Personalschleusen für Reinräume: kleiner ist oft teurer

Personalschleusen für Reinräume: kleiner ist oft teurer

Systemy przejściowe stanowią dla wielu operatorów czystych pomieszczeń przede wszystkim niepożądany czynnik kosztowy: ponieważ podczas gdy czyste pomieszczenie przynosi wymierne korzyści ekonomiczne, kontrolowany dostęp głównie wymaga powierzchni i utrzymania, bez odczuwalnej produktywności. Rozwiązanie, aby personelowe przejścia były jak najmniejsze, może jednak już w średnim okresie czasu okazać się kosztowne dla przedsiębiorstw. Pokazuje to Florian Dittel, CTO firmy Dittel Engineering, w opracowaniu naukowym. Wyniki i obszary zastosowania przedstawia na Kongresie Cleanzone w dniach 24 i 25 października 2012 roku we Frankfurcie.

W swojej pracy dyplomowej, nagrodzonej Nagrodą Alberta-Tichelmanna od VDI, Dittel opracował formułę umożliwiającą obliczenie optymalnego pod względem ekonomicznym rozmiaru personelowych przejść dla czystych pomieszczeń. „Myśl jest oczywista, aby minimalizować powierzchnię podstawową przejść powietrznych ze względów kosztowych. Aby jednak rzeczywiście utrzymać roczne nakłady na personelowe przejścia, czy to koszty operacyjne, czy inwestycyjne, na niskim poziomie, konieczne jest wczesne ujawnienie, ocena i uwzględnienie wszystkich czynników wpływających na to w fazie koncepcji”, wyjaśnia ekspert.

Regulator wielkości

Chociaż personelowe przejścia są nieodzowne dla stosowania czystych pomieszczeń i stanowią znaczny czynnik kosztowy, dotychczas nie istniał żaden model kalkulacji ich efektywnego projektowania, budowy i eksploatacji. Dittel pokazuje teraz, że całkowite koszty personelowego przejścia można nie tylko matematycznie przedstawić, ale także dokładnie obliczyć jego rozmiar, który ma decydujący wpływ na optymalną i najtańszą eksploatację. Do obliczenia kosztów związanych z planowaniem, budową i eksploatacją uwzględnia się zasadniczo następujące punkty:

Koszty inwestycyjne
- Ogólne koszty wynajmu budynków
- Koszty inwestycyjne poszczególnych branż

Koszty operacyjne
- Koszty związane z personelem
- Koszty czyszczenia
- Koszty konserwacji
- Koszty eksploatacji systemu wentylacji (systemu techniki powietrznej)

Szczególne czynniki wpływające na koszty personelowych przejść
- Branża przemysłowa
- Klasa czystości
- Ilość dopływu powietrza
- Materiały zużywalne
- Liczba osób
- Czas przebierania się
- Rozmiar i powierzchnia podstawowa

Te czynniki mają różny wpływ na eksploatację personelowego przejścia.

Główny czynnik: personel

Najważniejszym punktem kosztowym każdego personelowego przejścia jest sam personel. Niezależnie od rozmiaru i rodzaju przejścia, ten element głównie decyduje o rocznych kosztach eksploatacji. Dlatego jest on szczególnie istotny przy koncepcji przejścia. Koszty powstają w wyniku czasu przebierania się i związanych z tym oczekiwań. Na liczbę osób wpływają także czynniki takie jak ilość odzieży czystej, materiały zużywalne oraz czyszczenie przejścia.

Przykłady ilustrują, jak korelują liczba personelu i rozmiar przejścia: tak, według obliczeń Dittel, optymalna powierzchnia podstawowa powietrznego przejścia dla 130 użytkowników czystego pomieszczenia klasy 8 według EN DIN ISO 14644-1 wynosi od 95 do 170 m². Ponieważ firma ta pracuje na dwie zmiany, powstają czasy oczekiwania podczas przebierania się, co, jak wspomniano powyżej, oznacza wyższe koszty personelu. Jeśli te czasy zostaną uwzględnione w kalkulacji rozmiaru przejścia, najbardziej opłacalne eksploatacyjnie rozwiązanie przy kosztach operacyjnych i inwestycyjnych to 125 m². Powód: większe przejście umożliwia więcej osobom przebranie się. Przyspiesza to zmianę zmiany, skraca czas oczekiwania przed przejściem, zmniejsza opóźnienia w procesie produkcyjnym, zapewnia wyższy komfort pracownikom i daje większą elastyczność w przypadku zmian lub rozwoju firmy.

To, że oszczędzanie za wszelką cenę może być kosztowne, pokazują także „miękkie czynniki”, takie jak szkolenia i wygoda. Szczególnie i mikrobiologiczne zanieczyszczenia są niewidoczne dla oka. Pracownicy często nie doceniają ryzyka zanieczyszczenia wynikającego z niewłaściwego zachowania podczas wprowadzania do pomieszczenia. Szkolenia oraz pewne ustępstwa w zakresie odzieży i rozmiaru pomieszczenia mogą na dłuższą metę obniżyć koszty: „Jeśli zostaną ograniczone instrukcje i komfort, firma ryzykuje, że jej pracownicy będą korzystać z personelowego przejścia nieprawidłowo lub częściej niż jest to konieczne, np. podczas krótkich przerw, co zwiększa ryzyko zanieczyszczenia”, mówi Dittel.

Miejsce spotkań wiedzy: Cleanzone

Te i inne aspekty ekonomiczne oraz jego formuła ekonomiczna w praktycznym zastosowaniu zostaną przedstawione przez Dittel w jego wystąpieniu na Kongresie Cleanzone we Frankfurcie nad Menem. W dniach 24 i 25 października 2012 roku ten punkt wiedzy zapewni przegląd wszystkich kluczowych tematów od planowania, budowy i eksploatacji czystych pomieszczeń po rozwój technologiczny i perspektywy przyszłościowe techniki czystych pomieszczeń. Wysokiej klasy kongres odbywa się równolegle z targami Cleanzone, nową międzynarodową wystawą branżową dla technologii czystych pomieszczeń. Prezentuje ona producentów z dziedzin materiałów zużywalnych, technologii czystych pomieszczeń, urządzeń i komponentów budowlanych oraz uczelnie i instytucje naukowe.

Tło: Systemy przejściowe w technice czystych pomieszczeń

Atmosfera i jakość powietrza w czystych pomieszczeniach są narażone na ciągłe obciążenie ze strony człowieka jako największego nosiciela cząstek. Systemy przejściowe w połączeniu z techniką powietrzną są zatem jednym z najważniejszych elementów techniki czystych pomieszczeń. To właśnie przejście umożliwia niezawodne kontrolowanie zanieczyszczeń w czystych pomieszczeniach. Przejścia są stosowane
- aby umożliwić wejście do wyższej klasy czystości bez wpływu na przebieg procesu;
- do wprowadzania i wyprowadzania osób i przedmiotów;
- do przechowywania i przygotowania odzieży czystej pomieszczenia;
- aby zapobiec przedostawaniu się cząsteczkowych i mikrobiologicznych zanieczyszczeń.

Podstawowe zasady działania w technice czystych pomieszczeń różnią się w zakresie turbulencji od przepływu wypierającego (laminarnego), turbulencyjnego przepływu wypierającego i przepływu kierunkowego. Są one stosowane w zależności od celu i klasy czystości. Ponadto stosuje się trzy różne koncepcje oddzielenia czystych od mniej czystych obszarów w czystym pomieszczeniu: w koncepcji wypierania kierunkowego powietrze jest kierowane w taki sposób, aby wyraźnie oddzielić czyste od nieczystych, w koncepcji różnicy ciśnień sterowanie ciśnieniem powietrza zapobiega mieszaniu się obszarów, a w koncepcji barier stosuje się nieprzekraczalne granice, takie jak ściany.

Niezależnie od wybranej zasady działania, personelowe przejście zawsze pełni funkcję bufora między dwoma obszarami o różnych klasach czystości i poziomach ciśnienia – na przykład między czystym pomieszczeniem a strefą zewnętrzną lub klasami B i C. W samym przejściu powietrze filtrowane jest zwykle na „czystej stronie” przez tak zwane filtry powietrza unoszące się w powietrzu, a na „brudnej stronie” jest odsysane przy podłodze. Zapobiega to wprowadzaniu niepożądanych zanieczyszczeń z zewnątrz do czystego pomieszczenia.