків: змінне C і постійне C.

C \u003d C+ C, (A.4)

де,
.

Змінна частина характеризує перехідний процес, коли концентрація частинок в повітрі приміщення знижується після включення вентиляції або внесення забруднень в приміщення.

Постійна частина характеризує усталений процес, при якому система вентиляції видаляє частинки, які генеруються в приміщенні (персоналом, обладнанням та ін.) І надходять в приміщення ззовні (з припливним повітрям, за рахунок інфільтрації).

У практичних розрахунках приймають:

- інфільтрацію повітря рівною нулю, q=0;

- ефективність фільтрації дорівнює 100%, тобто \u003d 0 і \u003d 0.

Тоді коефіцієнти рівні

k= · Q \u003d 0,7 · Q,

k=0

Формула (A.1) спрощується

де N - кратність повітрообміну, ч;

Q \u003d N · V. (А.6)

Приклад A.1 Чисте приміщення в оснащеному стані (без персоналу, процес не ведеться)

Розглянемо чисте приміщення з наступними параметрами:

- обсяг V \u003d 100 м ;

- клас чистоти 7 ІСО; оснащене стан; заданий розмір часток 0,5 мкм (352000 частинок / м );

0,5 мкм всередині приміщення =10 частинок / с;

- З =10 частинок / м , Частки з розмірами 0,5 мкм;

- кратність повітрообміну N, відповідає ряду 15 *, 10, 15, 20, 30;
___________________


- витрата повітря Q, м / С, що розраховується за формулою (A.6)

де 3600 - число секунд в 1 годині;

- коефіцієнт ефективності системи вентиляції для чистих приміщень з неоднонаправленного (турбулентним) потоком приймається =0,7.

Розрахунок зниження концентрації частинок по закінченню часу t виконуємо за формулою (A.5):

де .

Примітка - При розрахунках слід висловлювати час в секундах.

Дані розрахунку наведені в таблиці A.1.

Таблиця A.1 - Зміна концентрації частинок з розмірами 0,5 мкм в повітрі в залежності від кратності повітрообміну з плином часу в оснащеному стані

Дані таблиці A.1 в графічному дані на малюнку A.1. *
___________________
* Текст документа відповідає оригіналу. - Примітка виробника бази даних.


З таблиці А.1 і малюнка А.1 видно, що умова часу відновлення менше 15-20 хв (зниження концентрації частинок в повітрі в 100 разів) виконується для кратності повітрообміну 15, 20 і 30 ч . Якщо допустити час відновлення рівним 40 хв, то кратність повітрообміну можна знизити до 10 год . В експлуатації це означає переключення систем вентиляції на робочий режим за 40 хв до початку роботи.

Рисунок А.1 - Зміна концентрації частинок з розмірами не менше 0,5 мкм в повітрі в залежності від кратності повітрообміну з плином временив оснащеному стані

Рисунок А.1 - Зміна концентрації частинок з розмірами 0,5 мкм в повітрі в залежності від кратності повітрообміну з плином временив оснащеному стані

Приклад А.2. Чисте приміщення в експлуатації

Чисте приміщення той же, що в прикладі A.1.

умови:

- експлуатоване стан;

- чисельність персоналу 4 людини;

- інтенсивність виділення часток з розмірами 0,5 мкм однією людиною дорівнює 10 частинок / с (використовується одяг для чистих приміщень);

- виділення часток обладнанням практично відсутня, тобто враховується тільки виділення часток персоналом;

- n \u003d 4 · 10 частинок / с;

- С =10 частинок / м .

Розрахуємо зниження концентрації частинок з плином часу за формулами

,

Результати розрахунку наведені в таблиці A.2.

Таблиця A.2 - Зміна концентрації частинок з розмірами

Дані таблиці A.2 показані в графічному вигляді на малюнку A.2.

Рисунок А.2 - Зміна концентрації частинок з розмірами не менше 0,5 мкм в повітрі в залежності від кратності повітрообміну з плином часу (використовується одяг для чистих приміщень)

Рисунок А.2 - Зміна концентрації частинок з розмірами 0,5 мкм в повітрі в залежності від кратності повітрообміну з плином часу (використовується одяг для чистих приміщень)

Як видно з прикладу A.2, при кратності повітрообміну 10 год клас 7 ІСО досягається через 35 хв після початку роботи системи вентиляції (якщо немає інших джерел забруднення). Надійне підтримку класу чистоти 7 ІСО забезпечується з запасом при кратності повітрообміну 15-20 год .

Додаток B (довідковий). Оцінка впливу одягу на рівень забруднень

додаток B
(Довідковий)

Розглянемо вплив одягу на концентрацію частинок в повітрі для випадків:

- звичайний одяг для чистих приміщень - куртка / штани, інтенсивність виділення часток 10 частинок / с;

- високоефективна одяг - комбінезон для чистих приміщень, інтенсивність виділення часток 10 частинок / с.

Дані в таблиці B.1 отримані за методикою, наведеною в додатку А.

Таблиця B.1 - Концентрації часток з розмірами 0,5 мкм в повітрі для різних видів одягу для чистих приміщень при кратності повітрообміну 10 год

Примітка - Передбачається, що персонал дотримується вимог гігієни, поведінки, переодягання і інші умови експлуатації чистих приміщень по ДСТУ ISO 14644-5.

Дані таблиці B.1 показані в графічному вигляді на малюнку B.1.

Рисунок В.1 - Концентрації часток з розмірами не менше 0,5 мкм в повітрі для різних видів одягу при кратності повітрообміну 10 ч _ (- 1)

Рисунок В.1 - Концентрації часток з розмірами 0,5 мкм в повітрі для різних видів одягу при кратності повітрообміну 10 год

З таблиці B.1 і малюнка B.1 видно, що застосування високоефективної одягу дозволяє досягати рівня чистоти класу 7 ІСО при кратності повітрообміну 10 чи часу відновлення 40 хв (якщо немає інших джерел забруднень).

Бібліографія

Cleanroom energy - Code of practice for improving energy in cleanrooms and clean air devices

VDI 2083 Part 4.2

Cleanroom technology - Energy efficiency, Beuth Verlag, Berlin (April 2011)

УДК 543.275.083: 628.511: 006. 354

ОКС 13.040.01;

Ключові слова: чисті приміщення, енергозбереження, вентиляція, кондиціонування повітря, витрата повітря, кратність повітрообміну

Електронний текст документа
підготовлений АТ "Кодекс" і звірений по:
офіційне видання
М .: Стандартинформ, 2015

Для об'єктів охорони здоров'я, наукових центрів, а також підприємств з випуску мікроелектроніки і медикаментів підходять вентиляційні системи, які призначені для «чистих приміщень».

Концепція «чистої кімнати»

«Чистим» вважається приміщення з усіма відносяться до нього структурами, в яких концентрація мікроорганізмів і частинок в повітрі підтримується на тому рівні, який визначений СНиП 41-01-2003 (8) і ГОСТ ИСО 14644-1-2002. Свої класи чистоти і санітарні норми також є в США і країнах ЄС.

Залежно від числа зважених часток розміром від 0,1-5,0 мкм на 1 м 3 в чистому приміщенні, встановлено 9 класів стерильності.

Наприклад, клас 5 iso має 2 підвиди:

  • «А» - ГДК мікроорганізмів максимум 1 / м 3;
  • «В» - ГДК мікроорганізмів не вище 5 / м 3.

Для чистих приміщень застосовується відповідна категорія iso і одне з цих станів: «оснащене», «побудоване» або «експлуатоване».

Прилади для створення «чистого» обміну повітрям

Організація систем кондиціонування і обдування - це трудомісткий процес, який вимагає спеціалізованих знань, наявності певних інструментів і специфічних інженерних рішень.

Повітряні потоки в таке приміщення повинні подаватися вже відфільтрованими від мікроорганізмів, бактерій і забруднень, тому одна з головних ролей у створенні сприятливого мікросередовища в чистих кімнатах відведена системі очищення припливного повітря. Ходовий системою фільтрації вважається монтаж після нагнітає вентилятора декількох груп очисних елементів:

  1. Груба очищення від забруднень механічного характеру;
  2. Тонке очищення і антибактеріальна фільтрація;
  3. Абсолютна очищення припливних повітряних мас.

Крім фільтруючих пристроїв у вентилировании чистих кімнат задіяні: повітрозабірні і повітророзподільні агрегати, шлюзи, пристосування автоматичної підтримки необхідної температури і вологості, вентилятори, а також запірні і регулюючі прилади. Вибір певного набору обладнання залежить, в першу чергу, від призначення чистих приміщень і необхідного для роботи цього об'єкту класу чистоти повітряних мас.

В процесі розробки систем провітрювання чистих приміщень велику увагу слід приділяти конструкції і матеріалу виготовлення труб і фільтрувальних камер, які потрібно систематично обробляти з метою антимікробної профілактики.

особливості повітрообміну

Щоб підтримувати чистоту повітря в приміщеннях треба застосовувати вентиляцію з надмірним обсягом припливу, в порівнянні з витяжною установкою в прилеглих до неї кабінетах.

  • Якщо в кімнаті немає вікон, то переважання припливу над витяжкою має сягати 20%;
  • Якщо в приміщенні є вікна, які допускають інфільтрацію, то працездатність подачі повітря повинна бути вище витяжки приблизно на 30%.

Подібна система обміну повітря не допускає проникнення в приміщення забруднень і сприяє руху повітря з чистого кабінету в суміжні з ним кімнати. Велика увага приділяється варіантів впуску повітряних потоків в чисті приміщення і залежить, як правило, від їх призначення.

Надходження повітря в приміщення з класом чистоти 1-6 забезпечують повітророзподільні апарати, рівномірно напрямні повітряні маси швидкістю від 0,2 до 0,45 м / с. У кабінетах з більш низьким рівнем чистоти дозволяється виробництво не односпрямованого потоку, для цього експлуатуються стельові дифузори. Кратність повітрообміну в чистих приміщеннях становить 25-60 разів в 60 хвилин.

Часто використовувані схеми

При розробці повітропроводів однією з найбільш гострих проблем вважається грамотне пристрій повітряних потоків. В даний час найчастіше експлуатуються 5 способів розташування повітророзподільних девайсів, вибір яких безпосередньо залежить від призначення чистих приміщень. Розглянемо ці схеми:

  • Односпрямований приплив повітря здійснюється за допомогою похилої вентиляційної решітки;
  • Чи не односпрямований приплив повітряних мас виконується за рахунок застосування стельових дифузорів;
  • Подача припливного повітря в операційну проводиться через перфоровану стельовий блок зі створенням односпрямованого потоку повітряної суміші;
  • Надходження припливного повітря відбувається завдяки стельового повітророзподільника, що створює односпрямований потік повітря в робочу зону;
  • Подання не односпрямованого повітря відбувається за допомогою кільцевого повітряного шланга.

Витяжний обдування операційних здійснюється за рахунок витяжних вентиляторів і припливних решіток, оснащених зворотними клапанами.

Практика показала, що найкращим пристосуванням для створення односпрямованого потоку повітря в операційній є стельові сітчасті розподільники повітря. Наприклад, ламінарний стелю розміром 1,8х2,4 метра в операційній, площа якого сягає 40 м 2, дозволить організувати 25-кратний обмін повітря при швидкості виходу повітряних мас з приладу 0,2 м / с. Цих показників вистачить для асиміляції надлишків тепла від функціонування техніки і кількості медпрацівників в операційній.

Розробка вентиляційних і кондиционирующих систем в чистих приміщеннях - це складний процес, який вимагає, щоб людина розбирався в процесах обміну повітря і тонкощах застосування повітророзподільних агрегатів. Саме з цієї причини для складання всієї конструкції на таких об'єктах необхідно звертатися тільки до майстрів своєї справи.

Правильна вентиляція чистих приміщень досягається при дотриманні певних умов в обробці і продуманого вибору обладнання. Чистої називається кімната, де здійснюється контроль за концентрацією зважених в повітрі речовин.

Приміщення спроектоване і побудоване з урахуванням мінімальних надходжень і виділень частинок, що дозволяє контролювати температурні зміни, вологість і, в особливих випадках, тиск.

Загальні вимоги вентиляції

Системи вентиляції забезпечують подачу необхідної кількості повітря по санітарним нормам, видаляють шкідливі речовини. Фільтрують потік на вході для досягнення потрібного класу чистоти, Підтримуючи задані параметри мікроклімату.

По кожному фактору оцінюються обсяги повітрообміну ще на етапі проектування. При затребування більшої кратності цього параметра на шкоду очищення, провадиться перерахунок для його зниження.

Для чого враховується:

  • Час відновлення після внесення забруднень
  • Швидкість руху повітря
  • Температура і вологість
  • Видалення шкідливих домішок

Основні типи вентиляційних систем

Виходячи з вимог до класу чистоти, вибирається система вентиляції чистих приміщень з наступних типів:

  • прямоточная
  • З рециркуляцією
  • Прямоточная з рекуперацією тепла
  • З локальними зонами
  • дворівнева

Вибір обґрунтовується конкретними факторами, з урахуванням капітальних витрат і умов економії енергії. Локальні установки, як правило, мають вентилятор і можуть розташовуватися в самому приміщенні або поза ним. Доповнюються НЕРА фільтрами, в разі потреби хімічними, які нейтралізують запахи і іншими.

прямоточная система

Схема проста, подається повітря з вулиці, потім він проходить всі основні цикли обробки. Економічно невигідно, через великі енерговитрат і великими витратами на фільтраційні витратні матеріали.

З рециркуляцією

Однорівнева система, включає в себе кондиціонування для чистих приміщень з поверненням повітря з очищеної зони на обробку. Енерговитратність середня.

Прямоточная з рекуперацією тепла

Пропускається в даному варіанті через фільтри повітряний потік по замкнутій схемі повертає тепло в приміщення.

дворівнева

Пред'являються вимоги вентиляція чистого приміщення в цій системі виправдовує найкраще. Якщо кондиціонерів кілька, як і обслуговуючих кімнат, йде розбивка на центральний (тільки в нього надходить вуличне повітря) і рециркуляційні кондиціонери.

Місцева з локальними зонами

Використовується для локалізації зон з підвищеними вимогами по санітарній обробці. Найчастіше монтуються модулі вентиляторів з фільтрами, іноді спеціальні установки рециркуляції.

баланс повітрообміну

За нормами в технологічно чистих приміщеннях повинна застосовуватися вентиляція повітря, для збалансованого обміну потрібні витяжки, місцева і загальнообмінна, фільтри. регулювання ресурсів відбувається за допомогою клапанів, Коригувальних повітряні потоки.

Системи очищення в приміщеннях, що вимагають підвищеного ступеня знезараження атмосфери, ставляться багатоступінчасті. У спеціальній таблиці вказується взаємозв'язок класів чистоти зі ступенем фільтрації. Більш тонкі моделі захищаються на вході великими, що не пропустять комах.
Фінішна перешкода монтується на стіні, стелі чистої зони, цього вимагає технологія. Як і те, що повітроводи не повинні виділяти дрібних частинок, краще вибирати з нержавіючої сталі.

Підіб'ємо підсумок, в справі по вентилюванню приміщень є типові рішення і індивідуальні. Повністю розрахувати, який варіант варто вибрати, можуть тільки фахівці. Установка під керівництвом професіоналів вбереже час, нерви і можливо чиєсь здоров'я.

Відео про будівництво

Без чистих приміщень неможливо уявити виробництво електронних мікросхем, фармацевтичну промисловість, ефективне лікування хворих, проведення досліджень в різних галузях медицини і приготування їжі. Чистим вважається приміщення, в якому кількість аерозольних часток і число бактерій в повітрі підтримується допустимого рівня. Існує дев'ять класів чистих приміщень в залежності від концентрації пилу і бактерій в повітрі. Вони закріплені в Гості ІСО 14644-1-2000, в основі якого лежить міжнародний стандарт ІСО 14644-1-99 «Чисті приміщення і пов'язані з ними контрольовані середовища».


У складі звичайного повітря (яким ми дихаємо в повсякденному житті) знаходиться велика кількість домішок (зміг, пил, пилок квітів, віруси, грибки). Перераховані домішки неприйнятні для чистих кімнат, так як вони негативно позначаються на проведенні роботи. Тому створення систем вентиляції та кондиціонування в чистих приміщеннях є обов'язковою складовою забезпечення відповідного мікроклімату.

Особливості проектування системи вентиляції чистих приміщень

Проектування і монтаж систем вентиляції та кондиціонування чистих приміщень вимагає навичок в роботі зі спецобладнанням, а також знань норм і вимог, що пред'являються до чистих приміщень.

Існує три схеми організації повітрообміну в чистих приміщеннях:

  • всі потоки повітря рухаються паралельно;
  • невпорядковане напрямок - подача чистого повітря відбувається в різні боки;
  • змішане напрямок - спостерігається у великих кімнатах, коли в одній частині повітря рухається паралельно, а в іншій частині - неупорядоченно.

Залежно від розмірів кімнати і місця розташування робочої зони вибирають оптимальний проект системи вентиляції, але найбільш оптимальним рішенням є вентиляція з односпрямованим потоком чистого повітря.

Для чистих приміщень застосовується виключно приточно-витяжна система вентиляції і кондиціонування. Її суть полягає в наступному: зверху під тиском з певною швидкістю піддається потік чистого повітря, який «видавлює» забруднене повітря, що знаходиться в приміщенні, вниз до воздухозаборникам.

Охолоджене повітря піддається з невисокою швидкістю, як правило, в верхню частину приміщення (приблизно на 1/4 об'єму кімнати) через стельові панелі. Він ніби обтікає простір, опускаючи пил вниз, до витяжки, при цьому створюється мінімальний рівень роздратування. При такій вентиляції не з'являються протяги, вихори пилу, що осів на підлогу. Крім того, повітря, що подається попередньо готується до необхідної температури і вологості.

Основою системи вентиляції і кондиціонування служить припливно-витяжна установка з рециркуляцією, яка складається з таких елементів:

  1. корпус;
  2. фільтри;
  3. зволожувач повітря;
  4. теплообмінники;
  5. вентилятори.

    Загальна схема системи вентиляції чистих приміщень.


Особливі вимоги пред'являють до фільтрів. Фільтраційна система складається з трьох груп фільтрів, через які послідовно проходить потік повітря:

  • фільтр грубої очистки (перша ступінь фільтрації) - видаляє з повітря механічні забруднення;
  • фільтр тонкого очищення (друга ступінь фільтрації) - видаляє бактерії та інші мікроорганізми;
  • мікрофільтр HEPA і ULPA з абсолютною очищенням (видаляє 99,999995% мікроорганізмів).

Фільтри грубого і тонкого очищення розташовуються в центральному кондиціонері, а фільтри HEPA і ULPA - безпосередньо в розподільника повітря.

Фільтри HEPA і ULPA



Залежно від розмірів приміщення, тиску повітря, способу розміщення меблів визначається кількість і характеристики повітрязабірників і розподільників повітря.

Існує ряд правил, які потрібно враховувати в ході проектування витяжної вентиляції чистих приміщень:

  1. Необхідно підтримувати позитивний дисбаланс тиску повітря в чистих приміщеннях. Перепад тиску повинен становити не менше 10 Па при закритих дверях.
  2. На етапі проектування важливо врахувати висоту стель. Якщо вони вище 2,7 м, то більш раціонально використовувати спосіб локальної вентиляції робочого місця. У цьому випадку потік чистого повітря надходить безпосередньо в те місце, де людина працює.
  3. Для приміщень довжиною до 4,5 м замість фальшпідлоги встановлюються настінні решітки на висоті від 0,6 м до 0,9 м . Направлений струмінь повітря обволікає кімнату і рухається до ґрат, поступово витісняючи забруднене повітря.
  4. «Чисті» кімнати слід розташовувати близько тих приміщень, в яких рівень чистоти максимально високий.
  5. Для будівництва чистих приміщень використовуються виключно екологічні матеріали з високою герметичністю, що дозволить підтримувати стабільну циркуляцію повітря.
  6. У чистих приміщеннях потрібно застосовувати HEPA-фільтри і CAV-регулятори: перші забезпечують високу якість очищення повітря, що подається, а другі визначають порционность його подачі.

Нижче представлені найбільш оптимальні системи вентиляції і кондиціонування чистих приміщень.

А) Односпрямований потік піддається через вентиляційну решітку.

Б) Повітря піддається в різні боки за рахунок дифузорів, розташованих на стелі.

В) Односпрямований потік надходить в кімнату за рахунок перфорованої панелі на стелі.

Г) Повітря подається безпосередньо на робочу зону через розподільник повітря, розташований на стелі.

Д) Потік чистого повітря рухається в протилежних напрямках за рахунок обладнання кільцевих повітряних шлангів.

Вимоги до вентиляції чистих приміщень

До систем вентиляції для чистих приміщень пред'являються такі вимоги:

  • Зменшення кількості шкідливих домішок і бактерій, що включає в себе ряд таких дій: видалення забрудненого і подача чистого повітря, огородження робочого місця від шкідливих домішок і мікроорганізмів, блокування надходження повітря з інших приміщень.
  • Забезпечення таких параметрів повітря: температура, рухливість, вологість, концентрація шкідливих домішок.
  • Перешкода накопиченню статичної електрики.

Крім того, система вентиляції чистих приміщень спрямована на «блокування» появи таких ефектів:

  • періодичні турбулентні завихрення;
  • утворення пилу на деяких ділянках;
  • відхилення показників температури від норми;
  • різний рівень вологості на різних ділянках приміщення, що обслуговується.

Вимоги до повітрообміну

Обмін повітря в кімнаті визначається через рухливість повітря, яка вимірюється в м / с. Тільки для стерильних приміщень у фармацевтичній промисловості закріплено чітке визначення необхідного повітрообміну - 0,46 м / с ± 0,1 м / с (FDA, США). Рекомендовані норми рухливості повітря для чистих приміщень коливаються від 0,35 до 0,52 м / с ± 20%.

Також на повітрообмін впливає наявність вікон. Так, в герметичному приміщенні без вікон продуктивність повітря повинна бути на 20% вище, ніж витяжка, а в кімнаті з вікнами - на 20%.