هل تحدد فئة ISO تغيرات الهواء في الساعة؟

لا.لا تحدد فئة ISO بشكل مباشر عددًا ثابتًا من تغيرات الهواء في الساعة (ACH).يحدد تصنيف ISO لغرف الأبحاث نظافة الهواء وفقًا لتركيز الجزيئات المحمولة بالهواء ضمن نطاقات حجم الجسيمات المحددة. وعلى النقيض من ذلك، فإن تغيرات الهواء في الساعة عبارة عن معلمة تصميم للتحكم في التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والتلوث-يتم تحديدها بواسطة عوامل مثل حجم الغرفة، والإشغال، ونشاط العملية، ونمط تدفق الهواء، والترشيح، والمستوى المطلوب للتحكم في التلوث.

يعد هذا التمييز مهمًا لأن مشتري غرف الأبحاث ومديري المرافق يفترضون أحيانًا أن كل فئة ISO لها قيمة ACH إلزامية مقابلة. من الناحية العملية، لا توجد قاعدة بسيطة مثل "ISO 5 يتطلب X ACH" أو "ISO 7 يتطلب Y ACH." يجب تصميم غرفة الأبحاث كنظام متكامل بدلاً من تصنيفها حسب معدل التهوية وحده.

ما الذي تحدده فئة غرف الأبحاث ISO فعليًا؟

تصنيف غرف الأبحاث ISO يدور في المقام الأول حولتركيز الجسيمات المحمولة جوا، وليس تردد تبادل الهواء.

يصنف المعيار ISO 14644-1 الغرف النظيفة والمناطق النظيفة وفقًا لتركيزات الجسيمات المحمولة في الهواء والتي يتم قياسها في مواقع أخذ العينات المحددة. يغطي المعيار أحجام الجسيمات من 0.1 ميكرومتر إلى 5 ميكرومتر لإطار التصنيف الرئيسي ويستخدم عدادات الجسيمات المحمولة جواً لتحديد تركيزات الجسيمات.

بعبارات بسيطة:

فئة ISO=مدى نظافة الهواء من حيث تركيز الجسيمات المحمولة بالهواء

ACH=مقدار الهواء المكيف أو المفلتر الذي يتم توفيره أو توزيعه عبر الغرفة بالنسبة لحجمه

وهذه مترابطة، ولكنها ليست نفس القياس.

على سبيل المثال، تحتوي غرفة من الفئة ISO 7 على هدف محدد لنظافة الجسيمات المحمولة بالهواء. لا يخبر هذا التصنيف تلقائيًا مهندس التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) عدد المرات التي يجب فيها تغيير هواء الغرفة كل ساعة.

لماذا يتم الخلط بين فئة ISO وACH في كثير من الأحيان؟

يأتي هذا الالتباس جزئيًا من ممارسات تصميم غرف الأبحاث القديمة وإرشادات الصناعة التي ربطت فئات نظافة معينة بنطاقات تغيير{{0} الهواء النموذجية. لا يزال من الممكن ظهور هذه القيم في وثائق تخطيط غرف الأبحاث والمواد المرجعية عبر الإنترنت.

ومع ذلك، لا ينبغي الخلط بين القيمة الهندسية النموذجية ومتطلبات ISO.

تلاحظ ASHRAE أن استخدام فئة النظافة وحدها لتحديد قيمة ACH يمكن أن يكون أسلوبًا مفرطًا في التبسيط لأنه قد يتجاهل المتغيرات المهمة التي تؤثر على تركيز جزيئات الغرفة.

هذا يعني أن المهندس لا ينبغي أن يبدأ بـ:

فئة ISO → ACH ثابت

نهج التصميم الأكثر ملاءمة هو:

النظافة المطلوبة ← مصادر التلوث ← تصميم تدفق الهواء والترشيح ← معدل تدفق الهواء المطلوب ← التحقق

ما الذي يحدد تغيرات الهواء في الساعة؟

ACH جزء من تصميم التهوية الشامل. هناك عدة عوامل تؤثر على معدل تدفق الهواء اللازم لغرفة الأبحاث.

1. مستوى النظافة المطلوب

تعد فئة ISO المرغوبة نقطة انطلاق مهمة لأنها تحدد هدف نظافة الجسيمات المحمولة جواً.

تفرض متطلبات النظافة الأكثر صرامة عمومًا متطلبات أكبر على نظام التهوية والترشيح في غرف الأبحاث. ومع ذلك، لا تزال فئة ISO لا توفر رقم ACH عالميًا واحدًا.

الهدف ليس مجرد تحريك كمية معينة من الهواء. الهدف هو الحفاظ على تركيز الجسيمات المطلوبة في ظل ظروف التشغيل الفعلية.

2. حجم الغرفة وحجمها

يرتبط ACH مباشرة بحجم الغرفة.

الحساب الشائع الاستخدام هو:

ACH=معدل تدفق الهواء × 60 ÷ حجم الغرفة

يوضح هذا السبب في أن غرفتين من نفس فئة ISO قد تتطلبان معدلات تدفق هواء مختلفة.

فكر في غرفتين نظيفتين لهما أهداف نظافة متطابقة. إذا كان لدى المرء حجم أكبر بكثير، فسيكون إجمالي تدفق الهواء المطلوب لتحقيق نفس ACH أكبر أيضًا.

ارتفاع السقف مهم أيضا. غرفتان لهما نفس مساحة الأرضية ولكن ارتفاع السقف مختلف ليس لهما نفس الحجم، لذلك لا يمكن افتراض أن متطلبات تدفق الهواء لهما متطابقة.

3. عدد الأشخاص في الغرفة

الناس هم المصادر الرئيسية للجزيئات في البيئات النظيفة.

يمكن لكل مشغل إدخال الجزيئات من خلال الحركة والملابس والجلد والنشاط الطبيعي. ويعني وجود عدد أكبر من الأشخاص بشكل عام حملًا أكبر للتلوث، خاصة عندما يتحركون بشكل متكرر أو يقومون بعمليات تزعج الجزيئات.

ولهذا السبب قد تحتاج غرفة إنتاج من الفئة ISO 7 التي بها العديد من المشغلين إلى استراتيجية تهوية مختلفة عن غرفة المعدات من الفئة ISO 7 المشغولة قليلاً.

التصنيف هو نفسه.

حمل التلوث ليس كذلك.

4. عملية التصنيع والمعدات

يمكن للعملية نفسها أن تولد جزيئات.

تشمل الأمثلة ما يلي:

• التعامل مع المواد
• حركة ميكانيكية
• القطع أو التآكل
• عمليات التجميع
• تشغيل المعدات
• التعامل مع المنتج
• نقل المواد بشكل متكرر

قد تكون للغرفة النظيفة المستخدمة في عملية -جسيمات منخفضة متطلبات تدفق هواء مختلفة جدًا عن الغرفة التي تنتج فيها المعدات والمواد التلوث بشكل مستمر.

تؤكد ASHRAE على وجه التحديد على أن الجسيمات الموجودة في غرف الأبحاث تتولد إلى حد كبير عن طريق الأنشطة داخل الغرفة بدلاً من هواء الإمداد الذي تمت تصفيته بشكل صحيح. ولذلك يجب أن يكون تدفق الهواء مصممًا لتخفيف التلوث الناتج داخليًا والسيطرة عليه.

5. نمط تدفق الهواء

حجم الهواء وحده لا يحدد أداء غرف الأبحاث.

الطريقة التي يتحرك بها الهواء عبر الغرفة مهمة أيضًا.

اعتمادًا على التطبيق، قد تستخدم غرفة الأبحاث ترتيبات مختلفة لتدفق الهواء، بما في ذلك تدفق الهواء المختلط أو تدفق الهواء أحادي الاتجاه. يمكن أن تؤثر مواقع إمداد الهواء ومواقع العودة ووضع المعدات وحركة الأشخاص والمواد على كيفية نقل الملوثات.

وبالتالي يمكن أن تتصرف غرفتان لهما نفس ACH بشكل مختلف إذا كانت أنماط تدفق الهواء الخاصة بهما مختلفة.

بالنسبة للبيئات الحرجة، فإن مجرد زيادة عدد تغييرات الهواء قد لا يحل المشكلة الناجمة عن سوء توزيع تدفق الهواء.

6. كفاءة الترشيح

يعد ترشيح HEPA جزءًا رئيسيًا آخر من التحكم في التلوث.

يتم عادةً تصفية هواء إمداد غرف الأبحاث قبل دخوله إلى المناطق الخاضعة للرقابة، مما يساعد على إزالة الجزيئات من الهواء الذي يتم إمداده. لكن الترشيح يعمل جنبًا إلى جنب مع تدفق الهواء وضغط الغرفة وتوزيع الهواء والتحكم في التلوث-بالمصدر.

لا ينبغي الحكم على الغرفة من خلال ACH وحدها.

والسؤال الأكثر فائدة هو ما إذا كان النظام الكامل يمكنه الحفاظ باستمرار على النظافة المطلوبة في ظل ظروف التشغيل المقصودة.

هل يعني ارتفاع ACH دائمًا غرفة نظيفة؟

ليس بالضرورة.

من المغري أن نفترض أن المزيد من تغيرات الهواء تعني تلقائيًا بيئة أنظف. ومع ذلك، يعتمد أداء غرف الأبحاث على أكثر من مجرد زيادة تدفق الهواء.

قد يؤدي استخدام ACH المرتفع جدًا إلى زيادة استخدام الطاقة دون معالجة المصدر الحقيقي للتلوث إذا كانت الغرفة بها توزيع سيئ لتدفق الهواء، أو حركة المشغل المفرطة، أو المعدات غير المناسبة، أو ممارسات التنظيف غير الفعالة.

تصف ASHRAE تدفق الهواء في غرف الأبحاث بأنه يخدم أغراضًا مهمة لتخفيف التلوث-، بينما تحذر أيضًا من اختيار ACH المبسط استنادًا إلى فئة النظافة فقط.

النهج الأفضل هو تحقيق التوازن:

هدف النظافة ISO + الترشيح + نمط تدفق الهواء + ACH + التلوث -التحكم في المصدر

هذه العوامل تعمل معا.

هل نطاقات ACH النموذجية حسب فئة ISO إلزامية؟

لا.

قد ترى جداول عبر الإنترنت تربط فئات ISO بنطاقات تغيير الهواء النموذجية-. يمكن أن تكون هذه المراجع مفيدة كمراجع هندسية أولية، لكن لا ينبغي التعامل معها على أنها متطلبات ISO عالمية.

تبدو المقارنة المبسطة كما يلي:

الفرق المهم هو ذلكفئة ISO هي تصنيف للنظافة، في حين أن ACH هي معلمة تصميم هندسي.

يمنع هذا الاختلاف حدوث خطأ شائع في المواصفات: مطالبة المورد بتوفير غرفة نظيفة بناءً على رقم ACH المستهدف فقط دون النظر في كيفية أداء الغرفة فعليًا.

هل يمكن أن تحتوي غرفتان من غرف الأبحاث من فئة ISO 7 على ACH مختلف؟

نعم.

تخيل غرفتين من فئة ISO 7.

الغرفة أ

الغرفة الأولى تحتوي على :

• عدد قليل من المشغلين
• معدات منخفضة الجسيمات.-
• حركة مادية محدودة
• ظروف التشغيل مستقرة نسبيا

الغرفة ب

الغرفة الثانية تحتوي على :

• المزيد من المشغلين
• نقل المواد بشكل متكرر
• المزيد من نشاط المعدات
• توليد جسيمات أكبر
• حركة الأفراد أكثر تواترا

قد يتم تصميم كلا الغرفتين لتحقيق ISO Class 7، لكن متطلبات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) الخاصة بهما لا يجب بالضرورة أن تكون متطابقة.

وينطبق نفس المبدأ على فئات ISO الأخرى.

نفس فئة ISO لا تعني نفس ACH.

يجب تحديد تدفق الهواء المطلوب وفقًا لتطبيق غرفة الأبحاث الفعلي وإستراتيجية التحكم في التلوث.

كيف يمكنك معرفة ما إذا كان نظام الهواء في غرف الأبحاث يعمل؟

الاختبار الحقيقي ليس ما إذا تم تخصيص رقم ACH معين للغرفة. والسؤال الرئيسي هو ما إذا كانت غرفة الأبحاث قادرة على تحقيق النظافة المطلوبة والحفاظ عليها أثناء التشغيل المقصود.

اختبار الجسيمات المحمولة جوا

يعد اختبار تركيز الجسيمات أمرًا أساسيًا في تصنيف غرف الأبحاث ISO. يستخدم المعيار ISO 14644-1 عدادات الجسيمات المحمولة جوًا لتقييم تركيزات الجسيمات في مواقع أخذ العينات المحددة.

وهذا يوفر دليلاً مباشرًا على نظافة الهواء بدلاً من الاعتماد فقط على حسابات تدفق الهواء النظرية.

قياسات تدفق الهواء

اعتمادًا على تصميم غرفة الأبحاث، يمكن استخدام القياسات ذات الصلة بتدفق الهواء-للتحقق مما إذا كان نظام التهوية يقدم الأداء المطلوب.

يمكن أن تساعد هذه القياسات في تحديد:

• تدفق الهواء غير كاف
• توزيع الهواء غير المتكافئ
• اتجاه تدفق الهواء غير صحيح
• المناطق ذات الدورة الدموية الضعيفة

مراقبة الضغط التفاضلي

تعتبر علاقات الضغط بين غرف الأبحاث والمناطق المجاورة مهمة أيضًا.

يمكن أن يساعد الحفاظ على علاقة الضغط المقصودة في التحكم في الاتجاه الذي يتحرك فيه الهواء بين المساحات وتقليل انتقال التلوث غير المرغوب فيه.

تصور تدفق الهواء

يمكن أن يساعد تصور تدفق الهواء في تحديد ما إذا كان الهواء يتحرك بالشكل المطلوب حول المعدات ومحطات العمل والأفراد.

يعد هذا مفيدًا بشكل خاص عندما تلبي الغرفة متطلبات تدفق الهواء النظرية ولكنها لا تزال تواجه مشكلات تلوث غير متوقعة.

لماذا لا يزال تنظيف الأسطح مهمًا عندما تكون ACH صحيحة

إن نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء المصمم بشكل صحيح لا يزيل كل مصادر التلوث.

التلوث المحمول بالهواء ليس سوى جزء واحد من التحكم في غرف الأبحاث. يمكن أن يأتي التلوث أيضًا من:

• الموظفين
• معدات
• مواد
• أسطح العمل
• عمليات التنظيف
• التعبئة والتغليف
• التعامل المتكرر

ولهذا السبب يظل تنظيف الأسطح جزءًا مهمًا من برنامج تشغيل غرف الأبحاث.

يمكن أن تحتوي غرفة الأبحاث على نظام ترشيح وتهوية فعال بينما لا تزال تعاني من تلوث سطحي موضعي ناتج عن أنشطة المناولة أو الإنتاج.

ولهذا السبب، يجب اختيار مواد تنظيف غرف الأبحاث وفقًا لمهمة التنظيف ومتطلبات التحكم في التلوث.

يمكن أن تشمل خصائص الماسحة المهمة ما يلي:

• انخفاض إنتاج الوبر
• انخفاض إطلاق الجسيمات
• الامتصاص المناسب
• التوافق الكيميائي المناسب
• بناء نسيج مستقر
• أداء تآكل منخفض-للأسطح الحساسة
• التعبئة والتغليف المناسبة للبيئات الخاضعة للرقابة

بمعنى آخر، يتحكم نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) في بيئة الغرفة، بينما تساعد إجراءات التنظيف في التحكم في التلوث على الأسطح والمعدات.

كلاهما ضروري.

فئة ISO، وACH، ومساحات غرف الأبحاث: كيف تتلاءم معًا

من المفيد التفكير في التحكم في تلوث غرف الأبحاث كسلسلة وليس كمواصفات واحدة.

• تنقية الهواءيساعد على تنظيف الهواء الوارد.
• تصميم تدفق الهواءيساعد على توزيع الهواء النظيف ونقل الملوثات نحو نقاط العودة.
• أشيدعم استراتيجية تدفق الهواء وتخفيف التلوث المطلوبة.
• التحكم في الضغطيساعد على إدارة حركة الهواء بين المناطق.
• ضوابط الموظفين والموادتقليل التلوث الذي يدخل غرف الأبحاث.
• إجراءات التنظيف والمناديل المناسبةإزالة التلوث من الأسطح.

لا يوجد أي عنصر من هذه العناصر يحدد الأداء الكامل لغرفة الأبحاث.

ولهذا السبب أيضًا لا ينبغي استخدام فئة ISO للغرفة كمعيار وحيد عند اختيار منتجات التنظيف أو الملابس الواقية. ويجب أيضًا مراعاة العملية المحددة والسطح وتوافق المواد وإجراءات التحكم في التلوث.

ما الذي يجب على مشترو غرف الأبحاث أن يسألوا الموردين؟

عند تقييم مشروع غرفة الأبحاث، اسأل فقط "ما هي ACH التي تقدمها؟" عادة لا يكفي.

المزيد من الأسئلة المفيدة تشمل:

ما هي فئة ISO التي صممت الغرفة لتحقيقها؟

كيف يتم توزيع تدفق الهواء؟

ما هو نظام الترشيح المستخدم؟

ما هي مصادر التلوث الرئيسية في الغرفة؟

كيف سيتم التحقق من تركيز الجسيمات؟

ما هي ظروف التشغيل التي سيتم استخدامها أثناء الاختبار؟

كيف يتم دمج عمليات التنظيف والضوابط المتعلقة بالموظفين في إستراتيجية مكافحة التلوث-؟

توفر هذه الأسئلة صورة أكثر اكتمالًا لأداء غرف الأبحاث.

النقاط الرئيسية التي يجب تذكرها

لا تحدد فئة ISO بشكل مباشر قيمة-تغيير-الهواء الثابت لكل-ساعة.

يصنف معيار ISO 14644-1 نظافة الهواء وفقًا لتركيز الجسيمات المحمولة بالهواء، بينما تعد ACH جزءًا من تصميم التهوية والتحكم في التلوث.

يمكن أن تتأثر ACH المطلوبة بحجم الغرفة، والإشغال، ونشاط العملية، والمعدات، ونمط تدفق الهواء، وأحمال الترشيح والتلوث.

إن ACH الأعلى لا يعد تلقائيًا غرفة نظيفة أفضل.

يمكن لغرفتين من نفس فئة ISO أن يكون لهما تصميمات مختلفة لتدفق الهواء.

والأهم من ذلك، يجب التحقق من أداء غرف الأبحاث من خلال القياسات البيئية الفعلية بدلاً من افتراض أن ACH معينة تضمن تلقائيًا تصنيف ISO.

بالنسبة للمنشآت التي تحتاج أيضًا إلى حماية خاضعة للرقابة للموظفين، فإن الملابس مثلESD مقنعين غرفة الأبحاث بدلة منفصلةيمكن دمجها في برنامج مكافحة التلوث الأوسع-إلى جانب منتجات تنظيف الغرف النظيفة وإجراءات التشغيل المناسبة.