wtorek, październik 17, 2017

 Najnowsze wydania

 EKO
Schowek02TRH
I&M 2/2017

PI 6/2017

001 Okladka PI06

001 Okladka IM02 2017

Wysokie wymagania czystości powietrza – wytyczne, normy i rozwiązania

Danielak rys. 3Specjalne rozwiązania w zakresie wentylacji i klimatyzacji stosuje się w pomieszczeniach czy strefach, które ze względu na swoją specyfikę wymagają powietrza wolnego od zanieczyszczeń stałych, gazowych lub bakterii i substancji czynnych. Rozwiązania są dobierane indywidualnie, m.in. zależnie od analizy źródeł zanieczyszczeń zewnętrznych i wewnętrznych, dostępnych metod przeciwdziałających powstawaniu zanieczyszczeń, jak i możliwości ich usuwania.

Zagadnienie wentylacji w pomieszczeniach czystych (o wysokich wymaganiach czystości) jest pojęciem dość szerokim i dotyczyć może różnego typu przypadków. Wysokie standardy czystości powietrza wymagane są w przemyśle:

  • optycznym,
  • elektronicznym,
  • światłowodowym,
  • laserowym,
  • mikrotechnicznym,
  • farmaceutycznym,
  • spożywczym,
  • laboratoryjnym,
  • biotechnologicznym;
  • a także w budynkach i pomieszczeniach ochrony zdrowia.

Nie sposób oczywiście wymienić wszystkich obszarów działalności, w których wymagane jest specjalne przygotowanie i czyszczenie powietrza. Wyobraźmy sobie np. tak szczególny przypadek jak stację uprawy roślin. W specjalnych szklarniach uprawiane są w warunkach laboratoryjnych ich nowe gatunki. Do takiej szklarni także nie mogą się przedostać żadne niepożądane cząstki: pyłki, zarodki czy nawet owady zapylające, które mogłyby zniszczyć uprawę lub zaburzyć linię gatunkową roślin.

Systemy wentylacji a funkcje pomieszczeń

To, jakie wymagania powinny być postawione w odniesieniu do zapewnienia czystego powietrza w pomieszczeniach, wynika wprost z różnych zadań technicznych i funkcji tych pomieszczeń.
Podstawowe cele związane z zapewnieniem czystego powietrza to:

  • ochrona produktu,
  • ochrona ludzi,
  • ochrona środowiska/otoczenia.

Ochrona produktu. W tym przypadku wentylacja służy do utrzymania odpowiedniej temperatury i wilgotności w pomieszczeniu, ewentualnie zapewnia się również jego filtrację. Istotna jest także higiena powietrza oraz elektrostatyka.

Danielak rys. 1
1. Ochrona produktu, rys. autor

Ochrona osób. Dotyczy głównie rozwiązań przeciwdziałających przedostawaniu się zanieczyszczeń do środowiska, w którym przebywają ludzie. Są to zatem głównie systemy:

  • rozprowadzania powietrza,
  • lokalnego odprowadzania zanieczyszczeń,
  • odgradzania.

Powszechną praktyką w laboratoriach, miejscach produkcyjnych etc. jest korzystanie z komór bezpiecznej pracy, komór laminarnych czystych, okapów, odciągów miejscowych, a także z dygestoriów, czyli przeszklonych komór w kształcie szafy, służących do prowadzenia prac laboratoryjnych z substancjami stałymi, ciekłymi i gazowymi, których obecność w powietrzu jest niepożądana.

Ochrona otoczenia, środowiska. Dotyczy nie tylko ludzi, ale też całej zewnętrznej przestrzeni, jest więc trochę szerszym pojęciem niż ochrona osób. W tym przypadku stosowane rozwiązania uzupełniają wcześniej przytoczone o szczelne wejścia i wyjścia oraz systemy regulacji ciśnienia w pomieszczeniach (różnicy ciśnień).

Źródła zanieczyszczeń

Zebranie jak największej ilości istotnych danych i umiejętne ich wykorzystanie w procesie projektowania jest niezwykle ważne z punktu widzenia późniejszego funkcjonowania systemu wentylacyjnego oraz utrzymania wysokich wymagań w pomieszczeniach czystych. Jednym z istotnych oczyszczania powietrza (np. rodzaj i dokładność filtracji). Samych źródeł zanieczyszczeń może być wiele, jak pokazuje rys. 2, natomiast substancje, które mogą być traktowane jako zanieczyszczenia zostały przedstawione na rys. 3.

Danielak rys. 2
2. Czynniki wpływające na zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniu czystym, rys. autor


Danielak rys. 3
3. Substancje, które mogą być traktowane jako zanieczyszczenia, rys. autor

Szczególnie dużym wyzwaniem przy projektowaniu systemów wentylacji i klimatyzacji do pomieszczeń czystych jest eliminacja zanieczyszczeń pochodzących ze źródeł wewnętrznych, które zazwyczaj stanowią główne źródło zanieczyszczeń (odpowiadają za ponad 80% zanieczyszczeń). Środowisko zewnętrzne jest zwykle skutecznie odgradzanie od wewnętrznego, a powietrze świeże można dokładnie przygotować, oczyścić i wprowadzić do pomieszczenia. Dużo trudniej jest poradzić sobie z wewnętrznymi źródłami zanieczyszczeń, takimi jak: technologie, ludzie, materiały budowlane etc.

Klasy pomieszczeń czystych i normy

Specjalne wymagania czystości dla pomieszczeń o tzw. kontrolowanym środowisku są definiowane przez standardy międzynarodowe. Wytyczne i normy określają w tym przypadku dopuszczalne zapylenie (zawartość cząstek stałych w powietrzu) – EN ISO 16644 oraz dodatkowo obciążenie środowiska bakteriami – wytyczne EU-GMP. We wspomnianej normie pomieszczenia – zależnie od wartości granicznych – zostały podzielone na różne klasy czystości (tabela 1). Wytyczne GMP definiują natomiast wartości graniczne dla zanieczyszczenia mikrobiologicznego (KBE) oraz najwyższe dopuszczalne zapylenie powietrza (tabela 2). Rozróżnia się cztery klasy czystości powietrza: A, B, C oraz D. Najostrzejsze wymagania dotyczą klasy A.


Tabela 1. Klasyfikacja czystości pyłowej według EN ISO 14644-1
Danielak tab. 1

Norma EN ISO 16644 i wytyczne EU-GMP powstały w związku z wymaganiami przemysłu farmaceutycznego, a konkretnie chodziło o potrzeby związane z produkcją leków. Skrót GMP pochodzi od nazwy „Good Manufacturing Practice”, co można tłumaczyć jako „dobra praktyka produkcyjna”. Norma znajduje jednak szczersze zastosowanie nie tylko w przemyśle farmaceutycznym.

Tabela 2. Klasyfikacja czystości pomieszczeń według wytycznych GMP
Danielak tab. 2

Higiena systemu wentylacyjnego

Dobrze zaprojektowana i wykonana instalacja HVAC niekoniecznie musi być gwarantem odpowiedniej funkcjonalności systemu. Dopiero jej właściwe użytkowanie i konserwacja zapewniają optymalne warunki komfortu, a także spełnienie higienicznych wymagań pomieszczeń.
Odpowiednie czyszczenie systemu powietrznego pozwoli w długim okresie czasu utrzymywać zaprojektowaną jakość czystości powietrza w pomieszczeniu.
Już na etapie projektowania ważne jest zatem zapewnienie dostępu do instalacji w odpowiednio przygotowanych miejscach, tak aby później nie było konieczności ingerowania w cały system. Do najczęściej stosowanych elementów ułatwiających czyszczenie zalicza się:

  • klapy i kolana rewizyjne;
  • zaślepki z rączką – umożliwiają zaślepienie kolan oraz trójników rewizyjnych, oraz przepustnice umożliwiające czyszczenie;
  • nawiewniki wyposażone w zdejmowany panel – umożliwiają czyszczenie skrzynek rozprężnych i końcowej instalacji.

Montaż elementów rewizyjnych w instalacji wentylacyjnej podlega określonym zasadom. Elementy te powinny być instalowane co 20 m na odcinkach kanałów, na których nie występują żadne przeszkody (np. tłumik, klapa przeciwpożarowa, przepustnica). Jeśli przeszkody są, to klapa rewizyjna musi być montowana zarówno przed, jak i za taką przeszkodą. Dodatkowo, wymiar klapy powinien być mniejszy co najmniej o połowę od wymiaru kanału.

Grupy i klasy filtrów

Filtracja jest nieodzownym elementem obróbki powietrza w aspekcie higienicznym. Warto wiedzieć, że obecnie w tym zakresie dokonywane są istotne zmiany prawne. Norma ISO 16890 to nowa propozycja dotycząca globalnego testowania i klasyfikacji filtrów powietrza, która zastąpi dotychczas obowiązującą normę EN 779:2012. Nowa norma została opublikowana pod koniec 2016 r. i przez kolejne 18 miesięcy będzie sukcesywnie wdrażana. Jest to rozwiązanie o międzynarodowym zasięgu, mające klasyfikować filtry powietrza na całym świecie.

Nowa norma ISO 16890 wprowadza 30 klas filtrów, podzielonych na trzy kategorie w zależności od frakcji PMx (pył zawierający cząsteczki o średnicy mniejszej lub równej od wartości x wyrażonej w μm) w miejsce dotychczasowych pięciu klas (od M5 do F9). Standardowa wydajność filtrów będzie określona w oparciu o wielkość cząstek stałych PM 1, PM 2,5 oraz PM 10. Taka klasyfikacja jest również stosowana w określaniu filtrów przez Światową Organizację Zdrowia (WHO).

Filtry, według nowej normy, zostały podzielone na cztery główne grupy. Warunkiem ich przyporządkowania do określonej grupy jest przede wszystkim efektywność filtra, a więc pochłanianie przez niego co najmniej 50% cząstek stałych o odpowiedniej wielkości. Wydajność filtrów podawana jest w zaokrągleniu do 5%. Przykładowo, jeżeli filtr pochłania więcej niż 50% cząsteczek PM 1, to zostanie on przydzielony do grupy ISO ePM 1.
Nowa norma klasyfikująca filtry dotyczy nie tylko pyłów drobnych, ale również określa filtry pyłu zgrubnego, a więc takie, które przechwytują mniej niż 50% PM 10.

Literatura:
[1] Prawo budowlane, DzU 2000 Nr 106, poz. 1126, art. 62.1

Autor: Maciej Danielak 

homeWyszukiwarka

homeNewsletter

Repowermap

homeTagi

homeReklama

UWAGA! Ten serwis używa cookies i podobnych technologii.

Brak zmiany ustawienia przeglądarki oznacza zgodę na to. Czytaj więcej…

Zrozumiałem