В мире высоких технологий, медицины и научных разработок существуют пространства, где каждая частица воздуха находится под строгим контролем. Это особая категория помещений, в которых стерильность и высокое качество воздуха становятся ключевыми условиями для работы.
Создание и поддержание таких сред — результат сложной инженерной системы: от герметичных конструкций до многоуровневой фильтрации воздуха, от антистатических полов до управления перепадами давления. И хотя снаружи чистая комната может напоминать обычный офис или лабораторию, внутри неё работает настоящая экосистема — точно настроенная, безопасная и предельно чистая.
В этой статье мы подробно разберём, что такое чистое помещение, где и зачем оно применяется, по каким стандартам классифицируется, и какие решения в сфере вентиляции лежат в его основе.
В чём уникальность чистого помещения?
Чистое помещение — это технологически сложная среда, где каждый элемент — от материалов стен до направления воздушных потоков — подчинён одной цели: исключить малейшее загрязнение.
Главная особенность таких помещений заключается в строгом контроле микросреды, включая:
- температуру и влажность воздуха;
- давление;
- направления и скорость воздушных потоков;
- уровень статического электричества.
Конструктивно чистое помещение — это герметичное пространство, выполненное из легко моющихся, антистатических и устойчивых к дезинфекции материалов. Для его создания используются специальные стеновые панели, глухие или прозрачные, антистатические полы, потолки с интегрированным освещением, шлюзы, передаточные окна и системы интерлок.
Доступ в такие зоны осуществляется через специальные шлюзы, а персонал надевает защитную одежду: комбинезон, маску, перчатки, бахилы. Это необходимо, чтобы минимизировать попадание внутрь частиц кожи, волос, пыли и микроорганизмов — всего того, что в обычной среде считается незначительным, но в чистом помещении может стать критичным. Потому что именно человек является основным источником загрязнений.
Уникальность чистых помещений также заключается в их высокоэффективной системе вентиляции. Воздух здесь проходит через многоступенчатую фильтрацию, чаще всего — с использованием HEPA- или ULPA-фильтров, способных улавливать до 99,999% частиц размером от 0,1 до 0,3 мкм.
Такая степень очистки позволяет создавать практически стерильную атмосферу — необходимую, например, при производстве микросхем, упаковке инъекционных препаратов или сборке медицинского оборудования.
Особое внимание уделяется поддержанию перепада давления между чистым помещением и соседними зонами. Это критически важно для предотвращения попадания загрязнений из менее чистых зон или, наоборот, для изоляции особо опасных веществ.
- Положительный перепад давления. В чистом помещении поддерживается более высокое давление, чем в прилегающих комнатах. Это обеспечивает постоянный отток воздуха из чистой зоны, не допуская проникновения внешних частиц. Типично для операционных, производств стерильных фармацевтических препаратов и микроэлектроники.
- Отрицательный перепад давления. Давление внутри помещения ниже, чем снаружи. Это гарантирует, что любые потенциально опасные частицы или вещества остаются внутри и не попадают в окружающую среду. Применяется в лабораториях биобезопасности, боксах для работы с токсичными или радиоактивными материалами.
Где используются чистые помещения?
Чистые помещения находят применение там, где даже одна микроскопическая частица может иметь критические последствия — вызвать сбой оборудования, испортить продукт или поставить под угрозу здоровье человека. Именно поэтому такие высокотехнологичные зоны становятся неотъемлемой частью самых чувствительных и ответственных отраслей.
Микроэлектроника
Производство микросхем, полупроводников и наноструктур невозможно без условий абсолютной чистоты. Проникновение пыли может нарушить архитектуру кристалла и сделать чип неработоспособным. В подобных зонах всё чаще применяется роботизация, чтобы минимизировать присутствие человека.
Фармацевтика
При изготовлении лекарств, особенно стерильных препаратов — капель, инъекций, инфузий — требуется полное исключение микробиологических и механических примесей. Климат в таких зонах строго контролируется: температура, влажность, давление и чистота воздуха поддерживаются автоматически.
Медицина
Чистые помещения активно используются в операционных, реанимационных блоках, родильных и перевязочных. Особенно важны такие условия для пациентов с ослабленным иммунитетом: после трансплантаций, химиотерапии, ожогов или в период новорождённости.
Биотехнологии и научные исследования
Клонирование, работа с культурами клеток, генетические опыты требуют стерильной среды, свободной от любого биологического или химического загрязнения.
Аэрокосмическая отрасль
Сборка спутников, телескопов и других космических аппаратов требует абсолютной чистоты для снижения риска поломки оборудования на орбите, где исправить ошибку уже невозможно.
Классификация чистых помещений
Чистота воздуха в помещениях регулируется международным стандартом ISO 14644-1, который классифицирует помещения по количеству частиц в кубометре воздуха и их размерах. Чем ниже номер класса — тем строже требования и чище среда.
Выделяется 9 классов чистоты — от ISO 1 (абсолютно чистое пространство) до ISO 9 (наименее строгий уровень).
Согласно ГОСТ Р 56638-2015, в зависимости от класса, в чистых помещениях также используются различные подходы к организации воздушных потоков для поддержания требуемого уровня чистоты. Различают два основных типа потоков:
- Однонаправленный (ламинарный) поток. Применяется в наиболее чистых помещениях (как правило, классы ISO 1-5). Воздух подаётся сверху равномерным потоком и движется параллельными слоями по всему объёму помещения по направлению к вытяжным решёткам. Это обеспечивает «вымывание» частиц из рабочей зоны и предотвращает их накопление.
- Неоднонаправленный (турбулентный) поток. Используется в помещениях с менее строгими требованиями к чистоте (обычно классы ISO 6-9). Подача воздуха создаёт турбулентные вихри, которые способствуют перемешиванию воздуха и разбавлению загрязнений.
Как устроена система вентиляции чистых помещений?
Без правильной системы вентиляции чистое помещение представить невозможно. Она отвечает за удаление загрязнений, поддержание заданных параметров температуры, влажности и давления, а также за организацию воздушных потоков. Для достижения этих целей применяются системы приточной вентиляции и приточно-вытяжные установки с многоступенчатой обработкой воздуха.
Приточно-вытяжная вентиляция с высокой фильтрацией
Для обеспечения высокой степени фильтрации на приточный канал устанавливается канальный очиститель воздуха. Принцип работы такой системы следующий:
- Забор и предварительная очистка. Свежий воздух забирается извне и проходит через фильтры грубой и тонкой очистки (G4 и F7). Они задерживают крупные частицы пыли, пух, насекомых и другую видимую взвесь, защищая последующие, более дорогие фильтры.
- Управление потоком воздуха с помощью EC-вентиляторов. Современные системы вентиляции оснащаются энергоэффективными EC-двигателями. Они позволяют точно регулировать скорость потока и значительно снижать энергопотребление.
- Высокоэффективная фильтрация воздуха. Ключевым этапом является прохождение воздуха через фильтры с вкраплением угля и HEPA-фильтры, способные улавливать до 99,95% частиц размером менее 0,4 мкм.
- Система рекуперации тепла. Приточно-вытяжная вентиляция оснащается энергоэффективным теплообменником (рекуператором). Он позволяет передавать тепло от удаляемого вытяжного воздуха к холодному приточному, значительно сокращая затраты на обогрев в холодное время года. При этом, пластинчатые рекуператоры исключают смешивание приточного и вытяжного потоков, гарантируя отсутствие перекрёстного загрязнения.
- Подогрев приточного воздуха. В зависимости от времени года и требований к микроклимату, воздух проходит через секцию нагрева. Жидкостный или электрический калорифер позволяет подавать в помещение воздух требуемой температуры.
- Контроль давления. Для поддержания заданного перепада давления в помещении, система вентиляции может быть настроена на дисбаланс приточного и вытяжного объёмов воздуха.
- Увлажнение и охлаждение. Для поддержания требуемой влажности воздуха в систему может быть интегрирован адиабатический увлажнитель или канальный охладитель для снятия теплопритоков.
Функциональная схема приточной вентиляции с высокой степенью фильтрации следующая:
Приточная вентиляция может оказаться более подходящим вариантом на случай, если требуется сильный дисбаланс системы для поддержания определённого уровня давления в помещении, а также в случаях, когда приточно-вытяжную вентиляцию установить нельзя. При этом для зон с более низкими требованиями к чистоте вытяжка может быть естественной.
Таким образом, система вентиляции чистых помещений — это не просто подача воздуха, а продуманная сеть, обеспечивающая стабильную, контролируемую и безопасную среду.
Компания TURKOV является российским производителем вентиляционного оборудования и предоставляет гарантию на вентиляционную установку в сборе на 3 года.
Мы открыты к сотрудничеству с медицинскими и научными организациями, фармацевтическими компаниями, промышленными предприятиями, инжиниринговыми фирмами, специализирующимися на проектировании и строительстве чистых помещений.
На нашем сайте вы также можете подробно изучить реализованные вентиляционные системы с нашим оборудованием.
Пример реализации системы вентиляции с приточной установкой с HEPA-фильтрацией в стоматологической клинике.
