Некоторые отрасли производства и узкоспециализированные учреждения нуждаются в поддержании максимальной чистоты воздуха, где малейшая пылинка или микроорганизм могут свести на нет весь результат. К ним относятся фармацевтическая, электронная и приборостроительная промышленность, ожоговые центры, операционные и пр.
Поддержание строго контролируемой атмосферы предусматривают только в изолированных помещениях, так называемых «чистых». Такие объемно-планировочные решения вентиляции и кондиционирования чистых помещений, точные расчеты и подбор соответствующего оборудования, какие нужны для гиперчувствительных к пыли процессов, могут выполнить только проектанты-профессионалы, отвечающие за результат своим опытом и квалификацией.
Функционал систем вентиляции чистых помещений сосредоточен на соответствующей регламенту очистке воздуха с заданным временем сокращения концентрации частиц и расчетным перепадом давления.
Классификация уровней чистоты
Стандарты и классификация для разных отраслей отличаются источниками угрозы. Вентиляция в технологически чистых помещениях в сфере микроэлектроники, высокоточной оптики, фармацевтики и пр. должна обеспечивать заданный класс чистоты, определяемый максимально допустимыми размерами и количеством частиц в воздухе.
ГОСТ Р ИСО 14644-4-2002 определяет 9 классов ИСО с заданным количеством частиц на кубический метр для различных фракций пыли. В медицинских учреждениях основную опасность несут возбудители заболеваний, а разделение на 4 класса чистоты по СанПиН 2.1.3.2630-10 зависит от количества бактерий в воздухе (кроме стафилококка и спор плесени) и измеряется в КОЕ/м³.
Время снижения концентрации
Время восстановления (по сравнению с пиковой) концентрации для различных производств разная. Часто предписания стандартов таковы, что кратность воздухообмена значительно превышает требования к уровню чистоты воздуха, из-за чего происходит значительный перерасход энергопотребления. Согласно ГОСТ Р 56190-2014 этот параметр должен быть скорректирован по факту при пуске и в дальнейшем в режиме работы. Но еще при разработке чистых помещений вентиляция и кондиционирование воздуха должна включать мероприятия по минимизации негативных факторов.
Перепад давления
Давление в чистых помещениях должно быть выше, чем за их границами для уменьшения подсоса извне воздуха при открытии двери. Создается такой дисбаланс для вентиляции чистых помещений регулировкой объема воздуха на притоке и вытяжке (клапаны, дроссели, регуляторы CAV/VAV). Для предотвращения изменения перепадов давления вместо обычных дверей желательно предусмотреть тамбуры или шлюзы с каскадным набором перепада.
Схемы вентиляции и кондиционирования
Базовой системой является приточная вентиляция чистых помещений – забор, подготовка и подача 100 % наружного воздуха в рабочие зоны. Она подходит для случаев прямого запрета рециркуляции, при содержании в воздухе особо опасных веществ.
Прочие схемы более энергоэффективны:
- с рециркуляцией воздуха через дополнительные фильтры;
- с рекуперацией тепла через теплообменник для подогрева внешнего холодного в зимний период;
- двухуровневая – с разделением функций нескольких кондиционеров на главный, с функциями очистки, и подчиненные, получающие частично подготовленный воздух;
- с локальными зонами.
Подачу воздуха нужно организовывать через потолок, а вытяжку на уровне пола, что увеличивает пылеосаждение и унос, для минимизации попадания частиц через тамбур или шлюз можно предусмотреть воздушную завесу. На скорость попадания в помещение пыли влияет также количество и размер окон, которые нужно надежно заизолировать. При необходимости чистые помещения могут быть дополнены системой дымоудаления при риске возгорания.
Оборудование систем включает в себя заборные устройства, каналы и распределители воздуха, вентиляторы, кондиционеры, осушители, увлажнители, фильтры, автоматику управления с арматурой и исполнительными механизмами.
Фильтрация воздуха
Все частицы сразу уловить нельзя, иначе фильтры быстро забьются. Первые этапы многоступечатой технологии – грубая очистка от крупной пыли и насекомых. Для улавливания тонких фракций в технологически чистых помещениях должна применяться вентиляция с фильтрами типа ЕРА – средняя эффективность, НЕРА – высокая, ULPA – супервысокая.