洁净室建设涉及哪些知识
洁净室的建造,通常是在土建框架主体结构营造的大空间内,采用符合要求的装修材料,根据工艺要求进行分隔、装修成满足各类使用要求的洁净室。
洁净室内的污染控制需净化空调与自动化控制共同完成,若是制药企业的洁净车间,还需要工艺管道及排水的配合,把药品生产所需的去离子水及压缩空气送入洁净室,把生产废水排出洁净室。可见,洁净室的建造要如下及工程共同配合完成。
1.土建
建造洁净室的防护结构。
2.净化空调
通过净化空调设备、净化风管及阀门附件等组成净化空调系统来控制室内温度、湿度、洁净度、风速、压差及室内空气品质等参数。
3.自动控制及电气
负责洁净室照明配电、动力配电、灯具、开关插座等器具的安装;配合净化空调,实现温度、湿度、送风量、回风量、排风量、室内压差等参数的自动控制。
4.工艺管道
通过管道设备及其附件把洁净室所需要的各种气体、液体按要求送入室内,输配管道大多采用镀锌钢管、不锈钢管及铜管。在洁净室内明装的管道均需要求采用不锈钢管道。
5.特种装修装饰
特种指洁净室装修装饰不同于民用建筑。民用建筑注重装饰环境的视觉效果及丰富多彩的、错落有致的层次感、有欧式风格、中式风格等。而洁净室的装修装饰对材料要求较为严格:不产尘、不积尘、易清洗、耐腐蚀、耐消毒液擦洗、无接缝或少接缝(接缝应严密平整)对装修装饰工艺要求更为严格,强调壁板平整、接缝严密且平整光滑,不许有凹凸造型,所有阴角和阳角全部做成R大于50mm的圆弧角;窗户应与墙面齐,不应设置凸出墙面的踢脚;照明灯具应采用带密闭罩的净化灯吸顶安装(安缝隙应密封);地面应采用不产尘材料整体制作,应平整、光滑、防滑、防静电。
综上所述,洁净室净化工程的建造是多、多工种,各及工种之间需要密切配合的一项系统工程,哪个环节出现问题,均会影响洁净室的建造质量。
河南晶立方净化工程有限公司 主要从事净化工程咨询、净化工程设计施工(手术室净化、层流手术室、净化手术室、十万级净化车间、无菌实验室以实验台)及配套净化装饰工程的公司,专为医药、、生物制药GMP净化、精密电子、食品、化学、生物、研究院所及其它高科技行业等领域净化设计施工、测试、维护,并且提供与洁净室相关的材料、设备、监测装置及家具等。河南晶立方净化工程有限公司,成立于二零一八年,注册资金五百万元,以“科技为先,以人为本”的经营宗旨;“立足河南,服务全国”的经营理念。公司将秉持初心、 诚信做人、严谨做事、谒诚为广大新老客户提供贴心服务,实实在在化的设计施工,为您实现蓝图。
洁净室结构工程的设计与施工
摘要:通过对目前洁净室工程状况的了解,分析了洁净室设计的要点,提出了彩钢板安装时注意的问题以及重要节点的处理方法。
引言
洁净室工程是一种较的工程项目,很多行业都会涉及到,如的手术室、制药行业的车间、有精密加工要求的电子设备车间,等等。洁净室对空气的含尘量有严格要求,按含尘量的大小分为不同等级。
1.洁净室设计
1.1合理的气流组织
众所周知手术是直接关系到患者的生命安危,手术的发展很大程度上取决于手术感染控制技术的发展。在等发达国家其手术室均采用全空气系统。六十年代初采用ASHRAE指南规定,采用全新风系统。每个手术单元换气次数8-12次。室温25.6度,相对湿度55%。室内排风汇集到排风总管,利用全热交换器热回收后再排出室外。
随着技术的发展,到七十年代室内空气允许循环使用,换气次数增加到25次,新风至少为5次,一般都将回风取到大值。我国于88年10月颁布行业标准JGJ49-88《综合建筑设计规范》,于95年颁布《洁净手术部建筑技术规范》。根据这二个规范和《洁净手术部建筑技术规范G333-2002》参考国外的有关资料并加以改进,设计了符合国情的洁净系统。在该系统中,用立的新风机组,供应每个手术室的新风,由于上海地区空气的含尘浓度较高,设置立新风机组能经常方便地清洗初效过滤器,以及更换新风机出口端的中效过滤器,从而避免因手术单元中的或亚过滤器经常更换而造成较大的经济损失。
在手术单元中,顶棚布置过滤器,在两侧距地面不**过500mm处布置回风口,这样能合理地组织室内的气流,防止室内粒子的积聚,并通过合理的气流组织*加以排出,保证室内的洁净度。而上送侧回的方式使手术台设置在手术室的区域,及有关人员在手术台的二侧,气流由上部风口送出,经手术台后再从两侧回,这样能大限度地保证手术台的高度无菌程度。
1.2温湿度及压力控制
按照《洁净手术部建筑技术规范G333-2002》的要求手术室的温湿度必须控制在一定的范围内,因此设计中设定手术室温度在t=22-25℃;相对湿度35-60%,根据不同大小的房间配置相应的空调机和加湿器。
按照三区二通道的原则布局,手术部的压力由大到小排列为洁净手术室、一般洁净手术室、洁净走廊、垂直通道及污物廊。洁净走廊的净化级别比一般洁净手术室低或相等,故两者间存在压差。污物廊是整个手术部中级别低的所以手术室对污物廊的压差大于5Pa.这样就能保证不同区域间的气流的合理流向和防止外界污染的侵入。
对于手术室来讲,为了维持本身房间的洁净度,免受邻室的污染,须保持相对于邻室较高的空气压力,即相对于邻室维持一个正的静压差。而静压差的存在起到了在门、窗关闭的情况下,防止室外空气由缝隙进入洁净室。另外当门开启时,应有足够的气流向外流动,把人瞬时带进的污染空气降低到低程度。根据《空气洁净技术措施》中的规定,要防止缝隙渗透,一般两相邻房间应保持5Pa的压差,而对室外应保持15Pa的压差。
对100级手术室,按《洁净室施工验收规范》规定,其正压必须满足开门时,距门0.6米处不应测出**过室内洁净度级别上限的浓度,即保证在开门瞬时开启时人所带进的气体不深入门口0.6米以外的地方。空气调节设计手册中规定,一般洁净室的工作区在离地0.8-1.5米处。
垂直层流手术室流速为0.25-0.3m/s,《洁净手术部建筑技术规范G333-2002》而门高为2.0米左右,则Vo/V=(2.0-0.8)/0.6,V=0.15m/s,即当外界V不大于0.15m/s时是不会影响室内层流的,根据《空气洁净技术原理》中提出人在进门时带进气流速度为0.2m/s,所以从洁净室压流速度为:V1=0.2-V=0.2-0.15=0.05m/s。
假设手术室门宽1.5米,则门的面积为:A=2*1.5=3.0平方米所以风量Q=AV=3.0*0.05=0.15立方米/秒即540立方米/小时。因此当手术室内的正压风量大于540立方米/小时就能满足层流的要求。
2.安装时注意的问题
彩钢板安装前的放线工作,应在地(楼)面完成后进行,并在具备安装的其他相关条件如较大设备已运到位、暗敷地面管线已调整完及技术夹层主要安装工作基本完成,才可以进行。放线是在地面上划出彩钢板水平投影(板厚度)及门、窗位置。上下马槽中心线应在同一垂直面上,误差应在1.0‰以内。
装上下马槽,下马槽一般采用带有双面R角的铝合金型材。用射钉固定于地面所画的线上,射钉的位置以直线1.2-1.5m间距,转角及终端距边0.2m为宜,采用止水橡胶条的在射钉之前把两条胶条(Ф2-3)放入槽下,在射钉固定后形成防水隔离封闭。
组立壁板:按排版图装入预制好的组件,组件间以固定插件锁定相邻壁板。值得特别注意的是,在组立壁板的同时配合好电气暗敷管线及箱盒。壁板应垂直,立缝均匀。
清理槽内杂物及粘结的胶液凝固硬块。否则用再大的力也很难将立缝调整得均匀、密实。
装吊顶板:**板的重量支撑是通过固定在周边的立板及中间悬吊的暗梁或T型铝。长边缝间通过固定插件固定和加固,短边通过T型铝和连板抽芯铆钉固定。
吊平**力求平整,板缝密实均匀、光洁、无痕、无伤。操作注意同立壁板。
安装门窗:先在门窗洞口装入不锈钢的门窗框固定牢靠,装门注意开启方向,装窗玻璃。闭门器应调节好开启速度和力量,一般在关门时前半程速度快,后半程力矩小、速度慢,以减小关门撞击和噪音。
密封胶:在洁净区内,凡是有可能影响洁净度的下述缝隙,均应涂密封中性硅胶:
彩钢板之间的拼接缝、R角与壁板、**板的所有缝隙;空调风管、风口、过滤器与壁**板间的缝隙;电气穿过壁板**板的保护管槽与洞口边缘间的缝隙;所有开关插座灯具与彩钢板**板面间的缝隙;所有工艺、给排水、保护管与洞口的间隙;玻璃与框间的缝隙;密封胶应在彩板安装基本就绪,卫生条件较好,经过彻底清扫除尘后,统一进行。否则硅胶缝易污染、发黑。中性硅胶打好后内,不应有大量灰尘作业及用水冲洗地面等可能影响密封胶的固化及牢度的操作。
彩钢板两侧的塑料保护膜,只有在安装全部结束后,进行彻底清洁时才允许揭掉。
3.重要节点的处理
节点处理得好坏,直接影响到洁净室的洁净效果。如果处理不当,就会导致出现积尘、积垢,甚至出现密闭不严,透风的情况。因此对节点的处理,是要加强重视的。
下面结合某手术室实例进行讲解:
3.1吊顶板的安装
1)吊顶板应采用暗吊板缝,吊顶板与暗吊大梁用M5自钻螺钉连接,以保证连接强度。
2)吊顶板的整体平整度采用高度调节器调节,平整度误差≤1‰。
3)吊顶的吊筋直径为10mm,吊筋间距为1~1.2m,垂直度≤5%。
镀锌暗吊大梁可以有效提高棚板的承载力,同时比明露T形梁的洁净效果要好,是高等级洁净室应采用的做法。
3.2洁净门窗的安装
高等级洁净室要求棚墙面尽量减少直角,起伏,所以门窗框要做成,与墙面平齐。
洁净门窗按图纸要求的尺寸大小、开启方向等要求固定门框,门框与彩钢复合板平面的高低差小于1mm,门框对角线偏差小于1.5mm,门框挠度偏差小于1mm,门框水平偏差小于1mm,洁净窗玻璃与彩钢复合板平面高低差小于1mm。
门扇安装后要开启灵活,无卡、擦门框现象,门缝隙2~3mm均匀一致,门扇与密封条之间无缝隙,门锁开启活络,无松动、歪斜现象。
3.3墙板的安装
壁板板缝隙应控制在2.5mm以下,以保证以后打胶质量,墙角垂直相交,壁板垂直偏差不大于1.5‰。
安装过程中不得撕下壁板表面保护膜,严禁撞击和踩踏板面。
各种购配件和材料应放在有围护结构的清洁、干燥的环境中。
购配件和材料的开箱启封应在清洁的环境中进行,严格检查其规格、性能和完好程度,不合格或已损坏的配件严禁使用。
结束语
手术室建设,涉及众多学科的协作和发展,关系到的方方面面。建设一个现代化的手术室,必须兼顾洁净化、数字化和人性化,才能全面提高服务质量,真正做到可持续发展。
某5级洁净室的改造设计
1 前言
某精密光学工程研究中心已建成的5级洁净室平面——区划如图1 所示,分内、外二间,分别由其上部硬吊顶内设置的二台组装式空调系统JK-1及JK-2保证其洁净度、空气温度和相对湿度等。空气处理过程为新风与回风混合、初效过滤、降温去湿(或加热)、加压、中效过滤处理后通过管道送入洁净室上部软吊顶静压箱再通过满布过滤器和稳压孔板进入洁净室,回风由二侧回风夹道下部的百叶回风口经回风管道回至空调器混合段。空调冷源为集中设置的风冷模块式冷(热)水机组(每个模块制冷量为110KW 共6个模块,合计为660KW)供空调用冷水或热水。
2 存在问题及要求
根据实验工艺要求去掉二个5级洁净间的隔断,并在其中一间隔出一个清洗间,其余部分为涂膜间。要求空气洁净度为5级,室内温度为20土2度,相对湿度小于40%。另外,清洗间使用、正丁醇等;清洗间间歇使用,使用时间很少,涂膜间为正常工作。该5级洁净室建成后基本上未使用,存在的主要问题其一是:空调系统保证不了相对湿度小于40%要求。通过了解得知该中心集中冷源供冷水温度一般为9度左右。其二是:该5级洁净室设计施工安装也不尽合理,满布有隔板过滤器机械压紧式安装,过滤器与过滤器之间间隔宽度为130mm;特别是过滤器出风面的四周宽度约500-600mm设照明灯带。因此,过滤器的满布率远小于65%,盲区所形成的涡流区范围大,实现不了全室性的! 级洁净度的要求,尤其周边区的照明灯带盲区限制了工艺设备的布置与使用。
3 改造设计的思路原则
上面提到该中心的冷源供水温度一般为9度左右,显而易见,不用说9度的冷水,既使是7度的冷水也无法实现相对湿度<40%的要求。根据该冷冻站所供的洁净空调面积及工艺情况,经粗略核算冷量是足够的,至于供水温度高,可能是由于系统配套的冷冻水循环水泵的流量(200t/h)过大,扬程(50m)过高所致。因此,改造设计应在利用现有冷源及空调系统的基础上寻求解决问题的方案,以求得满足工艺要求又节约投资之目的。
4 工程改造设计说明
4.1 洁净室部分
根据工艺区划去掉内、外间的隔断,将风淋室外移,增加人身净化房间,在内间左上角隔出2.5*1.6的清洗间。重新采用液槽密封方式安装满布无隔板过滤器,液槽宽度为50mm,去掉四周照明灯带,将泪珠式净化灯设在液槽下面,从而提高了过滤器的满布率,大大缩小了涡流区的范围,实现了真正的全室性5级洁净度,为工艺设备的布置和使用提供了灵活性。增加了二侧回风夹道上的回风口面积使气流组织更加合理,如图2所示。
4.2 净化空调系统部分
实验室内工艺设备的发热量不大,除3-4个操作人员的产湿量外无其它产湿量。由于洁净室是在土建围护结构内用夹芯彩钢板制做而成,因此,通过围护结构从外部进入室内的热湿负荷很小。
经现场实测,现有二个系统的二台组装式空调器的处理风量分别约为22000m3/h和13500m3/h,合计为35500m3/h。按照规范规定5级洁净室断面风速不小于0.2m/s,则涂膜间的风量为36840m3/h,清洗间风量为3630m3/h,合计为40014m3/h。从风量来看现有空调器的风量还不足以保证$级洁净室的风量,尚差4514m3/h。考虑到清洗间间歇使用,而且次数很少,加之面积也很小,因此,考虑将二个系统的风量全部供给涂膜间。这样涂膜间尚差36840-35500=1340m3/h,这部分风量采取设再循环机组S-2保证。清洗间的风量由设在清洗间的S-1机组从涂膜间回风夹道吸入涂膜间的回风送入清洗间的过滤器静压箱,再经过过滤器进入清洗间,而后由排风系统P-1排至室外。如此不仅充分利用了低湿度的空气节约能量,而且,运行温湿度的控制都可简化。
4.3 关于湿度的控制问题
上面提到清洗间要求直流式全新风。因此,净化空调系统的新风量也就是清洗间的送风量3630m3/h,约占总风量的10%。因为,室内除几个操作人员的产湿量外没有其它产湿量,所以如果能将新风的含湿量除掉,就可以保证室内的低湿度。根据目前国产设备及该中心现有条件综合考虑,确定采用冷冻加转轮除湿相结合的方案来实现低湿度的要求。由(i-d)图(图3)分析可知。
采用现有冷冻站供给的9度冷水处理占总风量10%的新风量,达到设计要求是不可能的。只有利用转轮除湿与冷冻除湿相结合的方法,才可能。结合本工程的具体情况,也就是先用9度的冷水做为新风的予冷却,将新风从(1)状态点降温去湿至(2)状态点(t=20度,湿度=95%),将(2)状态空气通过转轮除湿至(3)状态点。(3)状态点与室内状态点按3630/35500的比例混合至(4)状态点。(4)状态的空气经组装式空调器的表冷器(已有设备)冷却至送风状态点(S)则:
从上述过程可见,利用了现有的9度冷冻水予冷却去湿。同时,又利用了现有的组装式空调器,实现了实验工艺所要求的5级和低湿度的环境要求。
由转轮除湿空调器处理的室外空气分为二路进入JK-1及JK-2二个系统,进一步处理后送入5 级洁净室静压箱再经过滤器后进入洁净室。如图4所示。
冬季室外空气通过旁通管道直接进入JK-1 及JK-2与回风混合后经加热器加热至送风状态向室内送风。
5 控制设计说明
5.1 工况转换控制
根据该实验室的使用,将其划分为三种工况。
(1)清洗间与涂膜间同时工作,这时系统的设备全部投入运行,新风量或排风量大。
(2)涂膜间正常工作,清洗间处于浸泡工序,这时清洗间的空气参数没有要求,但需保持负压,这时,S-1机组停止运行,排风系统P-1的排风量由大变到维持房间负压的风量,新风系统的处理风量也由大减至总风量5%。
(3)清洗间停止工作,仅涂膜间正常工作,这时系统中的S-1及P-1 系统停止工作。新风量减小至总风量的S&,转轮除湿机的负荷也相应减小。
上述三种工况是通风管上的电动阀门交替动作实现。
5.2 系统自动控制
采用PLC编程控制,将温度湿度测头置于新风段做为季节工况转换判断。当室外空气的含湿量在d1-d2之间时,则由新风系统空调器予冷却器除湿降温。若室外空气合湿量<d2时,则新风停止冷却除湿。
温湿度测头置于新风表冷器之后,通过调节新风空调器水系统上的电动三通水阀保证机器恒定。
温湿度测头置于室内,根据室内温度变化,调节送风系统JK-1,JK-2空调器干冷却器冷水管路上的电动三通阀改变水流量,保持室内温度,另外,根据室内相对湿度的变化控制氯化锂转轮除湿机电动旁通阀门或再生电加热器的加热量,调节除湿机的除湿量,从而保证室内相对湿度
在允许范围内。净化空调原理如图4所示。
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5.3 实验室工艺工况的转换过程控制
工况(清洗间、涂膜间正常工作)
(1)JK-1、JK-2、JS-1、JS-2 以及P-1、CA系统均投入运行。
(2)电动风阀1/3/4/7全开;2关闭,5/6开小。
*二工况(涂膜间正常工作,清洗间处于浸泡工序)
(1)JK-1、JK-2、JS-2正常运行;JS-1 停止运行;P-1及CA系统转入变频控制运行。
(2)电动风阀5/6开大;1/3/4/7开小。
*三工况(仅涂膜间照常工作,清洗间不工作)
(1)CA系统及JK-1,JK-2,JS-2仍保持*二工况的运行状态,P-1系统停止运行。
(2)电动风阀7关闭,其余风阀同*二工况状态。冬季CA新风除湿系统停止运行,电动风阀1关,7开。其余阀门,同*三工况,即混合、加热直接向室内送风。
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