為了讓潔凈室能夠達(dá)到良好的效果,國(guó)內(nèi)外有不少相關(guān)文獻(xiàn)的發(fā)表,闡述角度也各有不同。但是,實(shí)際操作很難做到理想地配合,而且設(shè)計(jì)者很難把握施工安裝質(zhì)量以及使用和管理情況。
下面主要是以潔凈室凈化措施中達(dá)到潔凈度要求的四個(gè)必要條件進(jìn)行闡述!
要保證送風(fēng)潔凈度符合要求,關(guān)鍵是凈化系統(tǒng)末級(jí)過(guò)濾器的性能和安裝。
凈化系統(tǒng)末級(jí)過(guò)濾器一般采用高效過(guò)濾器或亞高效過(guò)濾器。按我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定高效過(guò)濾器效率分四檔:A類(lèi)為≥99.9%,B類(lèi)為≥99.99%,C類(lèi)為≥99.999%,D類(lèi)為(對(duì)≥0。1μm粒子)≥99.999%(亦稱(chēng)超高效過(guò)濾器);亞高效過(guò)濾器為(對(duì)≥0.5μm粒子)95~99.9%。
效率越高,過(guò)濾器的價(jià)格也越貴。所以選擇過(guò)濾器時(shí)應(yīng)本著既要滿(mǎn)足送風(fēng)潔凈度要求,又要考慮經(jīng)濟(jì)合理。
從潔凈度要求考慮,以低級(jí)別潔凈室選用低性能過(guò)濾器、高級(jí)別潔凈室選用高性能過(guò)濾器為原則。一般說(shuō)來(lái),100萬(wàn)級(jí)可選用高中效過(guò)濾器;低于1萬(wàn)級(jí)可選用亞高效或A類(lèi)高效過(guò)濾器;1萬(wàn)~100級(jí)選用B類(lèi)過(guò)濾器;100~1級(jí)選用C類(lèi)過(guò)濾器。
每個(gè)潔凈度級(jí)別似乎都有兩類(lèi)過(guò)濾器可供選擇,選擇高性能的還是低性能的,要視具體情況而定。當(dāng)環(huán)境污染嚴(yán)重,或室內(nèi)排風(fēng)比例很大,或該潔凈室特別重要,需要較大安全系數(shù),在這些或其中之一情況下,均要選擇高一類(lèi)過(guò)濾器;反之可選擇較低性能過(guò)濾器。對(duì)0.1μm粒子要求控制的潔凈室,不論控制的粒子濃度高低均要選擇D類(lèi)過(guò)濾器。
以上所述僅從過(guò)濾器角度出發(fā),實(shí)際上要選擇好過(guò)濾器還要全面考慮潔凈室特性、過(guò)濾器特性和凈化系統(tǒng)特性。
要保證送風(fēng)潔凈度,僅有合格的過(guò)濾器是不夠的,還要保證:
(1)運(yùn)輸、安裝過(guò)程不損壞過(guò)濾器。
(2)安裝嚴(yán)密。
要做到上述第(1)點(diǎn),則要求施工安裝人員訓(xùn)練有素,既要有安裝凈化系統(tǒng)方面的知識(shí),又要具備較熟練的安裝技能,否則將難以保證不損壞過(guò)濾器,這方面是有深刻教訓(xùn)的。
其次,安裝嚴(yán)密性問(wèn)題,主要取決于安裝結(jié)構(gòu)型式優(yōu)劣,設(shè)計(jì)手冊(cè)一般推薦:對(duì)于單個(gè)過(guò)濾器采用明裝型式,這樣即便發(fā)生滲漏,也不致漏到室內(nèi);采用成品高效送風(fēng)口,嚴(yán)密性也比較容易得到保證。
對(duì)于多個(gè)過(guò)濾器的風(fēng)口,近幾年常采用液槽密封和負(fù)壓密封。液槽密封必須保證液槽接縫嚴(yán)密和整體框架都處于同一水平面上。
負(fù)壓密封就是使過(guò)濾器與靜壓箱和框架接縫的外周邊處于負(fù)壓狀態(tài),與明裝型式一樣即使?jié)B漏也不會(huì)漏到室內(nèi)。實(shí)際上只要做到安裝框架平整,過(guò)濾器端面與安裝框架接觸均勻,任何安裝型式使過(guò)濾器達(dá)到安裝嚴(yán)密性要求應(yīng)該說(shuō)是不難的。
潔凈室的氣流組織與一般空調(diào)房間有所不同,它要求將最干凈的空氣首先送到操作部位,它的作用在于限制和減少對(duì)加工物的污染。
為此,在設(shè)計(jì)氣流組織時(shí)應(yīng)考慮這些原則:
(1)盡量減少渦流,避免將工作區(qū)以外的污染帶入工作區(qū)。
(2)盡量防止灰塵的二次飛揚(yáng)以減少灰塵對(duì)工件的污染機(jī)會(huì)。
(3)工作區(qū)的氣流要盡量均勻,且其風(fēng)速要滿(mǎn)足工藝和衛(wèi)生要求,當(dāng)氣流向回風(fēng)口流動(dòng)時(shí)要使空氣中的灰塵能有效的帶走;根據(jù)不同的潔凈度要求,選擇不同的送、回風(fēng)方式。
不同的氣流組織,各有其特點(diǎn)和范圍:
(1)垂直單向流:均可獲得均勻向下氣流,便于工藝設(shè)備布置,自?xún)裟芰?qiáng),可簡(jiǎn)化人身凈化設(shè)施等共同設(shè)施等共同優(yōu)點(diǎn)。
四種送風(fēng)方式還有其各自?xún)?yōu)缺點(diǎn):滿(mǎn)布高效過(guò)濾器具有阻力低、更換過(guò)濾器周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),但頂棚結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價(jià)高;側(cè)布高效過(guò)濾器頂送、全孔板頂送與滿(mǎn)布高效過(guò)濾器頂送的優(yōu)缺點(diǎn)相反,其中全孔板頂送在系統(tǒng)非連續(xù)運(yùn)行時(shí),孔板內(nèi)表面易積塵,維護(hù)不好,對(duì)潔凈度有些影響;密集散流器頂送,因需要一段混和層,所以只適用于4m以上高大潔凈室,其特點(diǎn)與全孔板頂送相仿;對(duì)于相對(duì)兩側(cè)格柵的板和相對(duì)兩側(cè)墻下部均勻布置回風(fēng)口的回風(fēng)方式僅適用兩側(cè)凈間距小于6m的潔凈室;單側(cè)墻下部布回風(fēng)口僅適用對(duì)墻間距較小(如≤<2~3m)的潔凈室。
(2)水平單向流:只在第一工作區(qū)達(dá)到100級(jí)潔凈度,當(dāng)空氣流向另一側(cè)的過(guò)程中含塵濃度逐漸升高,所以?xún)H適用于同一房間工藝過(guò)程有不同潔凈度要求的潔凈室;送風(fēng)墻局部布高效過(guò)濾器較滿(mǎn)布水平送可減少高效過(guò)濾器用量,節(jié)約初投資,但局部區(qū)域有渦流。
(3)亂流型氣流:孔板頂送和密集散流器頂送的特點(diǎn)與前述相同,側(cè)送的優(yōu)點(diǎn)易于管道布置,無(wú)需技術(shù)夾層,造價(jià)低,有利于舊廠房改造,缺點(diǎn)是工作區(qū)風(fēng)速較大,下風(fēng)側(cè)比上風(fēng)側(cè)含塵濃度高;高效過(guò)濾器風(fēng)口頂送具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、高效過(guò)濾器后無(wú)管道、潔凈氣流直接送達(dá)工作區(qū)等優(yōu)點(diǎn),但潔凈氣流擴(kuò)散緩慢,工作區(qū)氣流較均勻;不過(guò)當(dāng)均勻地布置多個(gè)風(fēng)口或采用帶擴(kuò)散板地高效過(guò)濾器風(fēng)口時(shí),也可使得工作區(qū)氣流較均勻;但在系統(tǒng)非連續(xù)運(yùn)行地情況下,擴(kuò)散板易積塵。
以上論述均屬于較理想狀態(tài),也是國(guó)家有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)手冊(cè)所推薦。實(shí)際工程中或受限于客觀條件,或由于設(shè)計(jì)者地主觀原因而未設(shè)計(jì)好氣流組織。
常見(jiàn)原因有:垂直單向流采取相鄰兩側(cè)墻下部回風(fēng),局部百級(jí)采用上送上回(即局部送風(fēng)口下未加下垂圍簾),亂流型潔凈室采用高效過(guò)濾器風(fēng)口頂送上回或單側(cè)下回(對(duì)墻間距較大)等,這些氣流組織方式經(jīng)實(shí)測(cè),其潔凈度大多數(shù)都達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
由于現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定空態(tài)或靜態(tài)驗(yàn)收,個(gè)別的這類(lèi)潔凈室在空態(tài)或靜態(tài)下勉強(qiáng)達(dá)到設(shè)計(jì)的潔凈度級(jí)別,但抗污染干擾能力很低,一旦潔凈室進(jìn)入工作狀態(tài)就達(dá)不到要求。
正確的氣流組織局部區(qū)域應(yīng)設(shè)圍簾下垂至工作區(qū)高度,10萬(wàn)級(jí)也不應(yīng)采用上送上回。還有目前大多數(shù)工廠生產(chǎn)的帶擴(kuò)散板的高效送風(fēng)口,其擴(kuò)散板都只是裝飾性孔板而不起擴(kuò)散氣流作用,一定要特別注意。
足夠的通風(fēng)換氣量是為了稀釋和排除室內(nèi)污染空氣,根據(jù)不同的潔凈度要求,當(dāng)潔凈室凈高較高時(shí),適當(dāng)增加換氣次數(shù)。其中,100萬(wàn)級(jí)潔凈室的通風(fēng)量是按高中效凈化系統(tǒng)考慮,其余均按高效凈化系統(tǒng)考慮;當(dāng)10萬(wàn)級(jí)潔凈室高效過(guò)濾器集中布置在機(jī)房或系統(tǒng)末端采用亞高效過(guò)濾器時(shí),可適當(dāng)提高換氣次數(shù)10-20%。
美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)(FS209A~B)在1987年10月27日之前一直這樣規(guī)定:?jiǎn)蜗蛄鳚崈羰彝ㄟ^(guò)潔凈室截面的氣流速度通常保持在9Oft/min(0.45m/s),在整個(gè)房間無(wú)干擾的條件下,其速度不均勻度在士20%以?xún)?nèi),氣流速度任何明顯的下降都會(huì)增加自?xún)魰r(shí)間和工作位置之間污染影響的可能性(1987年10月FS209C頒布之后對(duì)含塵濃度以外的所有參數(shù)指標(biāo)均未作規(guī)定)。
在編制我國(guó)空氣潔凈技術(shù)措施時(shí)曾調(diào)查測(cè)定了國(guó)內(nèi)100多個(gè)潔凈室,許多潔凈室還是在動(dòng)態(tài)下檢測(cè)的,結(jié)果表明:10萬(wàn)級(jí)≥10次/h、1萬(wàn)≥20次/h、1000級(jí)≥50次/h通風(fēng)量即可滿(mǎn)足要求。
美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)(FS2O9A~B)規(guī)定:非單向流潔凈室(10萬(wàn)級(jí)、1萬(wàn)級(jí)),室高8~l2ft(2.44~3.66m),通常考慮全室至少每3分鐘換氣一次(即20次/h)。因此,設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定已經(jīng)考慮了較大的富裕系數(shù)。
潔凈室維持一定的正壓是保證潔凈室不受或少受污染、以維持設(shè)計(jì)潔凈度等級(jí)必不可少地條件之一。即便是負(fù)壓潔凈室,它也必須有不低于它潔凈度級(jí)別地相鄰房間或套間維持一定地正壓,負(fù)壓潔凈室的潔凈度才能得以維持。
潔凈室正壓值是指門(mén)窗全部關(guān)閉狀態(tài)下,室內(nèi)靜壓大于室外靜壓的數(shù)值。它是通過(guò)凈化系統(tǒng)送風(fēng)量大于回風(fēng)量和排風(fēng)量的方法來(lái)達(dá)到。
為了保證潔凈室正壓值,送風(fēng)、回風(fēng)和排風(fēng)機(jī)最好聯(lián)鎖,系統(tǒng)開(kāi)啟時(shí)先啟動(dòng)送風(fēng)機(jī),再啟動(dòng)回風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī);系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)先關(guān)排風(fēng)機(jī),再關(guān)回風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī),以防止?jié)崈羰以谙到y(tǒng)開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)受到污染。
維持潔凈室正壓所需的風(fēng)量主要根據(jù)維護(hù)結(jié)構(gòu)密閉性好壞來(lái)確定。我國(guó)潔凈室建設(shè)初期由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)密閉性較差,要維持≥5Pa的正壓就要2~6次/h送風(fēng)量;目前維護(hù)結(jié)構(gòu)密閉性已大為提高,維持同樣的正壓只要1~2次/h送風(fēng)量;維持≥10Pa也只要2~3次/h送風(fēng)量。
我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定:不同等級(jí)的潔凈室以及潔凈區(qū)和非潔凈區(qū)之間的靜壓差應(yīng)不小于0.5mmH2O(~5Pa),潔凈區(qū)與室外的靜壓差應(yīng)不小于1.0mmH2O(~l0Pa)。
該值似偏低的原因可能如下:
(1)正壓是表示潔凈室抑制通過(guò)門(mén)窗縫隙污染室內(nèi)空氣的能力,或在短時(shí)間打開(kāi)門(mén)窗時(shí)使?jié)B入室內(nèi)的污染物減少到最低限度的能力,正壓大小表示抑制污染能力的強(qiáng)弱,當(dāng)然不是正壓越大越好(后面將談到)。
(2)正壓所需的風(fēng)量有限,5Pa正壓與10Pa正壓所需風(fēng)量?jī)H差約1次/h,何樂(lè)而不為呢?顯然正壓值低限取10Pa更優(yōu)越些。
(3)美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)(FS209A~B)規(guī)定:當(dāng)所有出入口關(guān)閉時(shí),潔凈室與任何相鄰的低潔凈度區(qū)域之間的最低正壓差為0.05英寸水柱(12.5Pa),這數(shù)值已被許多國(guó)家采用。