Exigences de ventilation pour les salles blanches. Ventilation des salles blanches - règles, types de systèmes et exigences. Schéma général de la climatisation salle blanche
Raymond K. Schneider, consultant principal en salles blanches et directeur chez Practical Technology, États-Unis, membre de l'American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE)
La conception des systèmes de ventilation et de climatisation pour salles blanches présente un certain nombre de caractéristiques. Ci-dessous un article du célèbre spécialiste américain dans le domaine des salles blanches, M. Raymond K. Schneider, qui analyse les exigences des systèmes de ventilation pour les salles de différentes classes de propreté : de 1 à 9. Les solutions proposées par l'auteur, basées sur sa vaste expérience pratique, méritent une étude attentive et une utilisation lorsque cela est possible.
Les systèmes de climatisation des salles blanches doivent fournir une certaine quantité d’air purifié afin de maintenir un niveau donné de propreté de la pièce. L'air est fourni aux salles blanches de manière à éviter la formation de zones stagnantes où les particules de poussière peuvent se déposer et s'accumuler. L'air doit également être conditionné en température et en humidité conformément aux exigences relatives aux paramètres microclimatiques de la pièce. De plus, de l’air conditionné supplémentaire est fourni à la pièce pour créer une surpression.
Cet article traite de la conception des systèmes de climatisation pour salles blanches. Afin de simplifier la présentation du matériel, le niveau de maintien de la propreté dans les locaux est divisé en trois catégories : dur, moyen et modéré (voir tableau).
Échange d'air
L'apport calculé d'air purifié est maximum pour les pièces soumises à un régime de propreté strict et diminue à mesure que les besoins de nettoyage diminuent. En règle générale, l'échange d'air dans les pièces s'exprime soit par la mobilité de l'air dans la pièce, soit par la multiplicité (rpm/h).
La mobilité moyenne de l’air intérieur est généralement utilisée lorsque l’air est fourni à travers un plafond filtrant. Pendant de nombreuses années, une mobilité aérienne de 0,46 m/s ± 20 % a été acceptée comme le plus haut niveau de propreté. Ce projet était basé sur les premières conceptions de salles blanches réalisées dans le cadre des programmes spatiaux des années 1960-1970.
DANS Dernièrement des expériences ont été réalisées avec des vitesses plus faibles, ce qui a montré que la mobilité aérienne dans la plage de 0,35 à 0,51 m/s ± 20 % est tout à fait acceptable, en fonction du type d'activité et équipement installé. Limite supérieure la mobilité aérienne correspond à une forte activité du personnel et à la présence d'équipements producteurs de poussières. Des valeurs inférieures sont acceptées si un petit nombre de personnel effectue un travail sédentaire et/ou s'il n'y a pas d'équipement produisant de la poussière.
Souvent, les clients avertis ayant une expérience en salle blanche fixeront les valeurs de mobilité aérienne à un niveau inférieur. Et les clients et les concepteurs novices, ignorant que des vitesses inférieures sont autorisées, placent la mobilité aérienne à l'extrémité supérieure de l'échelle. Il n’existe pas de niveau moyen clairement défini de mobilité aérienne ou de taux de renouvellement d’air accepté dans l’industrie pour les salles blanches selon cette classification. La seule exception est la valeur de mobilité de l'air de 0,46 ± 0,1 m/s déterminée par la FDA (Food and Drug Administration) pour les zones stériles de l'industrie pharmaceutique.
Les valeurs de renouvellement d'air standard les plus courantes concernent les salles blanches avec des niveaux de propreté de l'air moyens et modérés. Pour les pièces ayant un niveau de propreté moyen, le taux de renouvellement d'air recommandé est compris entre 30 et 60 tr/min, tandis que pour un niveau modéré le taux de renouvellement d'air peut être réduit à 20 tr/min. Le concepteur sélectionne la valeur de renouvellement d'air en fonction de son expérience et de sa compréhension des émissions de poussières lors du processus de production. Récemment, on a eu tendance à adopter des valeurs de renouvellement d'air plus faibles ; Les principales entreprises de conception et de construction et les clients prudents ont une expérience réussie de travail dans de tels paramètres.
DANS recommandations pratiques L'Institut du Microclimat (IEST-CC-RP.012.1) dispose d'un tableau des valeurs de renouvellement d'air recommandées pour chaque classe de propreté ; des valeurs similaires ont ensuite été publiées dans la norme ISO 14644-1, clause 4. Ces données sont données dans le tableau. Les deux documents sont cohérents l'un avec l'autre et représentent des recommandations conjointes des concepteurs, des constructeurs et des utilisateurs, éprouvées au fil des années de travail fructueux. Dans tous ces documents, la responsabilité du choix des paramètres incombe aux « vendeurs » et aux « acheteurs » de salles blanches, il convient donc de faire preuve d'une certaine prudence lors de l'utilisation des recommandations ci-dessus.
Image 1.
Figure 2.
Filtres
Au fil des années, la technologie des salles blanches a évolué pour servir l’industrie microélectronique. Besoin de haute efficacité les filtres à air sont dictés par les besoins de cette industrie et des industries connexes. Le filtre ULPA (Ultra High Purification) a une efficacité de 99,9995 % pour les particules de 0,12 microns et a été utilisé avec succès dans les salles blanches difficiles. Des filtres plus efficaces existent, mais ils sont chers et n'ont pas reçu répandu. Des filtres avec une efficacité de 99,99 et 99,999 % sont disponibles auprès de plusieurs fabricants ; l'expérience montre qu'ils peuvent également être utilisés pour des tâches difficiles.
Les filtres HEPA (High Efficiency PA) avec une efficacité de 99,97 % sur les particules de 0,3 micron sont la bête de somme de l'industrie des salles blanches depuis de nombreuses années. Ils sont encore largement utilisés dans l’industrie pharmaceutique, où les exigences en matière de propreté de l’air sont encore plus strictes.
Lorsque des tests en laboratoire ont été effectués sur les filtres avec un décompte précis du nombre de particules passées, il s'est avéré que les filtres HEPA/ULPA laissent passer principalement la fraction de 0,1 à 0,2 microns. Dans le même temps, l'efficacité passeport des filtres a été confirmée pour des fractions de 0,12 et 0,3 microns et une efficacité encore plus élevée a été découverte pour les particules plus grandes et plus petites que les tailles spécifiées. Pour un régime strict de normalisation de la pureté, lors du réglage de l'efficacité du filtre, il est d'usage d'indiquer non pas les valeurs de 0,12 et 0,3 microns, mais la granulométrie de la fraction filtrée moins bien que les autres (MPPS). Les valeurs MPPS varient légèrement selon les différents fabricants de filtres. Certains concepteurs et fabricants considèrent que le réglage de l'efficacité en fonction de la taille des particules la moins filtrée est le plus pratique.
La plupart des salles blanches à usage intensif et moyen sont équipées de filtres au plafond. Les filtres peuvent être regroupés et attachés à un module commun Système d'alimentation, qui facilite l'installation au plafond, ou peut être installé séparément, avec des conduits d'air d'alimentation individuels. Cette disposition, qui rappelle un « T » inversé, forme une structure en nid d'abeille sous le plafond. Dans ce cas, les filtres sont soigneusement scellés dans le boîtier pour empêcher le passage de l'air non traité. De plus, des filtres intégrés aux chambres d'alimentation sont toujours utilisés. Cependant, les schémas modulaires qui les remplacent permettent de mieux réguler les paramètres et la mobilité aérienne.
Les unités à filtre-ventilateur se sont généralisées. Dans certaines conceptions, le filtre est remplaçable ; dans d'autres cas, l'ensemble de l'unité est remplacé à la fin de sa durée de vie. Différentes tailles standards pour une installation dans une structure cellulaire sont proposées à la livraison. Les ventilateurs sont équipés de moteurs électriques conçus pour différentes tensions, ce qui permet l'utilisation divers schémas l'approvisionnement en électricité Quelques systèmes complexes la régulation offre la possibilité de régler individuellement chaque unité, d'enregistrer la consommation d'énergie, d'envoyer des signaux sur les dysfonctionnements des moteurs électriques, de réguler des groupes de ventilateurs filtrants et de modifier la vitesse de rotation des ventilateurs en fonction de l'heure de la journée. Les unités à filtre-ventilateur sont utilisées pour toutes les classes de salles blanches.
La vitesse de l'air frontal pour les filtres de plafond peut aller de 0,66 à 0,25 m/s, selon le projet. Étant donné que le système avec placement cellulaire de filtres de type T occupe 20 % de la surface du plafond, la vitesse frontale des filtres 0,51 m/s correspond à vitesse moyenne dans la zone de travail de la pièce 0,41 m/s.
L'installation de filtres HEPA/ULPA directement au plafond des salles blanches est dictée par l'intention de minimiser ou d'éliminer complètement la possibilité d'accumulation de poussière sur toutes les surfaces (par exemple, sur les parois des conduits d'air) le long du flux d'air du filtre vers le chambre propre. Le placement à distance des filtres HEPA est typique des salles blanches en mode modéré, car le nombre de particules soufflées simultanément des parois des conduits d'air après les filtres se situe dans des limites acceptables. L'exception est lorsqu'un système de climatisation standard qui n'est pas certifié salle blanche est converti à cet effet conformément à la norme ISO 14644. Dans ce cas, tous les conduits en aval des filtres doivent être soigneusement nettoyés.
Pour les salles blanches à usage modéré, des unités de ventilation ou des plénums de mélange et de distribution avec filtres HEPA côté refoulement sont souvent utilisés. Dans le même temps, la vitesse frontale de l'air dans les filtres HEPA atteint 2,54 m/s, ce qui correspond à une perte de charge plus importante qu'avec une installation au plafond. La résistance aérodynamique d'un filtre HEPA pur mesurant 600x600 mm est de 375 Pa à une vitesse frontale de 2,54 m/s. Pour une installation au plafond, la vitesse frontale est de 0,51 m/s, traînée aérodynamique– 125 Pa.
Circulation de l'air dans les salles blanches
L'air entrant dans la salle blanche après nettoyage dans les filtres HEPA et ULPA ne contient pratiquement aucune particule en suspension. L'alimentation en air de la pièce est réalisée dans un double objectif. Tout d’abord, la « dissolution » (réduction de la concentration) de la pollution poussières résultant de la présence humaine et de la mise en œuvre de processus de production. Deuxièmement, la capture et l'élimination desdits contaminants des locaux.
Il existe trois types de circulation de l’air intérieur :
1. Flux ordonné unidirectionnel (anciennement appelé « laminaire »), lorsque les lignes aérodynamiques de tous les jets d’air sont parallèles.
2. Ecoulement désordonné (anciennement appelé « turbulent »), lorsque les lignes de courant ne sont pas parallèles.
3. Flux mixte, lorsque dans une partie de la pièce les flux d'air peuvent être parallèles, mais pas dans une autre partie.
Les salles blanches à usage intensif utilisent généralement un flux unidirectionnel. Ceci est réalisé en installant des filtres HEPA/ULPA sur toute la surface du plafond et en installant un faux plancher perforé. L'air se déplace verticalement du plafond vers le sol et est évacué par des perforations dans la chambre d'échappement située sous le sol. L'air recyclé est ensuite renvoyé dans la pièce par des conduits de recirculation périphériques.
Si la salle blanche est étroite (4,2 à 4,6 m), des grilles d'évacuation murales installées en dessous sont utilisées à la place d'un plancher surélevé. L'air est fourni par le haut et se déplace verticalement jusqu'à un niveau de 0,6 à 0,9 m, puis le flux se propage vers les grilles. Une telle circulation est considérée comme acceptable pour les locaux soumis à des conditions strictes, notamment dans les cas où le local a été transformé en salle blanche et où il y a de la poussière dans la zone supérieure.
Dans les pièces à circulation ordonnée, l'emplacement du mobilier et des équipements affecte la structure du flux d'air. Pour réduire l'impact de ces éléments sur la propreté de la pièce, il est nécessaire de les placer de manière à éviter la formation de zones stagnantes avec accumulation de poussière.
Un mouvement d’air désorganisé se produit souvent dans les salles blanches à usage moyen. Les filtres HEPA sont placés uniformément sur la surface du plafond. Le flux d'air est généralement dirigé de haut en bas. Cependant, l’orientation des jets individuels est différente et ne correspond pas à un modèle spécifique. Alors que air soufflé ne contient pratiquement pas de particules en suspension, leur apparition et leur accumulation dans la zone de travail des salles blanches dépendent du nombre de particules générées dans la pièce elle-même ; de la réduction de la concentration de poussière due à l'échange d'air ; intensité de l'entraînement des particules depuis la zone de travail. En général, on peut dire que plus l'échange d'air est important, plus l'air est pur dans les pièces à usage moyen, mais la structure des flux d'air dans la pièce joue également un certain rôle.
Le schéma d'évacuation de l'air pour les pièces à circulation désordonnée est très important. Dans de telles pièces, les grilles d'aération murales sont largement utilisées. Ils doivent être répartis uniformément autour du périmètre de la pièce. Cette exigence peut entrer en conflit avec schéma accepté placer l'équipement le long des murs. Dans la mesure du possible, l’équipement doit être éloigné des murs pour permettre à l’air de circuler derrière lui. Il est également conseillé de surélever l'équipement au-dessus du sol, en le plaçant sur une plate-forme, afin que l'air passe par le bas. Dans la plupart des cas, les concepteurs de salles blanches visent à éloigner le flux d'air surface de travail table au sol puis aux grilles d'évacuation basses. Avec ce schéma, les particules sont éliminées de la pièce et dirigées vers des filtres, où elles sont capturées. Une exception peut être les cas où des particules contaminants sont générées par des équipements situés au-dessus de la zone de travail. Ensuite, une sorte de dispositif doit être utilisé pour récupérer les débris et les particules en haut. En général, il est recommandé d’utiliser un système de distribution d’air descendant.
Dans les environnements ayant un niveau de propreté moyen, il est judicieux de limiter les sections horizontales du flux d’air. Les valeurs recommandées pour les sections horizontales ne dépassent pas 4,2 à 4,8 m. Ainsi, dans une pièce d'une largeur maximale de 8,4 à 9,6 m, il est permis d'installer des grilles d'évacuation le long du périmètre des murs. Cette limitation est dictée par la crainte d'une contamination secondaire due au dépôt ou à tout autre transfert de particules dans espace de travail provenant de flux horizontaux étendus.
Dans les pièces plus larges, il est d'usage d'installer des grilles d'évacuation et des conduits d'air dans des caissons montés le long des colonnes. S'il n'y a pas de colonnes dans la pièce, des puits verticaux sont créés à partir d'un matériau approprié.
Dans les salles blanches modérées avec installation à distance de filtres HEPA, des distributeurs d'air de plafond standard des systèmes de climatisation peuvent être utilisés. Le modèle de circulation de l’air est également similaire à celui adopté dans les pièces climatisées.
Selon le schéma de circulation « de haut en bas » existant dans la pratique pour les salles blanches, l'installation par le bas de grilles d'extraction murales est également recommandée ici. Placer des grilles d'aération au-dessus d'une zone de travail propre peut créer des zones présentant de fortes concentrations de particules en suspension, en particulier pendant les périodes de travail intense. Dans les cas connus d'installation de grilles d'aération au plafond dans des salles blanches à usage modéré, le succès était très probablement dû à niveau faible génération de particules dans la pièce, et non l'efficacité du système de distribution d'air.
La circulation mixte est utilisée lorsque des travaux présentant des exigences critiques et non critiques en matière de propreté de l'air sont effectués dans la même pièce. S'il n'est pas possible d'effectuer des travaux critiques dans une pièce séparée, une salle blanche commune avec zonage de propreté peut être utilisée. Les zones sont créées en regroupant de manière appropriée les filtres de plafond. Dans une zone avec des conditions de propreté critiques, le nombre de filtres est plus grand, dans une zone avec des conditions non critiques - moins. De plus, l'air soufflé peut être fourni de telle manière qu'il soit d'abord amené par des conduits d'air jusqu'à la zone critique, puis s'écoule vers le reste de la pièce. Selon la hauteur de la salle blanche, un abri en plexiglas de 0,6 m de haut ou un rideau en plastique n'atteignant pas le sol de 304 à 457 mm peuvent également être installés.
La direction des flux d'air évacué est régulée par l'emplacement approprié des grilles d'évacuation de manière à empêcher le transfert de contaminants dans toute la pièce. Un plancher surélevé avec un collecteur d'air évacué installé en dessous sera dans ce cas très efficace. Cependant, l'utilisation d'une telle solution peut être freinée par le budget limité du client, qui choisit un projet de salle blanche zonée à circulation mixte précisément en raison de son faible coût.
L’inconvénient d’une circulation d’air désordonnée dans les salles blanches est la création de zones à forte teneur en poussière. De telles zones peuvent exister pendant une durée limitée puis disparaître. Cela se produit grâce à l’interaction des flux d’air résultant des activités industrielles et des jets d’alimentation désordonnés. Des tentatives ont été faites pour reproduire une circulation unidirectionnelle en installant un plafond suspendu de distribution d'air et en créant une zone hypertension artérielle entre le principal et faux plafond. Pour cela, des panneaux perforés en plastique ou en aluminium et un écran en matériaux tissés et non tissés ont été utilisés.
En conséquence, un flux unidirectionnel ordonné s'est formé dans la salle à des vitesses bien inférieures à celles des salles blanches soumises à un régime strict. L'effet de déplacement créé par le flux d'air soufflé évite la formation de zones à forte teneur en poussière et permet, en général, d'obtenir plus de haut niveau propreté. Le résultat spécifié, comme indiqué ci-dessus, est obtenu avec une mobilité aérienne inférieure à celle spécifiée dans les normes pour les régimes de propreté stricts et moyens (Fig. 1).
Charge thermique
La part de la chaleur sensible dans la charge thermique des salles blanches dépasse généralement 95 %. En règle générale, un refroidissement toute l'année est nécessaire car la chaleur générée par l'équipement de traitement et les moteurs des ventilateurs de circulation pénètre dans la pièce. Une faible proportion de chaleur latente est générée par la présence du personnel. Pour chaque salle blanche que nous développons projet unique Par conséquent, tous les facteurs affectant la charge thermique doivent être soigneusement analysés.
Dans des pièces avec un niveau de propreté strict et moyen Partie substantielle L'air soufflé n'est pas traité par les climatiseurs, c'est de l'air recyclé. L'évacuation de la chaleur sensible requise est réalisée dans des chambres de mélange et de distribution, où une partie du flux total est refroidie dans des échangeurs de chaleur à surface puis renvoyée vers le flux général vers des ventilateurs de recirculation (Fig. 2). La température de l'air entrant dans les salles blanches à haute pression peut être inférieure de quelques degrés seulement à la température de l'air évacué en raison du volume d'afflux important. Cette différence de température permet l'utilisation de filtres HEPA/ULPA montés au plafond avec alimentation en air de haut en bas sans compromettre les exigences de confort des travailleurs.
Dans les locaux à régime de propreté modéré, les exigences en matière de distribution de l'air intérieur sont dans certains cas les mêmes que dans les locaux réfrigérés conventionnels. Ainsi, la différence de température entre l’air soufflé et l’air extrait peut être de 8 à 11 °C. Dans ces cas, des distributeurs d'air de plafond standard ou d'autres moyens sont utilisés pour protéger contre les courants d'air désagréables et garantir des conditions intérieures confortables.
Alimentation en air extérieur
Un afflux d’air extérieur est nécessaire pour compenser les gaz d’échappement et les exfiltrations, qui se produisent toujours dans les salles blanches sous pression. L'air soufflé externe est coûteux, car avant de le fournir aux salles blanches, il doit non seulement être nettoyé, mais également soumis à un traitement de température et d'humidité. Puisqu’il est impossible d’éliminer complètement l’apport d’air extérieur, pour des raisons d’économie générale et d’économie d’énergie, sa quantité doit être réduite au minimum.
La pression de l’air dans les salles blanches est généralement plus élevée que dans les pièces environnantes. En règle générale, une chute de pression de 12 Pa est recommandée. Une surpression plus élevée provoque un sifflement dans les fissures et des difficultés d’ouverture des portes. Dans les blocs de salles blanches avec différentes classes de propreté, il est d'usage de maintenir une différence de pression de 5 Pa entre les pièces adjacentes, tandis qu'une pression plus élevée est maintenue dans une pièce avec une classe de propreté plus élevée.
La quantité d'air extérieur est déterminée en additionnant le volume d'échappement de tous les processus de production et en augmentant la multiplicité résultante de 2 tr/min/h. Cette valeur semi-empirique est une quantité d'air calculée et testée en pratique pour sélectionner l'équipement du système de climatisation. La quantité réelle d’air extérieur varie en fonction des ouvertures de porte, des fuites et du programme de fonctionnement réel de la hotte.
Le climatiseur extérieur est conçu pour mettre ses paramètres en conformité avec les normes des salles blanches. Cela signifie qu'il doit être possible de purifier l'air, de préchauffer, de refroidir, de réchauffer, de déshumidifier et d'humidifier.
Dans les salles blanches à régime strict, trois étapes de purification de l'air extérieur sont souvent réalisées : préliminaire - un filtre ASHRAE avec une efficacité de 30 %, une intermédiaire - un filtre avec une efficacité de 95 %, et une finale - un filtre HEPA. Dans les salles blanches aux conditions moyennes et modérées, il y a généralement deux étapes de nettoyage : préliminaire (30 %) et finale (95 %). D'après le nom, il ressort clairement que le filtre de nettoyage final est placé à la sortie du climatiseur.
Le préchauffage est nécessaire lorsque la température extérieure en hiver descend en dessous de 4 °C. Si la température du point de rosée de l'air dans la salle blanche est ≥5,6 °C, l'échangeur thermique à surface refroidit et déshumidifie l'air soufflé. Étant donné que les travailleurs des salles blanches de haute sécurité portent toujours des vêtements de protection, la température du bulbe sec ne peut pas être maintenue à plus de 19 °C, tandis que la valeur minimale d'humidité relative pour le réglage des régulateurs est de 40 %. Le deuxième chauffage est nécessaire pour augmenter la température de l'air soufflé après refroidissement et déshumidification dans l'échangeur thermique. Lors du calcul de la quantité de chaleur pour le deuxième chauffage, l'apport de chaleur des ventilateurs de recirculation est pris en compte. Il s’agit d’une valeur importante pour les salles blanches soumises à des régimes stricts.
Réduire la température de surface de l'échangeur de chaleur au niveau requis pour maintenir un point de rosée ambiant en dessous de 5,6 °C peut être difficile. Lorsqu'il est nécessaire de déshumidifier l'air soufflé en dessous de 40 % d'humidité relative, divers agents déshydratants sont généralement utilisés.
Dans le système décrit ici, le climatiseur extérieur est soumis à la charge associée à la chaleur latente et à l'humidité de la pièce. On suppose que les paramètres de l'air soufflé répondent aux exigences d'assimilation de la chaleur latente générée par le personnel de la salle et de l'humidité introduite à travers les enceintes de la salle blanche. On suppose également que la charge thermique latente est plus ou moins constante. Ces hypothèses doivent être vérifiées projet par projet. Il est nécessaire de prendre en compte les conditions des locaux entourant la salle blanche, les paramètres du climat extérieur et la possibilité de dégagement d'humidité provenant des processus de production dans la pièce.
Dans les salles blanches de petit volume ayant peu besoin d’air extérieur, les refroidisseurs d’air à recirculation dans les chambres de mélange et de distribution évoqués ci-dessus peuvent également être utilisés pour traiter l’air extérieur. Dans ce cas, un mélange d’air extérieur et d’air recyclé est traité. La proportion entre ces composants de l'air soufflé est contrôlée par des vannes mélangeuses en fonction de la pression dans la salle blanche. Si la pression chute, la vanne d'air extérieur s'ouvre et la vanne de recirculation se ferme. L'air des chambres de mélange et de distribution s'écoule vers les ventilateurs de circulation.
Dans les salles blanches à usage modéré, la quantité totale d’air soufflé requise peut être proche du débit d’air conditionné. Dans ce cas, aucun ventilateur de circulation supplémentaire n'est installé ; l'air est déplacé dans le système uniquement par les ventilateurs d'un ou plusieurs climatiseurs.
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La nouvelle classification ISO des salles blanches est affichée à gauche. La classification selon la norme fédérale américaine 209E dans les systèmes d'unités anglo-américain et métrique est également indiquée. La colonne « Recommandations » contient trois catégories selon la classification de l'auteur de cet article. Notez que la « Classe 100 » peut être classée en mode dur, lorsque la conception prévoit une circulation ordonnée, ou en mode moyen, si la circulation désordonnée est conçue pour des conditions non critiques. Les deux colonnes de droite fournissent des recommandations concernant le mouvement de l'air intérieur (pieds/min) et l'échange d'air (tr/min) pour des conditions moyennes et modérées. |
conclusions
DANS documents réglementaires Lors de la conception de salles blanches, on a tendance à confier au concepteur les fonctions d’un expert généraliste, capable de répondre à tous les souhaits du client (dans la mesure où il les connaît). Les guides utilisent généralement l'expression « une question d'accord entre l'acheteur et le vendeur » pour impliquer le client dans le processus de prise de décision, puisque chaque développeur peut proposer sa propre version du design. L'efficacité du principe de conception évoqué dans cet article a été prouvée dans la pratique ; Cette approche, de l’avis de l’auteur, nous permet d’être d’accord les pré-requis techniques et la possibilité de leur mise en œuvre. Ces recommandations, comme toutes les autres, doivent être adaptées dans chaque cas aux conditions spécifiques d'utilisation.
Réimprimé avec des abréviations du magazine ASHRAE.
Traduction de l’anglais O.P. Boulycheva.
L'édition scientifique a été réalisée par le doctorat. technologie. les sciences A.P. Inkov
Convient aux établissements de santé, aux centres de recherche ainsi qu'aux entreprises produisant de la microélectronique et des médicaments systèmes de ventilation, qui sont destinées aux « salles blanches ».
Concept de salle blanche
Une salle « propre » est considérée comme une pièce avec toutes les structures associées dans laquelle la concentration de micro-organismes et de particules dans l'air est maintenue au niveau défini par SNiP 41-01-2003(8) et GOST ISO 14644-1-2002. . Les États-Unis et les pays de l’UE ont également leurs propres classes de propreté et normes sanitaires.
En fonction du nombre de particules en suspension dont la taille varie de 0,1 à 5,0 microns pour 1 m 3 dans une salle blanche, 9 classes de stérilité ont été établies.
Par exemple, l'iso de classe 5 a 2 sous-types :
- « A » – concentration maximale admissible de micro-organismes 1/m3 ;
- « B » – Le MPC des micro-organismes n’est pas supérieur à 5/m3.
Pour les salles blanches, la catégorie ISO appropriée et l’un de ces états : « équipée », « construite » ou « en fonctionnement » s’appliquent.
Dispositifs pour créer un échange d'air « propre »
L'organisation des systèmes de climatisation et de soufflage est un processus à forte intensité de main d'œuvre qui nécessite des connaissances spécialisées, la disponibilité de certains outils et des solutions d'ingénierie spécifiques.
L'air entrant dans une telle pièce doit être fourni déjà filtré des micro-organismes, des bactéries et des contaminants, c'est pourquoi l'un des rôles principaux dans la création d'un microenvironnement favorable dans les salles blanches est attribué au système de purification de l'air soufflé. Un système de filtration en marche est considéré comme l'installation de plusieurs groupes d'éléments de nettoyage après le ventilateur soufflant :
- Nettoyage grossier des contaminants mécaniques ;
- Nettoyage fin et filtration antibactérienne ;
- Purification absolue des masses d'air entrantes.
Outre les dispositifs de filtrage, la ventilation des salles blanches comprend : des unités de prise d'air et de distribution d'air, des sas, des dispositifs de maintien automatique de la température et de l'humidité requises, des ventilateurs, ainsi que des dispositifs d'arrêt et de contrôle. Le choix d'un ensemble spécifique d'équipements dépend avant tout de la destination de la salle blanche et de la classe de propreté des masses d'air requise pour le fonctionnement de cette installation.
Lors du développement de systèmes de ventilation pour salles blanches, une grande attention doit être accordée à la conception et aux matériaux des tuyaux et des chambres de filtration, qui doivent être systématiquement traités à des fins de prévention antimicrobienne.
Caractéristiques de l'échange d'air
Pour maintenir la pureté de l'air intérieur, il est nécessaire d'utiliser une ventilation avec un volume d'entrée excessif, par rapport à unité d'échappement dans les bureaux adjacents.
- S'il n'y a pas de fenêtres dans la pièce, la prédominance de l'afflux sur l'échappement devrait atteindre 20 % ;
- Si la pièce est équipée de fenêtres permettant l'infiltration, l'efficacité de l'alimentation en air doit être d'environ 30 % supérieure à celle de la hotte.
Un tel système d'échange d'air empêche la pénétration de contaminants dans la pièce et favorise la circulation de l'air d'un bureau propre vers les pièces adjacentes. Une grande attention est accordée aux possibilités d'admission des flux d'air dans les salles blanches et, en règle générale, dépend de leur objectif.
L'alimentation en air des pièces de classe de propreté 1 à 6 est assurée par des dispositifs de distribution d'air qui dirigent uniformément les masses d'air à une vitesse de 0,2 à 0,45 m/s. Dans les pièces avec un niveau de propreté inférieur, il est permis de créer un flux non unidirectionnel, à cet effet des diffuseurs plafonniers sont utilisés. La fréquence de renouvellement d'air dans les salles blanches est de 25 à 60 fois toutes les 60 minutes.
Schémas fréquemment utilisés
Lors du développement de conduits d’air, l’un des problèmes les plus urgents est la bonne disposition des flux d’air. Actuellement, 5 méthodes d'agencement des dispositifs de distribution d'air sont le plus souvent utilisées, dont le choix dépend directement de la destination de la salle blanche. Considérez ces diagrammes :
- Le flux d'air unidirectionnel s'effectue à travers une grille de ventilation inclinée ;
- L'afflux non unidirectionnel des masses d'air est obtenu grâce à l'utilisation de diffuseurs plafonniers ;
- L'alimentation en air de la salle d'opération s'effectue à travers un bloc de plafond perforé, créant un flux unidirectionnel du mélange d'air ;
- L'apport d'air frais s'effectue grâce au répartiteur d'air au plafond, qui crée un flux d'air unidirectionnel dans la zone de travail ;
- L'air non unidirectionnel est fourni à l'aide d'un tuyau d'air circulaire.
La ventilation par aspiration dans les salles d'opération est réalisée par ventilateurs d'extraction et grilles d'alimentation équipées de clapets anti-retour.
La pratique a montré que le meilleur appareil Les distributeurs d'air en treillis de plafond sont utilisés pour créer un flux d'air unidirectionnel dans la salle d'opération. Par exemple, un plafond laminaire mesurant 1,8 x 2,4 mètres dans une salle d'opération, dont la superficie atteint 40 m2, permettra d'organiser un échange d'air 25 fois supérieur à une vitesse de masse d'air sortant de l'appareil de 0,2 m/s. Ces indicateurs sont suffisants pour assimiler l'excès de chaleur dû au fonctionnement des équipements et au nombre de personnels médicaux présents en salle d'opération.
Le développement de systèmes de ventilation et de climatisation dans les salles blanches est un processus complexe qui nécessite qu'une personne comprenne les processus d'échange d'air et les subtilités de l'utilisation des unités de distribution d'air. C'est pour cette raison que pour assembler l'ensemble de la structure dans de telles installations, il est nécessaire de s'adresser uniquement à des maîtres dans leur métier.
Avec le volume croissant de construction dans notre pays d'établissements de santé, de laboratoires, d'entreprises de production de microélectronique, médicaments etc., la demande de systèmes de ventilation pour les « salles blanches », dont il sera question dans cette publication, a fortement augmenté.
Concept de salle blanche
Une salle blanche (CH) est généralement appelée une pièce ou un groupe de pièces avec toutes les structures associées, dans laquelle la concentration dénombrable de particules en suspension et de micro-organismes dans le mélange d'air est maintenue à un niveau strictement défini, déterminé par GOST ISO 14644-1- 2002 ; SNIP 41-01-2003(8) ; normes sanitaires et classe de propreté requise. Les États-Unis, l'Allemagne, la France, la Grande-Bretagne et l'Union européenne ont leurs propres normes concernant la pureté du mélange d'air.
En fonction du nombre dénombrable de particules en suspension dont la taille varie de 0,1 à 5,0 microns pour 1 m 3 en état d'urgence et de la concentration de micro-organismes qu'elles contiennent, 9 classes de stérilité ont été définies.
Sur la base de la concentration maximale admissible de micro-organismes, la classe ISO 5 est divisée en deux sous-types :
- « A » - concentration maximale admissible de micro-organismes ne dépassant pas 1/m 3 ;
- «B» - concentration maximale admissible de micro-organismes ne dépassant pas 5/m 3.
Pour une urgence, on utilise sa classe iso et son état : « exploité » ; « construit » et « équipé ».
Équipement pour créer un « échange d’air propre »
La création de systèmes de ventilation et de climatisation compétents pour les salles blanches est un processus complexe qui nécessite une connaissance des caractéristiques de l'échange d'air, des équipements spéciaux et des solutions techniques spécifiques.
L'air dans une telle pièce doit être fourni déjà purifié des contaminants, des bactéries et des micro-organismes, c'est pourquoi un rôle particulier dans la création d'un microclimat stérile dans les « salles blanches » est joué par un système de filtration du mélange d'air soufflé. Un système de nettoyage populaire consiste à installer trois groupes d'éléments filtrants après le ventilateur soufflant :
- Le premier groupe est constitué d'un filtre nettoyage grossier de la contamination mécanique.
- Le deuxième groupe de filtres se compose d'un ensemble d'éléments filtrants fins et d'un filtre antibactérien.
- Le troisième groupe est constitué de microfiltres HEPA avec purification absolue de l'air soufflé.
En plus des éléments filtrants, les composants suivants interviennent dans la ventilation des salles blanches : ventilateurs, équipements de prise d'air et de distribution d'air, dispositifs de maintien automatique de l'humidité et de la température requises, équipements d'arrêt et de contrôle, sas, etc. Le choix d'un ensemble particulier d'équipement dépend de l'objectif de la situation d'urgence et des exigences relatives à son fonctionnement, objet de la classe de pureté de l'air.
Lors de la conception des systèmes de ventilation d'urgence, une grande attention est accordée à la conception et au revêtement des conduits d'air et des chambres de filtration, qui doivent subir un traitement antimicrobien périodique.
Caractéristiques de l'échange d'air
Pour maintenir la pureté de l'air, dans les pièces technologiquement propres, il convient d'utiliser une ventilation avec un volume d'entrée excessif par rapport à l'évacuation des pièces adjacentes.
- Si la pièce n'a pas de fenêtres, l'afflux doit prévaloir sur l'évacuation de 20 %.
- Si la situation d'urgence comporte des fenêtres permettant l'infiltration, la capacité d'alimentation en air doit être 30 % supérieure à celle de la hotte.
C'est ce système d'échange d'air qui empêche la pénétration des contaminants et assure la circulation de l'air de la salle blanche vers les pièces adjacentes. Les concepteurs accordent une grande attention aux méthodes d'alimentation en mélange d'air de ces objets et dépendent de leur objectif. 
L'afflux dans les situations d'urgence de classe de propreté de 1 à 6 doit être assuré par un dispositif de distribution d'air de haut en bas, créant des flux d'air unidirectionnels uniformes de faible vitesse, de 0,2 à 0,45 m/s. Dans les pièces de classe de propreté inférieure, il est possible de créer un flux non unidirectionnel à travers plusieurs diffuseurs plafonniers. Le taux de renouvellement de l'air pour les situations d'urgence est fixé en fonction de leur destination, de 25 à 60 fois par heure.
Schémas les plus courants
Lors de la conception de la ventilation des salles blanches, l'un des problèmes majeurs est la bonne organisation des flux de mélange d'air. Aujourd'hui, les concepteurs utilisent plusieurs solutions pour la localisation des dispositifs de distribution d'air, dont le choix dépend de la finalité de l'urgence. Considérons les schémas les plus courants pour organiser la ventilation en salle d'opération. 
- A) flux d'air unidirectionnel à travers une grille de ventilation inclinée ;
- B) un flux non unidirectionnel de mélange d'air est produit grâce à l'utilisation de diffuseurs plafonniers ;
- B) l'air soufflé est fourni à la salle d'opération à travers un panneau de plafond perforé pour créer un flux d'air vertical unidirectionnel ;
- D) le mélange d'air soufflé est fourni via un distributeur d'air de plafond, qui crée un flux d'air unidirectionnel dans la zone de travail ;
- D) l'air n'est pas unidirectionnel à travers le tuyau d'air annulaire.
La ventilation par aspiration des salles blanches des salles d'opération est réalisée à l'aide de ventilateurs d'extraction et de grilles murales à flux transversal avec clapets anti-retour.
Comme la pratique l'a montré, le meilleur appareil Pour créer un flux d'air laminaire unidirectionnel dans la salle d'opération, des distributeurs d'air grillagés de type plafond sont utilisés. Par exemple, un plafond laminaire de dimensions 1,8 sur 2,4 m dans une salle d'opération d'une superficie de 40 m 2 créera un échange d'air multiplié par 25 avec une vitesse de sortie d'air de l'appareil de 0,2 m/s. Ces indicateurs sont suffisants pour assimiler l'excès de chaleur dû au fonctionnement des équipements et au nombre de personnels présents dans la salle d'opération.
La conception de systèmes de ventilation et de climatisation dans des situations d'urgence est un processus complexe qui nécessite une connaissance des processus d'échange d'air et des subtilités de l'utilisation des équipements de distribution d'air. C'est pourquoi, pour créer une ventilation dans de telles installations, vous devez vous adresser uniquement à des professionnels.
Lors de la conception de systèmes de ventilation pour salles blanches utilisées dans la production de microélectronique, laboratoires d'établissements médicaux, salles d'opération, services et services aseptiques, salles avec imprimante 3D, etc. - il est nécessaire de respecter les normes SNiP et les exigences GOST, en fonction des recommandations du client et de la classe de propreté requise.
Normes sanitaires, spécifications techniques, manuels et règles d'installation
- Étapes de conception de la ventilation
- Systèmes de ventilation hospitaliers
- Ventilation fiable des laboratoires médicaux
La règle principale d'un concepteur moderne de ventilation « propre » est approche individuelle, hors solutions standards. La base pour organiser un bon échange d'air dans les salles « propres » repose sur les exigences et normes suivantes :
- SNiP 41-01-2003(8), qui déterminent l'équilibre de l'approvisionnement et ventilation par aspiration, compte tenu de la présence ou non d'une passerelle de transfert (vestibule, fenêtre) ;
- GOST ISO 14644-1-2002, classifiant 9 types de propreté des pièces, en fonction de la taille et du nombre de particules en suspension dans l'air.
Objectif et classification des systèmes de ventilation « propres »
Les recommandations de conception modernes sont basées sur l'exigence obligatoire selon laquelle l'air préparé pour les locaux des établissements médicaux, des laboratoires, des salles d'opération et des services aseptiques doit être stérile. La mise en œuvre d'un tel projet nécessite l'installation de filtres antibactériens industriels avec un seuil inférieur élevé de filtration des particules et micro-organismes nocifs - HEPA et ULPA.
Dans la production de microélectronique, une ventilation zonale de types unidirectionnels et mixtes est utilisée. La classe de propreté d'un tel objet varie en fonction de la zone - travail, technologique (maintenance), service.
Un local séparé est prévu pour une salle blanche avec une imprimante 3D. Le maintien de la propreté requise est assuré par l'installation de dispositifs de climatisation supplémentaires, d'un guichet de transfert ou d'un sas.
Renouvellement d’air dans les complexes avec chambres « propres »
Dans les complexes industriels, d'entrepôts, de bureaux et médicaux de salles et de salles blanches, un système de ventilation modulaire est utilisé, comprenant des distributeurs d'air, des filtres à air, des sas de transfert, des boîtes et des fenêtres, des unités de système de surveillance et d'automatisation. Les équipements de ventilation et les conduits de climatisation sont finis avec des mastics spéciaux. La construction de telles installations est réalisée à partir de matériaux spéciaux– plastique, plâtre métallique panneaux muraux, panneaux sandwich pour plafonds suspendus, profils de plinthes arrondis, portes, fenêtres et luminaires scellés, sols avec tapis collants. Pour minimiser la pollution de l'air, des meubles en métal sont sélectionnés. Les vêtements, chaussures et équipements technologiques sont stockés dans des casiers et des coffres isolés.
Un point important dans le processus de conception de complexes propres est la bonne pratique de fabrication - la norme GMP, qui permet non seulement de calculer la classe de propreté pour l'environnement technologique d'une pièce ou d'un local, mais également d'installer de manière responsable des systèmes de climatisation et de ventilation. Une installation pour la production de produits microélectroniques, pharmaceutiques, d'équipements médicaux, alimentaires, etc. doit non seulement passer la certification équipement de climatisation, mais aussi faire l'objet d'un contrôle constant de son fonctionnement, y compris du service après-vente, Entretien, désinfection et nettoyage.
Projet climatique du centre médical
Lors de la réalisation des travaux de conception au centre médical Moscou Doctor, les spécialistes de notre entreprise ont calculé, fourni et installé des systèmes de ventilation et de climatisation pour ses salles blanches. Les exigences GOST ont été respectées conformément à la norme ISO-2002, en tenant compte de la propreté ISO classe 5 pour les particules en suspension.
L'alimentation en air était réalisée par un dispositif d'admission à usage industriel. Ventilateur SHUFT, qui fait passer l'air à travers un système à plusieurs étages avec un filtre HEPA. La récupération de chaleur et la recirculation de l'air dans la salle blanche aseptique de la clinique ont été réalisées à l'aide d'un échangeur de chaleur Funke. Le degré de stérilité requis était maintenu par un sas de transfert.
A la demande du client, 2 modes de fonctionnement des équipements de ventilation ont été préparés. Le mode de ventilation propre fournissait de l'air via une unité d'automatisation séparée non connectée aux autres pièces du bâtiment. établissement médical. Le deuxième mode permettait de contrôler le renouvellement d'air à partir du panneau de commande, à des fins de notification d'urgence, en l'absence de personnel dans le bâtiment.
Le but du service aseptique conçu dans le centre médical est une salle d'opération et une salle de stérilisation. Les procédures de traitement de la dermatite devaient être réalisées en salle blanche.
Dermatite périorale
Ce type de dermatite est une maladie cutanée rare. Le plus souvent, cette maladie de peau touche la belle moitié de l'humanité âgée de 20 à 40 ans. Les dermatologues appellent parfois dermatite péri-orale dermatite péri-orale ou dermatite péri-orale. La dernière maladie vient du nom du lieu où elle se situe.
Symptômes de la dermatite périorale
Très souvent, l’apparition d’une dermatite péri-orale se traduit par plusieurs boutons sur la peau au niveau de la bouche. Les patients se plaignent que l'utilisation de produits d'hygiène conventionnels pour prévenir l'acné ne fait qu'empirer la situation et que la surface de la zone touchée augmente. Vous devez immédiatement contacter un centre médical spécialisé dans les maladies de peau si vous présentez les symptômes suivants :
La peau du menton et autour de la bouche est recouverte d'une éruption cutanée prononcée. Éruption cutanée rouge, démangeaisons et brûlures de la peau affectée. La peau semble raffermie.
L’acné autour de la bouche n’occupe pas toute la surface de la peau, mais certaines zones. Autrement dit, ils sont situés dans des zones localisées.
Parfois elle s'accompagne de boutons contenant des têtes remplies de liquide clair. Lorsque ces têtes éclatent, le liquide qu’elles contiennent s’écoule sur la peau. L'éruption rouge se transforme avec le temps en ulcères.
Les zones touchées de la peau sont recouvertes d'écailles transparentes qui se décollent périodiquement de la surface et tombent. Des symptômes similaires peuvent survenir dans d’autres maladies du corps humain.
Causes de la maladie cutanée péri-orale
Comme toute dermatite, celle-ci est provoquée par une diminution de la fonction protectrice de la peau. Les facteurs suivants peuvent provoquer des perturbations du système immunitaire de la peau :
- Défaillance du fond hormonal du corps (système endocrinien).
- Immunité cellulaire réduite des tissus cutanés.
- Changement climatique soudain et exposition prolongée à la lumière directe du soleil sur la peau. Le rayonnement ultraviolet est mauvais pour la peau.
- Allergies de nature bactérienne.
- Réactions allergiques aux cosmétiques et aux produits chimiques d'hygiène.
Des réactions cutanées peuvent survenir suite à l’utilisation de médicaments allergènes. Avant de commencer le traitement d'une maladie, le médecin doit s'assurer que le patient n'est pas allergique aux éléments constitutifs du médicament.
- Prédisposition génétique aux allergies.
- Rhinite, asthme.
- Problèmes gynécologiques qui provoquent un déséquilibre hormonal chez la femme.
- Sensibilité accrue de la peau au niveau de la bouche et du menton.
- Prothèses dentaires, pâtes nettoyantes, notamment celles contenant du fluor.
- Problèmes avec le système digestif, en particulier dans le tractus gastro-intestinal.
- Situations stressantes, états dépressifs, c'est-à-dire toutes situations conduisant à des troubles système nerveux corps humain.
Le coût de conception de la ventilation d'une salle blanche est de 199 roubles. pour 1 m2
Tarifs « propres » pour la ventilation clé en main de salles blanches
La société de climatisation StroyEngineering LLC réalisera des projets d'installations Restauration(cantines, cafés, restaurants), ateliers de production (lieux de soudure, cabines de peinture), ateliers (bijouterie, microélectronique), établissements de santé (complexes médicaux et préventifs, pharmacies, piscines, maternités, laboratoires), bureaux, serveurs, résidentiels, entrepôts et locaux de vente au détail ( centres commerciaux, magasins) - selon exigences modernes, selon les paramètres GOST et les normes SNiP.
Un système de purification de l'air de haute technologie, pratique et pratique est nécessaire pour les secteurs privé et public. centres médicaux, loué et « posséder » des salles blanches à Moscou et dans la région - avec dispatching ? Nous proposons des prix honnêtes et « propres » (sans majorations) pour la conception et travaux d'installation suivi de service pour les organismes de construction et de réparation, les propriétaires de clubs sportifs, les locataires, les établissements de santé et les établissements de restauration !
Les services de notre organisation comprennent la sélection et l’installation d’équipements spécialisés pour les sas et les fenêtres de transfert. Climatiseurs industriels, filtres, distributeurs d'air, unités de contrôle, récupérateurs, etc. créera conditions optimales pour effectuer toutes tâches dans vos installations « propres ».
Développement et mise en œuvre de projets de ventilation de salles blanches
- Un exemple d'installation de ventilation dans une clinique selon SanPiN
- Normes de ventilation pour les salles d'échographie, de radiographie, de physiothérapie et de massage
- Exigences de ventilation pour la dentisterie avec un appareil à rayons X
- Ventilation de pharmacie SNiP
- Exemple de ventilation d'une salle de sport avec salle de sport et une piscine
- Projet de ventilation de nettoyage à sec dans une entreprise de services aux consommateurs
Matériel précédent - ventilation des locaux d'habitation !
