1、概述
緩沖室:在潔凈車間中,不同級別的潔凈區(qū)之間,為減少開門時人進(jìn)出引起的臟氣流入侵到高級別側(cè),而設(shè)置具備一定置換體積及壓差要求的功能間。
氣鎖室:一般設(shè)在潔凈室的出入口,是用以阻隔外界或鄰室氣流和進(jìn)行壓差控制所設(shè)置的連鎖控制緩沖室。氣鎖室即設(shè)置連鎖控制的緩沖室。
2、緩沖室設(shè)置
無塵潔凈室是一個系統(tǒng)工程,其核心為凈化空調(diào)系統(tǒng),通過凈化空調(diào)系統(tǒng)空氣過濾置換保持潔凈區(qū)潔凈度,但其他一些布局方面的細(xì)節(jié)設(shè)計,可有效控制潔凈區(qū)被污染,以使無塵潔凈室更安全可靠、經(jīng)濟(jì)節(jié)能運行,其中緩沖室的設(shè)置即為潔凈室平面布置控制污染的重要方式?!稘崈魪S房設(shè)計規(guī)范》規(guī)定:不同等級的潔凈室之間的壓差不宜小于5Pa,潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間的壓差不應(yīng)小于5Pa,潔凈區(qū)與室外的壓差不應(yīng)小于10Pa。《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》規(guī)定:不同空氣潔凈度等級的醫(yī)藥潔凈區(qū)之間以及醫(yī)藥潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間的空氣靜壓差不應(yīng)小于5Pa,醫(yī)藥潔凈區(qū)與室外大氣的靜壓差不應(yīng)小于10Pa。具體到實際工程設(shè)計中,由于壓差計顯示精度要求,一般壓差均按5Pa或大于5Pa設(shè)計。
在潔凈車間中,不同級別的潔凈區(qū)之間已有小5Pa壓差,高級別側(cè)保持正壓,用以阻擋門關(guān)閉條件下由縫隙從低級別到高級別潔凈室的空氣滲透,在門開啟條件而無人走動時,低級別側(cè)的氣流也不能輕易入侵到高級別側(cè)。但是,在開門的瞬間,人的進(jìn)出引起的氣流,就不是正常的壓差能阻擋得住的。因此,在潔凈車間設(shè)立緩沖室的作用就在于減少開門時入侵的臟氣流。同時為防止開門時緩沖室另一個門處于開啟狀態(tài)時,人員進(jìn)入緩沖室走動而致污染氣流進(jìn)入高級別潔凈區(qū),緩沖室進(jìn)出門應(yīng)設(shè)置連鎖控制。
設(shè)置連鎖控制的緩沖室即為氣鎖室。氣鎖室按其壓力和氣流方向可分為:梯度式氣鎖室、正壓氣鎖室、負(fù)壓氣鎖室三種類型。其中梯度式氣鎖是比較常用的形式,用于不同潔凈區(qū)之間的隔離,但不能阻止高級別區(qū)含產(chǎn)品空氣的擴(kuò)散。而正壓氣鎖室和負(fù)壓氣鎖室則既可用于分隔不同區(qū)域之間的氣流,也可有效阻止含產(chǎn)品空氣從高級別區(qū)向低級別區(qū)的擴(kuò)散。醫(yī)藥工程中強(qiáng)致敏性產(chǎn)品生產(chǎn)及醫(yī)院負(fù)壓手術(shù)室的緩沖就采用正壓氣鎖室和負(fù)壓氣鎖室。
以下幾種情況下可不設(shè)置緩沖室:
①兩個只相差一級的相鄰亂流潔凈區(qū)相通且潔凈區(qū)體積較大時(經(jīng)測算潔凈區(qū)體積不宜小于300m3),從低級別經(jīng)人體帶入高級別的塵粒污染對高級別潔凈區(qū)潔凈度不會產(chǎn)生波動或產(chǎn)生波動在較短時間就恢復(fù),中間無需設(shè)這樣的緩沖室。如電子潔凈廠房大部分面積較大不同級別潔凈間之間一般均不設(shè)置緩沖。但如果發(fā)生的污染不僅僅是增加塵粒的污染,而是改變污染性質(zhì)的污染(例如不同性質(zhì)的菌種、不同性質(zhì)的塵源),則一定要設(shè)緩沖室。
②對于單向流的潔凈車間,由于其置換速度快抗干擾能力*,可不設(shè)置緩沖室。
3、緩沖室自凈換氣次數(shù)
潔凈工程設(shè)計平面布置時,要合理確定緩沖室的面積、是否需要等,須結(jié)合潔凈車間的體積、等級、換氣次數(shù)等進(jìn)行周密的計算。以十萬級與一萬級之間的緩沖室為例,緩沖室按高級別確定為一萬級,與十萬級區(qū)壓差取值10Pa,與一萬級區(qū)壓差取值5Pa,進(jìn)出門均為單門(1000×2000),體積取值8m3,進(jìn)出門不能同時打開,計算緩沖室送風(fēng)換氣量及正壓風(fēng)量。采用縫隙法計算緩沖室門進(jìn)出正壓風(fēng)量:
Ly=0.827×A×ΔP1/2×1.25×3600
其中:
Ly為正壓風(fēng)量(m3/h);
A為門縫隙的總有效漏風(fēng)面積(m2),門縫隙寬度取0.003m;
ΔP為壓力差(Pa);
1.25為不嚴(yán)密附加系數(shù);
Ly出=0.827×0.018×101/2×1.25×3600=211.83(m3/h);
Ly進(jìn)=0.827×0.018×51/2×1.25×3600=149.79(m3/h)。
進(jìn)出風(fēng)量差=62.04(m3/h),即要保持緩沖室進(jìn)出門壓差,緩沖室小送風(fēng)量為62.04(m3/h)。
參照《民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施》暖通空調(diào)動力第4.10.3條關(guān)于防煙正壓送風(fēng)風(fēng)量門洞風(fēng)速取值0.6~1.0m/s,考慮煙氣擴(kuò)散性比潔凈室一般空氣強(qiáng),故潔凈室緩沖室開啟門時為阻止低級別區(qū)空氣塵粒污染擴(kuò)散至高級別區(qū)所需門洞風(fēng)速可降低,現(xiàn)取值0.5m/s,相應(yīng)通過(1000×2000)門的空氣流量為3600(m3/h),相當(dāng)與8m3緩沖室450次/h的換氣次數(shù)送風(fēng)量。顯然,為了阻止?jié)崈羰揖彌_室開啟門時低級別區(qū)空氣塵粒污染擴(kuò)散至高級別區(qū)將緩沖室送風(fēng)量提高到3600(m3/h),相應(yīng)緩沖室送風(fēng)口、回風(fēng)口不易布置,且較大風(fēng)量空氣短時間進(jìn)入低級別潔凈功能間會引起各功能間相互壓差失調(diào)。故采用保持門洞風(fēng)速控制塵粒污染擴(kuò)散不可取也無必要。
緩沖室送風(fēng)風(fēng)量可以采用假定緩沖間在低級別門打開后,緩沖間降低至低級別潔凈標(biāo)準(zhǔn)后恢復(fù)至高級別潔凈標(biāo)準(zhǔn)所需自凈時間及自凈換氣次數(shù)的方法確定。參照《藥品GMP指南》(廠房設(shè)施與設(shè)備)中潔凈室恢復(fù)時間與換氣次數(shù)關(guān)系圖表,自凈時間:在換氣次數(shù)20次/h時,十萬級自凈到萬級約7min,在換氣次數(shù)30次/h時,十萬級自凈到萬級約4min。
以萬級8m3緩沖室為例,單個操作人員(按1.7m,體積約0.5m3)由十萬級進(jìn)入緩沖室,相應(yīng)0.5m3為十萬級標(biāo)準(zhǔn),人員從十萬級區(qū)開啟緩沖室門到開啟緩沖室出口門時間約30s,緩沖室按換氣次數(shù)30次/h,自凈其中0.5m3十萬級空氣至萬級需自凈時間=4×0.5/8=0.25min。根據(jù)以上案例可總結(jié)如下:萬級緩沖間送風(fēng)換氣次數(shù)可取28~30次/h,十萬級緩沖室送風(fēng)換氣次數(shù)取18~20次/h。
4、結(jié)論
(1)置緩沖室可有效防止?jié)崈魠^(qū)與非潔凈區(qū)及不同潔凈區(qū)之間的污染。
(2)緩沖室應(yīng)設(shè)置為連鎖控制的氣鎖室。
(3)氣鎖室一般均采用梯度氣鎖室,特殊要求時采用正壓氣鎖室或負(fù)壓氣鎖室。
(4)氣鎖室潔凈度應(yīng)按高級別潔凈區(qū)標(biāo)準(zhǔn),其送風(fēng)換氣應(yīng)綜合考慮人員通過氣鎖室時間,氣鎖室自凈時間等。根據(jù)潔凈室不同換氣次數(shù)下的自凈時間測算:萬級緩沖間送風(fēng)換氣次數(shù)可取28~30次/h,十萬級緩沖室送風(fēng)換氣次數(shù)取18~20次/h。