القضايا الرئيسية في التصميم الهندسي وبناء الغرف النظيفة

من بين تجهيزات غرف التنظيف في المصانع، تُعدّ غرف التنظيف من الفئة 10000 والفئة 100000 الأكثر شيوعًا. أما بالنسبة لمشاريع غرف التنظيف واسعة النطاق للمؤسسات، فيجب أن تتوافق جوانب مثل التصميم وتجهيز البنية التحتية وشراء المعدات مع متطلبات السوق ومعايير هندسة الإنشاءات.

1. أنظمة الهاتف وإنذار الحريق

يُقلل تركيب الهواتف وأجهزة الاتصال الداخلي في الغرف النظيفة من حركة الأفراد داخل المنطقة النظيفة، مما يُقلل من توليد الجسيمات، ويُسهل التواصل الخارجي في الوقت المناسب في حالة نشوب حريق، مع دعم التواصل التشغيلي الروتيني. بالإضافة إلى ذلك، يجب تركيب أنظمة إنذار الحريق لمنع الخسائر الاقتصادية الكبيرة الناتجة عن الحرائق التي لا يتم اكتشافها من قِبل الجهات الخارجية للمنشأة.

2. متطلبات مجاري الهواء: الموازنة بين الاقتصاد والكفاءة

في أنظمة تكييف الهواء المركزية أو أنظمة تنقية الهواء، يجب أن تكون قنوات التهوية فعّالة من حيث التكلفة وكفاءة في توصيل الهواء. تشمل الاعتبارات الاقتصادية انخفاض التكلفة، وسهولة التركيب، وانخفاض تكاليف التشغيل، والأسطح الداخلية الملساء ذات مقاومة تدفق الهواء المنخفضة. أما متطلبات الكفاءة فتتضمن إحكامًا عاليًا للهواء (انعدام التسرب)، ومقاومة لتكوّن الجسيمات وتراكمها، وخصائص غير ملوثة، ومقاومة للحريق والتآكل والرطوبة.

3. إعطاء الأولوية لكفاءة الطاقة في تكييف الهواء وتنقية الهواء

تُعدّ أنظمة تكييف الهواء وتنقيته من أكبر مستهلكي الطاقة؛ لذا، يجب إعطاء الأولوية لتدابير ترشيد استهلاك الطاقة خلال مراحل التصميم والإنشاء. ويتأثر استهلاك الطاقة بعوامل عديدة، منها تقسيم النظام والمناطق، وحسابات حجم الهواء المُزوَّد، وإعدادات درجة الحرارة والرطوبة، ومستويات النظافة ومعدلات تغيير الهواء، ونسب الهواء النقي، وعزل القنوات، وأنواع الوصلات (التي تؤثر على معدلات التسريب)، وزوايا التوصيل بين القنوات الرئيسية والفرعية (التي تؤثر على مقاومة تدفق الهواء)، وسلامة مانع التسرب، واختيار المعدات مثل وحدات مناولة الهواء والمراوح والمبردات. وعليه، يجب دراسة جميع هذه التفاصيل بعناية.

4. اختيار وحدات معالجة الهواء بناءً على الظروف المناخية

ينبغي مراعاة المناخ المحلي عند اختيار وحدات معالجة الهواء. فعلى سبيل المثال، في المناطق الشمالية التي تتميز بانخفاض درجات الحرارة شتاءً وارتفاع مستويات الغبار المحمول جوًا، يُنصح بتزويد الوحدات القياسية بقسم لتسخين الهواء النقي مسبقًا، واستخدام طريقة معالجة الهواء بالرش المائي؛ مما يسمح بإزالة الغبار وتبادل الحرارة والرطوبة في آنٍ واحد لتحقيق مستويات الحرارة والرطوبة المطلوبة. أما في المناطق الجنوبية التي تتميز بمناخ رطب وانخفاض تركيزات الغبار المحمول جوًا، فلا داعي لتسخين الهواء النقي مسبقًا خلال فصل الشتاء. تتم معالجة ترشيح الهواء وتنظيم درجة الحرارة والرطوبة من خلال عملية متعددة المراحل: الترشيح الأولي، يليه ضبط درجة الحرارة والرطوبة عبر ملفات التبريد السطحية (والتي قد تشمل أيضًا إزالة الرطوبة)، وأخيرًا، الترشيح متوسط ​​الكفاءة، يليه الترشيح النهائي عالي الكفاءة أو شبه عالي الكفاءة. يُنصح بتجهيز وحدات معالجة الهواء بمراوح متغيرة التردد؛ فهذا لا يوفر الطاقة فحسب، بل يسمح أيضًا بضبط حجم تدفق الهواء وضغطه بمرونة.

5. يجب أن تقع غرف وحدات معالجة الهواء بجوار الغرفة النظيفة

إن وضع غرفة وحدة معالجة الهواء بجوار الغرفة النظيفة يوفر العديد من المزايا: فهو يوفر الطاقة، ويسهل تصميم قنوات الهواء بكفاءة، ويحسن أنماط تدفق الهواء، ويقلل من تكاليف البناء.

6. توفر أنظمة التبريد متعددة الوحدات مرونة أكبر

عند الحاجة إلى قدرة تبريد عالية، يُفضّل استخدام نظام متعدد الوحدات بدلاً من وحدة تبريد واحدة كبيرة. ينبغي أن تستخدم المحركات نظام تحكم متغير التردد في السرعة لتقليل متطلبات الطاقة عند بدء التشغيل. يتيح تصميم الوحدات المتعددة تشغيلاً مرناً، متجنباً هدر الطاقة المرتبط بـ "المعدات كبيرة الحجم للأحمال الصغيرة" (أي تشغيل وحدة كبيرة بقدرة منخفضة).

7. تضمن أنظمة التحكم الآلي التنظيم المستمر

تعتمد بعض الشركات المصنعة حاليًا على الطرق اليدوية لضبط تدفق الهواء والضغط. ومع ذلك، نظرًا لوجود صمامات التحكم في المساحات التقنية الداخلية، ولأن الأسقف غالبًا ما تتكون من ألواح فولاذية ملونة معلقة، فإن هذه الإعدادات تُضبط عادةً فقط أثناء التركيب والتشغيل الأوليين؛ ونادرًا ما تُعدّل بعد ذلك، وفي الواقع، غالبًا ما يكون الوصول إليها للتعديل غير ممكن. ولضمان استمرار الإنتاج والعمليات بشكل طبيعي داخل المنشأة النظيفة، ينبغي تركيب نظام تحكم آلي شامل لأداء الوظائف التالية: مراقبة نظافة هواء الغرفة النظيفة، ودرجة الحرارة، والرطوبة، وفروق الضغط، بالإضافة إلى تنظيم مخمدات الهواء؛ والكشف عن درجة الحرارة، والضغط، ومعدلات التدفق للغازات عالية النقاء، والمياه النقية، ومياه التبريد المتداولة؛ ومراقبة نقاء الغاز وجودة المياه النقية.