Чистое помещение может быть определено как замкнутое гигиеническое пространство, в котором концентрация частиц загрязняющих веществ может удерживаться в приемлемых границах в соответствии с требованиями стандартов производства продуктов и услуг высокого качества.
В таких помещениях содержание загрязняющих веществ в воздухе, на поверхностях стен и потолка должно поддерживаться на минимальном уровне.
Указанными частицами могут быть такие материалы, как пыль, отработанные газы для анестезии, а также микроорганизмы.
Чрезвычайно чистого воздуха в помещении можно добиться только при удалении внутреннего воздуха и подачей отфильтрованного вытесняющего кондиционированного воздуха.
Кроме того, так же как и в классической системе, должны контролироваться параметры комфортных условий, такие как температура, относительная влажность, уровень шума, давление и скорость движения воздуха, а также минимальный расход наружного воздуха.
Технология чистых помещений служит выполнению следующих задач:
• защита продуктов от загрязнения;
• защита окружающей среды от загрязнения;
• создание защитной среды для людей, находящихся в помещении;
• защита людей, находящихся в помещении, от микробов, переносимых людьми;
• защита окружающей среды от опасных продуктов;
• защита окружающей среды от микробов, переносимых людьми.
Чистое помещение предполагает наличие чистой атмосферы, чистого газа, чистых поверхностей, чистого оборудования, чистой продукции и чистой технологии.
Никакие проекты и инвестиции не должны выполняться до определения гигиенических требований к чистому помещению.
Необходимо обеспечить гарантированное гигиеническое качество и поддержание необходимой степени чистоты воздуха в помещении (не обязательно максимально возможной).
Высокое гигиеническое качество может быть обеспечено при помощи реализации дорогого проекта защиты.
Основной подход должен предусматривать удовлетворение гигиенических требований, где это необходимо, наиболее недорогими способами и с максимальной эффективностью, но только в той степени, в какой это необходимо для конкретного помещения.
Параметры, влияющие на реализацию необходимых условий, могут быть разделены на две группы: параметры обеспечения комфорта и гигиены.
Критериями комфортных параметров воздуха являются:
• приемлемый температурный диапазон;
• приемлемое содержание влаги;
• необходимый расход подаваемого воздуха (л/с);
• допустимый уровень шума.
Эти параметры важны для ассимиляции тепловыделений от внешних и внутренних источников, а также для компенсации теплопотерь и для обеспечения комфортных условий в помещении.
Критерии гигиенических параметров воздуха:
• обеспечение концентрации микроорганизмов в заданных пределах;
• удаление из помещения загрязняющих веществ, таких как выделяющихся газов;
• контролирование движения воздуха в помещении.
Параметрами поддержания гигиенических условий являются концентрация микробов и загрязняющих газов, а также движение воздуха между помещениями.
В этой связи концентрация загрязняющих веществ должна находиться на минимально необходимом уровне, движение воздуха между помещениями должно контролироваться.
Однако во время проектирования должно проводиться рассмотрение этих параметров в их совокупности. Для ассимиляции теплоизбытков, обеспечивающей необходимое качество воздуха, следует проверять количество кондиционированного воздуха, так же как количество вытесняющего воздуха, необходимое для поддержания концентрации микроорганизмов в помещении ниже определенного уровня.
Области применения чистых помещений
Чистые помещения применяются в таких областях, как медицина, микроэлектроника, микромеханика и пищевая промышленность.
В медицине операционные, помещения для приготовления лекарственных препаратов, биохимические и генетические лаборатории очищаются от твердых частиц и микроорганизмов.
Чистые помещения применяются в микроэлектронике, космической технологии, тонкопленочной технологии, индустрии производства печатных схем и в смежных направлениях этих областей, где необходимо удаление загрязняющих частиц.
В пищевой промышленности из производственных помещений удаляются как частицы загрязняющих веществ, так и микроорганизмы.
Термины, использующиеся в литературе по чистым помещениям
Далее мы дадим пояснение некоторых терминов, которые наиболее часто встречаются в специализированной литературе, посвященной чистым помещениям.
Живые микроорганизмы. В эту категорию подпадают бактерии, грибки и вирусы. Микроорганизмы могут развиваться в форме колоний в воздухе, воде и особенно в трещинах и на шероховатых поверхностях. Наиболее распространенным источником микроорганизмов является человеческий организм, который распространяет около 1 000 типов бактерий и грибков.
Загрязняющие вещества, отличные от микроорганизмов. Взвешенные в атмосфере вещества и субстанции, отличные от микроорганизмов, присутствуют в атмосфере в результате действия ветра, землетрясений и вулканической деятельности. Указанные обычно называют пылью или аэрозолью. В эту группу входят частицы дыма, являющегося результатом промышленных процессов, систем отопления зданий и выбросов выхлопных газов автомобилей. В ту же группу входят также взвешенные частицы, источниками которых являются движущиеся части машин в чистых помещениях. Кроме того, в результате действий людей в чистом помещении в воздух этого помещения попадает около 100 000 частиц размером менее 3 мкм.
Стерильность. Так можно охарактеризовать ситуацию в помещении, при которой в продуктах и устройствах отсутствуют микроорганизмы.
Стерилизация. Техника разрушения или уничтожения микроорганизмов в продуктах или устройствах.
HEPA-фильтры (high efficiency particulate air filter — высокоэффективный аэрозольный фильтр). Такие фильтры являются разновидностью высокоэффективных воздушных фильтров. Они используются непосредственно в установках обработки воздуха, а также в конечных точках подачи воздуха в помещение в качестве конечной ступени очистки. Эффективность этих фильтров для частиц размером 0,3 мкм варьируется от 97,8 до 99,995 %. Такие фильтры предназначены для помещений, имеющих класс чистоты 100–100 000.
ULPA-фильтры (также известны под названием ULTRA-HEPA). Это очень эффективные специальные воздушные фильтры. Эффективность этих фильтров для частиц размером 0,3 мкм лежит в пределах от 99,999 до 99,99995 %. Такие фильтры предназначены для помещений, имеющих класс чистоты 1–100.
DOP-тест. Проверка эффективности HEPA-фильтров в реальных условиях после установки.
Чистые помещения с турбулентным потоком воздуха. В таких чистых помещениях кондиционированный воздух подается через HEPA-фильтры, расположенные непосредственно в подвесном потолке. Отверстия возврата воздуха находятся на уровне пола. Этот метод очистки предназначен для помещений с классом чистоты 10 000–100 000.
Чистые помещения с ламинарным потоком воздуха. В этом методе поток воздуха, протекающий с постоянной скоростью, переносит загрязняющие вещества в канал возвратного воздуха, а затем — в установку обработки воздуха.