Przestrzenie czyste o szczelności powietrza, projekt wytycznych

Przy wytwarzaniu najdrobniejszych struktur, np. w produkcji mikroprocesorów, lub w obszarze klinicznym, np. w salach operacyjnych, mogą pojawić się poważne problemy spowodowane zanieczyszczeniami w powietrzu. Przy obsłudze problematycznych substancji w badaniach lub produkcji musi być zapewnione, że środowisko nie jest narażone na żadne obciążenia. W tym celu w obszarach klinicznych i przemysłowych stosuje się pomieszczenia czyste.


Podczas kontroli szczelności pomieszczeń czystych okazało się, że powłoka wszystkich mierzonych pomieszczeń jest wysoce przepuszczalna dla powietrza.
Po szczegółowych badaniach można stwierdzić, że nie istnieją wiążące normatywne wymagania dotyczące szczelności pomieszczeń czystych. Ze względu na naszą wiedzę o przepływach powietrza i obciążeniach ciśnieniowych budynków obawiamy się, że z powodu tych nieszczelności w obszarach klinicznych i laboratoryjnych nie będą spełnione standardy higieniczne, lub że żywe struktury mogą niekontrolowanie przedostać się do środowiska. Poważne usterki wykryte na poziomie szczelności powłoki można naprawić przy użyciu metod powszechnie stosowanych w budownictwie według najnowszego stanu techniki.

Autorzy dotychczas sprawdzili różne sale operacyjne, izolatki, pomieszczenia badawcze, w których przeprowadzane są eksperymenty z wirusami i zmienionymi genami, oraz zakład produkcyjny z branży produkcji elementów budowlanych. Pomieszczenia czyste są podzielone na różne klasy i charakteryzują się tym, że z jednej strony liczba i rozmiar cząstek nie przekraczają określonych wartości, a z drugiej strony nie dochodzi do uwalniania niebezpiecznych substancji do środowiska.
Pierwsze z nich osiąga się poprzez wywołanie nadciśnienia np. 10 paskali i założenie, że „oczyszczone powietrze” wchodzi do pomieszczenia tylko przez system wentylacyjny. Jeśli nie ma zamiaru, aby do środowiska przedostawały się krytyczne substancje, takie jak zmienione geny czy wirusy, wytwarza się podciśnienie np. 10 paskali. Najprawdopodobniej zakłada się, że te warunki ciśnieniowe są stabilne i wystarczające do zapewnienia pożądanej izolacji
wobec środowiska. Niepokojące jest jednak, że w Niemczech podczas silnych wiatrów można się spodziewać nacisków na fasady budynków sięgających 450 paskali [Informacja z Uniwersytetu Bauhaus w Weimarze], co powoduje, że system ochronny jest bezskuteczny, jeśli powłoka pomieszczenia ma nieszczelności na zewnątrz. Ponadto, ze względu na duże nieszczelności, konieczne są wysokie wartości wentylacji w systemach klimatyzacji.
Te powodują, przy odpowiednich nieszczelnościach, zwiększone koszty operacyjne (energia i materiał filtracyjny) w porównaniu do pomieszczeń z mniejszymi, dostosowanymi wartościami wymiany powietrza.
Z tych powodów uważamy za pilnie konieczne zapewnienie wymagań dotyczących szczelności pomieszczeń czystych i związanych z nimi systemów wentylacyjnych. Aby w okresie oczekiwania na ustanowienie norm lub wytycznych pomóc projektantom, producentom komponentów i wykonawcom pomieszczeń czystych w prawidłowym tworzeniu szczelnej powłoki i techniki wentylacyjnej, zostały opracowane następujące wymagania dotyczące szczelności pomieszczeń czystych na stan na wrzesień 2007:

Wymagania dotyczące szczelności pomieszczeń czystych (projekt wytycznych)
Stan na wrzesień 2007
Opracowano przez: jung - gbw mbh: Daniel Jung
BlowerDoor GmbH: Paul Simons, Stefanie Rolfsmeier

1) W ramach planowania należy zdefiniować, zaplanować i graficznie przedstawić poziom szczelności powłoki pomieszczeń czystych. Koncepcja utrzymania ciśnienia względem sąsiednich obszarów przy różnych stanach eksploatacji musi być spisana na piśmie.
Minimalnie opisane stany eksploatacji powinny obejmować:

a) stan normalny
b) stan czyszczenia lub dezynfekcji
c) awarię zasilania

2) W odniesieniu do wymagań dotyczących szczelności powłoki pomieszczenia musi być zachowany co najmniej q50 ≤ 0,3 m³/m²h (patrz DIN 4108 część 7). Wartość q50 ≤ 0,3 m³/m²h została wybrana na podstawie konstrukcji pasywnej, której graniczna wartość przy stosunku A/V wynoszącym 1, to q50 ≤ 0,6 m³/m²h. Dla pomieszczeń czystych warto tę wartość jeszcze bardziej zaostrzyć. Wartości q50 ≤ 0,3 m³/m²h są już osiągalne w budownictwie mieszkaniowym.

3) Wszystkie szczeliny połączeniowe elementów w poziomie szczelności powłoki muszą mieć współczynnik przepuszczalności szczelin mniejszy niż 0,1 m³/mh(daPa²/³) [patrz DIN 4108 część 2: 2003-07].

4) Pojedyncze nieszczelności nie mogą przekraczać rozmiaru 1 mm².

5) Połączenia elementów muszą być trwałe i szczelne zgodnie z najnowszym stanem techniki. [Zobacz EnEV]

6) Wszystkie fugi funkcjonalne w oknach i drzwiach muszą spełniać normę DIN EN 12207 czerwiec 2000, klasa 4.

7) Dozwolona wymiana powietrza n50 jest wyliczana na podstawie q50 ≤ 0,3 m³/m²h i dopuszczalnego przepływu objętościowego okien i drzwi.

8) Kontrola poziomu szczelności powłoki powinna być przeprowadzona zgodnie z DIN EN 13829 i powinna odbywać się, dopóki poziom szczelności jest dostępny. Podczas pomiarów należy zastosować ciśnienie testowe 200 paskali. (* w budownictwie wysokim pomiary są wykonywane zgodnie z DIN EN 13829 przy ciśnieniu do 100 paskali, ale przy ciśnieniu 200 paskali uzyskuje się większe bezpieczeństwo w warunkach silnych wiatrów i trwałości uszczelnień w porównaniu do pomiarów do 100 paskali.) Elementy muszą być zaprojektowane na statyczne obciążenie 450 paskali, co odpowiada obciążeniu powierzchniowemu 0,45 kN/m².

9) System wentylacyjny jest sprawdzany pod kątem szczelności kanałów i elementów zamykających zgodnie z DIN 24194.