要了解壓差,91污先了解下潔淨(jìng)室。
在一定空(kōng)間範圍內,將空氣中的微粒子、有害空氣、細菌等汙染物排除,並將室內溫度、潔淨(jìng)度、壓力、氣流速度與(yǔ)氣流分布、噪音振動及照明(míng)、靜電控製在某一需求(qiú)範圍內的工程學科。氣流→初效淨化→加濕(shī)段→加熱(rè)段→表冷段→中效淨化→風機送風→管道→高效淨化風口→吹入房間→帶走塵埃(āi)細菌等(děng)顆粒→回(huí)風百葉窗→初效淨化重複以上過程,即可達到淨化目的,即為淨化空間。
舉例說,亂流潔淨室
亂流潔淨室的主要特點是從來流到出流(從送風口到回風口)之間氣流的流通截(jié)麵是變化的,潔(jié)淨室截麵比送風口截麵大得多,因而不能在全室截麵或者在全室工作區截(jié)麵形成勻速(sù)氣流。所以,送風口以後的流線彼此有很大或者越來越大的夾角,曲率半徑很小,氣流在室內不可能以單一方向流動,將會彼(bǐ)此撞擊,將有回流、旋渦產生。這就決定亂流潔淨室的流態實(shí)質是:突變流;非(fēi)均勻流。
所以,概括地說,亂流潔淨室的作用原理是:當一(yī)股幹淨氣流從送風口送入室內(nèi)時,迅速向四(sì)周擴散、混合,同時把(bǎ)差不多同樣數量的氣流(liú)從回風(fēng)口排走,這股幹淨氣流稀(xī)釋著(zhe)室內汙染的空(kōng)氣,把原來(lái)含塵濃度很高的室內空氣衝淡了,一(yī)直達到平衡。所以氣流(liú)擴散得越快,越均勻,稀釋的技(jì)果就越好。
什麽是“壓差”
大家都(dōu)知道,“人往高(gāo)處(chù)走,水往低處流”,大自然中(zhōng)的空氣也是隨風流動,實際上這種流體的運動,都離不開“壓差”的作(zuò)用。
在潔淨區內,各個(gè)房間相對於室外大氣的壓力差,91污(men)稱之為“絕對壓差”。
每個相鄰房間、相鄰區域的壓力差,91污稱之(zhī)為“相對壓差”,簡稱“壓差”。
我(wǒ)們假設A房間的絕對壓差為P1,B房間的絕對壓差為(wéi)P2,那麽A-B之間的壓差為△P=P2-P1。
有時候因為語言習慣,91污會把“絕對壓差”和“相對壓差”都簡稱“壓差(chà)”,比如91污說“xx房間的壓差”,指的就是房間對室外的“絕對壓差(chà)”,比如(rú)91污說“xx房間和xx房間的(de)壓差”,指的(de)就是兩個(gè)房間的(de)“相對壓差”。
潔淨室的換氣次數和壓差的關係:
一個(gè)潔淨室的換氣次數與這個潔淨室相對(duì)外界的壓差有大小沒有(yǒu)關係的。
換氣次數是某潔淨空間單位(wèi)時間內總進風量/該空間容積的(de)商。空間(jiān)內的汙染物(wù)質越多、潔淨級(jí)別越高需要的換氣次數越多。
空(kōng)間的壓力是進風量大於回風量的餘量維持某一壓力水平。
壓差是相鄰空間的壓力之間的差值。
“壓差”的作用
因為空氣總是從絕對壓差(chà)高的地方(fāng)流向絕(jué)對壓差低的地方,所(suǒ)以,91污必須保(bǎo)證潔淨度(dù)越高的房間絕(jué)對壓差(chà)越高,潔淨度越低的房間絕對壓差越低,這樣,當潔淨(jìng)室在正常工作或房間的密(mì)閉性受到破壞時(比如開門),空氣都能從潔淨度高的區域流向潔淨(jìng)度低的區域,使高潔淨(jìng)級別的房(fáng)間的潔淨度不受到低級別房間的空氣的汙染和幹擾。
因為這種汙染和交叉汙染是無形的(de),被很多人所忽視的,同時(shí),這種汙染又(yòu)是非常(cháng)嚴重的、不可(kě)逆轉(zhuǎn)的,一旦被汙染,後患無窮。所以,91污把潔(jié)淨室的空(kōng)氣汙染列為僅次於'人的汙(wū)染”的“第二大汙(wū)染源”。
有人說這種汙(wū)染可以通過自淨來解決,但是自(zì)淨需要時間,瞬間如果汙染到了房間的設備設施、甚至已經汙染到了物料,自淨是沒有任何(hé)作用的。
所(suǒ)以,保(bǎo)證壓差控製(zhì)的必要性顯而易見(jiàn)。
GMP對“壓差(chà)”的要求
當根據藥品品種、生產操作(zuò)要求及外(wài)部環境狀況等配置空調淨化係統,使生產區(qū)有效通風,並有溫度、濕度控製和空氣淨化過濾,保證藥品的生產環境符合要(yào)求。
潔淨區(qū)與非潔淨(jìng)區之間、不同級別潔淨(jìng)區之(zhī)間的壓差應當不低於10帕斯(sī)卡。必(bì)要時,相(xiàng)同潔淨度級別的不同功能區域(操作間)之間也應當保持適當的壓差梯度。
設置必要(yào)的氣鎖間和排風;空氣潔(jié)淨度級別不同的區域應當有壓(yā)差(chà)控製。
應當降低未經處理或未經充分(fèn)處理的(de)空氣再次進入生產(chǎn)區導致汙(wū)染的風險。
潔淨區各房間壓(yā)差的確定
下麵是(shì)一家製藥(yào)企業的車間壓差平(píng)麵圖(tú)。
室外大氣壓差為0。
一般(bān)區(qū)更鞋間設計為5Pa,略高於室外,以前的法規似乎要求車間內一般區對室外需大於10Pa,後來的法規上找不到了(le),就(jiù)按照 5Pa 設計了。
規範要求潔淨區與非潔淨區相(xiàng)對壓差(chà)大於10Pa,實際上應該是“緩衝間”對於一般區“更鞋間”相對壓差大於10Pa,“緩衝間”才是真正意義上的D級區,緩衝、二(èr)更、一更、一般區(qū)更鞋間之間保(bǎo)證壓差梯度即可。
也有專家提出,二(èr)更(gèng)就已經(jīng)是潔淨區了,法規要求更衣後段符合高級別(bié)潔淨區的靜態要求,我個人認為二更應該也算是 D 級區吧,那麽就(jiù)要求二更和更鞋大於10Pa。其實一更也是送潔淨空氣、按照潔淨區來管理(lǐ)的了。
為了保證(zhèng)各房間有(yǒu)明顯(xiǎn)的壓差梯度,緩衝間“絕對壓(yā)力”設計為20Pa。
那麽二更15Pa、一更10Pa,更鞋(xié)5Pa,這樣才算是(shì)一個合理的壓差梯度。
這家工廠的設計是D級(jí)走廊、緩衝、二更、一更、一般區更鞋間每一個房間之間都(dōu)安裝了壓(yā)差計,有(yǒu)些專家主張“緩衝間”和“更鞋間”之間安裝壓差計就可以了。
壓差計裝在更鞋間進一更的門口,就是2根軟管,一根在緩衝(chōng)間、一根在更(gèng)鞋(xié)間,顯示的就是D級潔淨(jìng)區(qū)與非(fēi)潔(jié)淨區之間的壓(yā)差(chà),大於(yú)10Pa就OK了,滿足法規要求。如果把二更當做D級區,當然也可以測二更與更(gèng)鞋間之間的壓差。
不過通常91污的壓差設計都(dōu)是足夠大的,D級走廊設計絕對壓差為25Pa。
D級區各房間對於走廊的相對壓差,根據工(gōng)藝性質設(shè)計,比(bǐ)如,外包裝間汙染相對大一些,需對D級走廊保持負壓(yā),那麽外包裝間(jiān)設計絕對(duì)壓差為15Pa。待檢成品暫存、清洗間,均設計為對(duì)走廊負壓。
洗瓶間對走廊微正壓。
這裏有一個非常明顯(xiǎn)的設(shè)計缺陷,洗瓶間和(hé)走廊之間沒有設計緩衝,這樣很不利於隧道烘箱的各段之間的壓差自動平衡的自動化調節,因為開關門對(duì)隧道烘箱的壓(yā)差平衡的影響實在太大了。
從D級走廊到(dào)C級走廊,依次絕對壓差為 25Pa、30Pa、35Pa、40Pa、45Pa,設計理由同一般區進入D級區,都是為了保證(zhèng)一個叫合理的壓(yā)差梯度,同時C級走廊對D級走廊相對壓差大於20Pa,即使C級(jí)氣閘間對於C級更(gèng)鞋也有15Pa,符(fú)合(hé)法規要求的大(dà)於10Pa的(de)規定。
精製因為是防爆區,所以,對C級走廊設計(jì)為(wéi)負壓。
容器清洗、潔(jié)具間也設計為對C級走廊負壓。
同時,潔具間對容器清洗間也有5Pa的負壓。所以(yǐ)容器清洗應該設計為40Pa比較合適。
C級走廊進入B級區走廊,絕(jué)對壓差依(yī)次為45Pa、55Pa、60Pa。實際在(zài)調試(shì)過程中,B級區的一更對於C級區走(zǒu)廊(láng),還是要有(yǒu)一個(gè)微正壓。
B級區的各個功能房間,設計(jì)的絕對壓差(chà)為65Pa。
個人認為,灌裝間和軋蓋間應開分(fèn)開設計,同時灌裝(zhuāng)間與B級走廊(láng)增(zēng)加一個氣閘間比較合適,因為還有另外一個無菌操作間,以避免交叉汙染(rǎn)。
圖(tú)上(shàng)的壓差標識(shí)均為房間對(duì)室外的“絕對壓差”,且圖(tú)上標識的為理(lǐ)論數據,也就是說實際(jì)每一級別之間(jiān)的相對(duì)壓差都應該大於10Pa,那(nà)麽每個房(fáng)間的絕對壓差就都應該(gāi)大於標識值,如果每一級別都大於(yú)標識值的話,實際上層層遞加,B級(jí)區走廊的壓差遠不止60Pa,最高級別的潔淨功能(néng)房間,也遠不止65Pa。
至(zhì)此,各個房間的絕對(duì)壓差設計完成,壓差平(píng)麵圖繪製完成。
上圖是一個空調係統的送風、回(huí)風示意圖
室外新風通過新風濾網過濾後進入空調箱,和回風一起通過初效過濾器、表冷器(qì)、加熱器、中效過濾(lǜ)器、送風主管道、送風支管道、各房間的高效過濾器進入各(gè)房間。
每個(gè)高效過濾器上有手動調節(jiē)閥,可以調節各高效之間的風量平衡,保證每個房間的送(sòng)風的均勻性。
每(měi)一個房間的支風管上安裝一(yī)台定風量閥,控製單個房間(jiān)若幹個的高效過濾器的送風量,當支風管的定風量閥調節餘地足夠大時,一旦上遊風量有所波動,定風(fēng)量閥(fá)會隨動,保持支(zhī)管的送風量的穩定性,也就保證(zhèng)了每個房間送風量的穩定性。
當(dāng)空調箱的送風量裕度足夠大時(shí),隨著初效、中(zhōng)效的(de)衰減。堵塞(sāi),總的送風量會有減少的(de)趨勢,如果(guǒ)總(zǒng)風管上裝有風量傳感器,風量的降低會反饋給風機,讓風機(jī)會變頻自動加大送風(fēng)量,達到自動控製空調箱總送風量的目的。
每個房(fáng)間的送風量=回風量+泄漏量。
每個房間的送風量能夠自動保持穩定的話,房間的絕對壓(yā)差應該與回風量、泄漏(lòu)量有關(guān)。泄漏量與(yǔ)房間的密(mì)封性有關,也就是說,一個(gè)房間在關門的時候,相同的絕對壓(yā)差下泄(xiè)漏量一(yī)定,回風量越(yuè)小(xiǎo),房間的絕對壓差越大,而房間的絕對壓差越大,漏風(fēng)量也將越(yuè)大。
根據以上原(yuán)理,調節房間絕對壓差的方法,就是減少回(huí)風量,並(bìng)盡可(kě)能保證房間的(de)密封性(xìng)。
如果開門,風量泄漏突然(rán)增(zēng)大(dà),絕對(duì)壓差將會突然降低,大量的風會從門(mén)口泄露出去。
如(rú)果回風量不減少,房間絕對壓差的降低,有可能會引起氣流倒灌(guàn)。
所以,當(dāng)開門時,或者當送風量突然波動、減少時(shí),房間絕對壓差會有降低的趨勢(shì),每個房間的回風管道上都裝有一個回風VAV變風量調節閥(fá),這個VAV是根據房間的絕對壓(yā)差來控製的。壓差降低時,VAV會關小,減(jiǎn)少回風量,使壓差保持穩定,壓差升高時時,VAV會開大,增加(jiā)回風量,使壓差保持穩定。
對(duì)於空調箱來說(shuō),風機轉速一定,送風量一定,回風增加,新風可以自動減少,回風減少時,新風(fēng)會自動增加。
當新風濾網堵塞時,新風量不夠,就需要更多的回風來滿足送風量要求(qiú),那麽回風增大(dà),就會(huì)造(zào)成房間的絕對壓差減少,而回(huí)風VAV就會(huì)自動關小,降低(dī)回風,這兩個調節呈現相反方向的矛盾趨(qū)勢,當故障(zhàng)程度超過了係統(tǒng)的可(kě)調節範圍,係統就會(huì)打破平衡,房間(jiān)的絕對壓差下降,造成氣流混亂。
對於(yú)每個房(fáng)間來說,送風量與回風量的(de)差值越大(dà),房間的絕(jué)對壓差越大。
對於整個空調係統(tǒng)來說,送風量=回風量+新風量,也就是說新風量越大,房間的(de)絕對壓差越大。
所(suǒ)以潔淨區各潔淨室維持正壓差的壓差風量,需要由室外新風補充。
保持(chí)壓差所采取的措施
一般的情況下,送(sòng)風係統采取定風量(liàng)的方式較(jiào)多,即首先保證潔淨室送風量相對恒定,調節潔淨室回風量或排風量(liàng),從(cóng)而控製潔淨室壓(yā)差風量,維持潔淨室壓差值。
在潔淨室回、排(pái)風支管(guǎn)上安裝手動對開多葉調節閥或蝶(dié)閥,調節回、排風量,控製(zhì)室內壓差(chà)。
在(zài)空調係(xì)統調試時調好潔淨室內壓差,在空調係統運行過程中,潔淨室(shì)內壓差(chà)偏離(lí)設(shè)定值時(shí),再調節就比較麻煩。
在潔淨室回(排)風(fēng)口,安(ān)裝阻尼層(如單層無(wú)紡布、不鏽鋼濾網、鋁合金濾(lǜ)網、尼龍(lóng)濾網等),能(néng)夠有效地保證潔淨室的正壓,但需經常更換作為阻尼層的過濾網,以防潔(jié)淨室內正壓過高。
在相(xiàng)鄰房間隔牆上安裝餘壓閥(fá),以(yǐ)控製正壓。其優點是設備簡單,可靠,缺點是餘壓閥尺寸比較大,通風量有限,不方便安裝,也不方(fāng)便與風管連接。
在潔淨室回(排)風支管(guǎn)調節閥閥軸(zhóu)上安裝電動執行(háng)係統,從而與相對應的(de)閥(fá)門配套組成電動(dòng)調節閥。根據反饋的潔(jié)淨室壓差(chà)值,微調閥門開度,自動調節潔淨室內壓差恢複到設定值(zhí)。此種方式用於控製潔淨室內壓差比較可靠、精確,在工程實踐中(zhōng)應用較(jiào)多,該係統可安裝在(zài)需要(yào)顯示壓差(chà)的潔淨室或典型潔淨室的回(排)風支管調節閥上。
在潔淨室送風支管、回(huí)(排)風支管上安裝文丘裏風量控製閥。文丘裏閥有(yǒu)三種類型——定風量閥,可提供(gòng)穩定的氣(qì)流量;雙(shuāng)穩態閥,可提供兩種不同的氣流量,即最大、最小流量;變(biàn)風量閥,可通過對指令低於1秒鍾(zhōng)的響應 和流(liú)量反饋信號閉環控製空(kōng)氣流量。
文丘裏閥具有不受風管(guǎn)壓力變化影響、反應迅速(小於1秒鍾)、調節精確(què)等特(tè)點,但設備比較昂貴,適合用在(zài)係統壓差控製(zhì)必須是高精度、高可靠性(xìng)的場合。
通(tōng)過使用(yòng)定風量閥、雙穩態(tài)閥可以嚴(yán)格控製潔淨室送風(fēng)量、排風(fēng)量,從而形成穩定的壓差風量,控製潔淨室的壓差穩定。
使(shǐ)用送風變風量閥對房間進行調控,使送風(fēng)管閥流量追蹤排風管閥(fá)流量,可形成穩定的壓差風量,控(kòng)製潔淨室壓差穩定。
使用送風定風量閥、回風變(biàn)風量閥對房間(jiān)進行調控,使回風閥跟蹤房間壓差的變化,並(bìng)自動(dòng)調整房間壓差,可形成穩定(dìng)的壓差風量,控製潔淨室壓差穩定。
常用潔(jié)淨室規(guī)範對壓差的要求大全(quán)
《藥品生產質量管理規範2010年修訂)》(簡稱人藥GMP)規(guī)定:
潔(jié)淨區與非潔淨區之間、不同潔淨區之(zhī)間的壓差(chà)應當不低於10Pa。必(bì)要(yào)時,相同潔淨(jìng)度級別的不同(tóng)功能區(qū)域(操作間)之間也應(yīng)當(dāng)保持適當的壓差梯度。
正在修訂的《醫藥工業潔淨廠房設計規範》GB50457,不同空氣潔淨度級別的醫藥潔淨室之(zhī)間以及醫藥潔淨室(shì)與非潔淨室之間的空氣靜壓差(chà)不應小於10Pa,醫藥潔淨室(shì)與室(shì)外大氣的靜壓差(chà)不應小於10Pa。
此外還要求下列醫(yī)藥潔(jié)淨室應與相鄰醫藥潔淨室保持相對負壓:
1. 生產過程中散發粉塵的醫藥潔淨室;
2. 生產過程中使用有機溶媒(méi)的醫藥潔淨室;
3. 生產過(guò)程中產生大量有害物質、熱濕氣體和異味的醫藥潔淨室;
4. 青黴素等特殊藥品的精製、幹燥、包裝室及其(qí)製劑(jì)產(chǎn)品(pǐn)的分裝室;
5. 病原體(tǐ)操作(zuò)區;
6. 放射性(xìng)藥(yào)品(pǐn)生產區。
《潔淨(jìng)廠房設計規範》GB50073-2013規定:
潔淨(jìng)室(區)與周圍的空間必須維持一定的壓差,並應(yīng)按工藝要求決定維持正壓差(chà)或負壓差。不同等級(jí)的潔(jié)淨室之間的壓差不宜小於5Pa,潔淨區與非潔淨(jìng)區之間的壓差不(bú)應小於5Pa,潔淨區與室外的壓差不(bú)應小於10Pa。
2002年3月頒布的(de)《獸藥(yào)生產質量管(guǎn)理規範(fàn)》農業部11號令(簡稱獸藥GMP)規定:空氣潔淨度級別不同的相鄰(lín)潔淨室(區)之間的靜壓差應大於5Pa。潔淨室(區)與非潔淨室(區)之間的靜(jìng)壓差應大於10Pa。潔淨室(區)與室外大氣(含與室外(wài)直接相通的區域)的靜壓(yā)差應大於12Pa,並應有指示壓差的裝置或設置監控報警係統。對生物製品的(de)潔淨室(shì)車間,上述規定的靜壓差數值絕對值應按工(gōng)藝要求確定。
《醫院潔淨手術(shù)部建築技(jì)術規範》GB50333-2013規定:
相互連通的不(bú)同潔淨(jìng)度級別的潔淨用(yòng)房之間,潔淨度(dù)高(gāo)的用房應(yīng)對潔(jié)淨度低的(de)用房保持相(xiàng)對正壓。最小靜壓差應大於或等於5Pa,最大靜壓差(chà)應小於20Pa,不應因壓(yā)差而產生哨音或(huò)影(yǐng)響開門。
相互(hù)連通的相同潔淨度級別的(de)潔淨用房之間,宜有適當(dāng)壓差,保持要求的氣(qì)流方向。
嚴重(chóng)汙(wū)染(rǎn)的房間對相通的相鄰(lín)房間應保持負壓,最小靜壓差應(yīng)大於等(děng)於5Pa。用於控製空氣傳播感(gǎn)染的(de)手術室應是負壓(yā)手(shǒu)術室,負壓手(shǒu)術室對其吊頂上技術夾層應保持(chí)略低(dī)於的(de)負壓差。
潔(jié)淨區對與其相通的非潔淨區應(yīng)保持正壓,最(zuì)小靜壓差應(yīng)大於等於5Pa。
《食品工業潔淨用房建築技術規範》GB50687-2011規(guī)定:
有可關閉的門窗相鄰相通的潔淨用房(fáng)之間以及潔淨區(qū)與非潔淨(jìng)區(qū)之間應保持(chí)不小於5Pa的靜壓差,潔(jié)淨區對室外應保持(chí)不小於10Pa的靜壓差。當生產工藝要求(qiú)在潔淨用房牆上開有不可關閉(bì)的洞(dòng)口(kǒu)時,洞口氣流流向及平均風速應不小於0.2m/s。
有內部汙染產生的房間宜(yí)保持相對負壓,對外來汙染有控製要求的房間宜(yí)保持相對正壓。
《生物安全實(shí)驗室(shì)建築技術規範》GB50346-2011規定:
3.3.3三級和四級(jí)生物安全實驗室輔助用房的主(zhǔ)要技術指標(biāo)應(yīng)符合表3.3.3的規定。
房間名(míng)稱(chēng) | 潔淨度級別 | 每小時換氣次數(次/h) | 與室外方(fāng)向上相鄰相通房(fáng)間的最小負壓差(Pa) | 溫度℃ | 相對濕度 | 噪(zào)聲dB(A) | 最低照度lx |
主實驗室的(de)緩衝室 | 7或8 | 15或12 | -10 | 18~27 | 30~70 | ≤60 | 200 |
隔離走廊 | 7或8 | 15或(huò)12 | -10 | 18~27 | 30~70 | ≤60 | 200 |
準備間 | 7或(huò)8 | 15或12 | -10 | 18~27 | 30~70 | ≤60 | 200 |
二更 | 8 | 10 | -10 | 18~26 | — | ≤60 | 200 |
二更緩衝(chōng)室 | 8 | 10 | -10 | 18~26 | — | ≤60 | 150 |
化學淋浴室 | — | 4 | -10 | 18~28 | — | ≤60 | 150 |
一更(脫、穿普通衣、工(gōng)作服) | — | — | — | 18~26 | — | ≤60 | 150 |
注:如果在準備間安裝生物安全櫃,則最大(dà)噪聲不應超過68dB(A)。
動物生(shēng)物安全實驗室的解剖間相對大氣的壓(yā)力宜比主實驗室低10Pa。
壓差控製(zhì)方式的(de)選擇
1、有些企(qǐ)業送風、回風(fēng)都使(shǐ)用定風量閥,送風、回風都比較穩定,那麽對於開 門、關門、人員、物料的進(jìn)、出對壓差的的擾動,消除能力幾乎為0,不能很好 地保證壓差的(de)動態情況下的穩定性。
2、有些企(qǐ)業(yè)送風、回風都使用(yòng)變風量閥,結果經常(cháng)出現(xiàn)調節紊亂的現象,若幹
參數如果都在變化,自控係統無所適從,不知道該聽誰的指揮了。
3、所以,一般采用送風定風(fēng)量、回風變風量,是一種相對比較好的控製方式。
如何維(wéi)持良好的壓差穩定性
1、定期更(gèng)換新風濾網,以減少新風濾網堵塞造成的壓差(chà)降低(dī)。
2、定期更換初效、中效過濾器,以減少送風(fēng)量的波動帶來的(de)壓差混亂。
3、不要頻繁地開門、關(guān)門,以免自控係統反複調節出現失靈和壓差紊(wěn)亂。
4、減(jiǎn)少每次開、關門(mén)時(shí)間,以免出(chū)現風量泄漏、壓差降低超過係統的調節範圍(wéi)。
5、關門必須關嚴,否則漏風量過大,會造(zào)成壓差混亂。