Vzduchotěsné čisté místnosti, návrh směrnic

Při výrobě nejmenších struktur, např. v produkci mikroprocesorů, nebo v klinickém prostředí, např. v operačních sálech, se mohou vyskytnout závažné problémy způsobené nečistotami ve vzduchu. Při manipulaci s problematickými látkami ve výzkumu nebo výrobě musí být zajištěno, že životní prostředí nebude vystaveno žádnému zatížení. Za tímto účelem se v klinických a průmyslových oblastech používají čisté místnosti.


Při kontrole vzduchotěsnosti čistých místností se v minulosti ukázalo, že obálka všech měřených prostor je vysoce propustná pro vzduch.
Po důkladném výzkumu je zjištěno, že neexistují žádné spolehlivé normativní požadavky na vzduchotěsnost čistých místností. Na základě našich znalostí o proudění vzduchu a tlakových zatíženích budov máme obavy, že kvůli těmto netěsnostem v obalových plochách nemusí být hygienické standardy v klinickém a laboratorním prostředí splněny, nebo že živé struktury mohou nekontrolovaně pronikat do životního prostředí. Zjištěné závažné nedostatky v těsnosti obálky by bylo možné řešit běžnými metodami ve stavebnictví podle současného technického stavu.

Autoři doposud prověřili různé operační sály, izolační pokoje a výzkumné místnosti, ve kterých jsou prováděny pokusy s viry a změněnými geny, stejně jako výrobní závod z výroby stavebních prvků. Čisté místnosti jsou rozděleny do různých tříd a vyznačují se tím, že jednak jsou podmíněny určité početní a velikostní limity částic a jednak nesmí do životního prostředí pronikat nebezpečné látky.
První se dosahuje tím, že je vytvářen přetlak např. 10 Pascalů a předpokládá se, že „vyčištěný vzduch“ proudí do místnosti pouze prostřednictvím ventilačního systému. Pokud nemá dojít k proniknutí kritických látek, jako jsou například změněné geny nebo viry, do životního prostředí, vytváří se podtlak např. 10 Pascalů. Zdá se, že tyto tlakové poměry jsou stabilní a dostatečné k dosažení požadované izolace
k životnímu prostředí. Je však znepokojivé, že v Německu musí být při větrech s tlakem na fasádách 450 Pascalů počítáno [informace od Bauhaus Universität Weimar], a že ochranný systém je neúčinný, pokud obálka místnosti vykazuje netěsnosti směrem ven. Dále jsou kvůli velkým netěsnostem potřeba vysoké větrací průtoky vzduchotechnických zařízení.
Tyto způsobují při odpovídajících netěsnostech zvýšené provozní náklady (energie a filtrační materiál) ve srovnání s místnostmi s menšími upravenými výměnami vzduchu.
Z těchto důvodů považujeme za naléhavé zajistit požadavky na těsnost čistých místností a přidružených větracích systémů. Abychom mohli do doby přijetí norem nebo směrnic poskytnout plánovačům, výrobcům komponentů a realizátorům čistých místností pomoc při správném navrhování vzduchotěsné obálky a větrací techniky, byly sestaveny následující požadavky na vzduchotěsnost čistých místností k září 2007:

Požadavky na vzduchotěsnost
čistých místností (návrh směrnice)
K září 2007
Vypracoval: jung - gbw mbh: Daniel Jung
BlowerDoor GmbH: Paul Simons, Stefanie Rolfsmeier

1) V rámci plánování je nutné definovat, naplánovat a výtvarně znázornit úroveň vzduchotěsnosti pro čisté místnosti. Koncept pro udržení tlaku vůči sousedním oblastem při různých provozních stavech musí být písemně zdokumentován.
Minimálně by měly být popsány následující provozní stavy:

a) Normální stav
b) Stav čistění nebo dezinfekce
c) Výpadek proudu

2) Pokud jde o požadavky na těsnost na obálce místnosti, musí být splněno minimálně q50 ≤ 0,3 m³/m²h (viz DIN 4108 část 7). Hodnota q50 ≤ 0,3 m³/m²h byla zvolena s odkazem na pasivní stavbu, jejíž mezní hodnota při poměru A/V činí q50 ≤ 0,6 m³/m²h. Pro čisté místnosti by měla být tato hodnota ještě zpřísněna. Hodnoty q50 ≤ 0,3 m³/m²h jsou již dosažitelné v bytové výstavbě.

3) Všechny spojovací spáry konstrukčních dílů v úrovni těsnosti musí vykazovat koeficient průchodu spárami menší než 0,1 m³/mh(daPa²/³) [viz DIN 4108 část 2: 2003-07].

4) Jednotlivé netěsnosti nesmějí být větší než 1 mm².

5) Spoje konstrukčních dílů musí být podle současného technického stavu trvale vzduchotěsné. [Viz EnEV]

6) Všechny funkční spáry u oken a dveří odpovídají normě DIN EN 12207 červen 2000, třída 4.

7) Přípustná míra výměny vzduchu n50 se stanoví z hodnoty q50 ≤ 0,3 m³/m²h a z přípustného objemového průtoku oken a dveří.

8) Kontrola vzduchotěsnosti úrovně se provádí podle DIN EN 13829 a měla by být provedena, dokud je vzduchotěsná vrstva ještě přístupná. Při měřeních musí být použit zkušební tlak 200 Pascalů. (* Ve stavebnictví se podle DIN EN 13829 měří při zkušebním tlaku až 100 Pascalů, avšak při 200 Pascalech je větší jistota pro situace s vysokým větrem a z hlediska trvanlivosti těsnění než při měření pouze do 100 Pascalů.) Konstrukční prvky musí být navrženy na statické zatížení 450 Pascalů odpovídající plošné zátěži 0,45 kN/m².

9) Ventilační systém se kontroluje podle DIN 24194 na vzduchotěsnost kanálů a uzavíracích prvků.