النوافذ المُدمجة مقابل النوافذ الإطارية في أنظمة وحدات الترشيح والمراوح (FFU): أيُّهما أفضل؟

يجب أن تكون جميع مكونات الغلاف قادرةً على الحفاظ على تدفق الهواء الطبقي، والضغوط، والتحكم في التلوث داخل غرف النظافة المزودة بوحدات ترشيح المراوح (FFU). ولا تُستثنى النوافذ من هذه المتطلبات. وهناك فرقٌ بين النوافذ المُركَّبة بشكل مُ Flush (مستوية مع السطح) والنوافذ الإطارية في غرف النظافة، وقد يؤثر هذا الفرق تأثيرًا كبيرًا على أداء نظام وحدات ترشيح المراوح (FFU). والخيار القياسي المتعارف عليه هو النوافذ الإطارية، التي تتميز بحوافٍ وبُنى إطاراتٍ وأبانيٍ بارزةٍ ومُبرزة. أما الخيار المتقدم فهو النوافذ المُركَّبة بشكل مُ Flush، حيث يكون سطح الزجاج مُستويًا مع سطح اللوحة. فأيُّ الخيارين التاليين يُعَدُّ خيارًا أفضل لنظام وحدات ترشيح المراوح (FFU)؟ ويتم تحليل المعايير الأربعة التالية مقارنةً ببعضها.

١. التأثير على استقرار تدفق الهواء الطبقي

النوافذ ذات الإطارات تُشكِّل عائقًا. وعادةً ما يتراوح عمق الإطار في الجدار بين ١٠ و٢٥ مم. وعندما تكون سرعة الهواء المنبعث من وحدة الترشيح والتدوير (FFU) عموديةً لأسفل بمعدل ٠٫٣–٠٫٥ م/ث، فإن هذا البارز يُسبِّب انفصال تدفق الهواء. وتكون المنطقة الخلفية المضطربة أسفل العائق مضطربةً، وحجمها يتراوح بين ١٠ و٢٠ ضعف حجم العائق. وقد تمتد هذه المناطق المضطربة داخل غرفة نظيفة تحتوي على عدة نوافذ ذات إطارات لتشمل ٣٠٪ أو أكثر من مساحة الجدار، وبالتالي قد تُحدث ظروفًا تضرُّ بالتحكم في الملوثات.

وهذه ليست مشكلةً بالنسبة للنوافذ المُركَّبة بشكل مستوٍ مع السطح. إذ يكون مستوى زجاج الغرفة النظيفة مساويًا تمامًا لسطح اللوحة. فلا توجد حواف بارزة، ولا درجات، ولا أطر بارزة. ويمرُّ الهواء الذي يمر عبر النافذة بسلاسة واستمرارية، وكأن النافذة حاجزًا صلبًا. أما التغيُّر في سرعة الهواء عند حدود الجدار، كما قاسه برنامج المحاكاة الحاسوبية لتدفق السوائل (CFD)، فيبلغ أقل من ٥٪ بالنسبة للنوافذ المستوية، مقارنةً بتغيُّر السرعة الذي يتراوح بين ٢٠ و٣٠٪ بالنسبة للنوافذ ذات الإطارات. وفي أنظمة التدفق الطبقي الأحادي الاتجاه (Unid)، تكون النوافذ المستوية بلا شك أفضل. والفائز هو: النوافذ المستوية

٢. سلامة الضغط ومتانة الختم

يُشكِّل ختم الانضغاط بين الإطار واللوحة وختم الانضغاط بين الإطار والزجاج المكوِّنَين الأساسيَّين للنوافذ ذات الإطارات. ويحتويان على عدة واجهات، ما يعني وجود عدة مسارات محتملة للتسرب. ومع مرور الوقت، ينخفض انضغاط الختم، وتؤدي دورات فرق الضغط إلى ثني الإطار، مما يؤدي إلى تكوُّن فجوات صغيرة. وعلى الرغم من أن وحدات الترشيح الهوائي (FFUs) تتسرب منها كميات تتراوح بين ١ و٢ متر مكعب/ساعة لكل نافذة، فإنها يجب أن تعمل بسعة أكبر وبسرعة أعلى، ما يؤدي إلى زيادة استهلاك الطاقة.

التصميم مختلف تمامًا، ومع ذلك، ويُستخدم الختم مع النوافذ المُستوية. وتُثبَّت الزجاجة مباشرةً على هيكل معدني وتُختام عند اللوحة؛ أو تشكِّل النافذة جزءًا من نظامٍ مستمرٍ مع ملفات مُستوية ومُزوَّدة بختم مطاطي حول الحواف. ويجعل التصميم المستوي عملية الختم متجانسةً وسهلةً، نظرًا لكونه يقع في مستوى واحد. وقد خضعت نوافذ هوا آو المستوية لاختبارات أظهرت انخفاضًا في تسرب الهواء مقارنةً بالنوافذ التقليدية ذات الإطار (1.5–3.0 م³/ساعة عند ضغط 50 باسكال). وفي أنظمة وحدات توزيع الهواء المُفلترة (FFU)، التي يتطلب فيها الحفاظ على ضغط الهواء في المساحة المفتوحة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، توفر النوافذ المستوية سلامةً أفضل على المدى الطويل.

الفائز: النوافذ المستوية

٣. سهولة التنظيف والاحتفاظ بالجسيمات

تحتوي النوافذ الإطارية على شقوق تتكون من الفراغ بين الإطار واللوحة، والفراغ بين الإطار وزجاج النافذة، وسطح الإطار نفسه. ويمكن أن تتراكم الغبار في هذه الشقوق، ما يجعل تنظيفها صعبًا. كما تتجمع المناديل الكحولية ومطهرات التنظيف في الزوايا. وقد يتراكم بقايا الاستخدام مع مرور الوقت، ويمكن أن تتكاثر الميكروبات في الأماكن المخفية.

لا تحتوي النوافذ المُستوية على أي شقوق. فالانتقال من اللوحة إلى الزجاج يتم عبر سطح مستوٍ أملس. وتتكوّن النوافذ المُستوية من شركة «هوا آو» من إطار ألومنيوم مغلف بالبودرة (الخشن Ra < 0.8 ميكرومتر)، ومطاط سيليكوني متصل دون فجوات. وبذلك يستطيع العاملون المسؤولون عن التنظيف مسح جميع الأسطح بحركة واحدة. وتُفتح هذه النوافذ في غرف التصنيع النظيفة الصيدلانية أو غرف العمليات الجراحية بالمستشفيات، حيث يُعد التحكم في الحمل الميكروبي أمرًا حيويًّا لاستبعاد التلوث. ويُعتبر التحكم في الحمل الميكروبي قضيةً هامة جدًّا، وفي هذه الحالة تقلل النوافذ المفتوحة بشكلٍ ملحوظٍ من خطر التلوث الميكروبي في غرف التصنيع النظيفة الصيدلانية أو غرف العمليات الجراحية بالمستشفيات.

الفائز: النوافذ المستوية

٤. التكلفة ومرونة التركيب

بشكل عام، تكون تكلفة النوافذ الإطارية أقل مقارنةً بالنوافذ الأخرى. وهي متوفرة بأحجام قياسية بحيث تناسب الفتحات الخشبية القياسية باستخدام وسائل تثبيت بسيطة. كما أن تحملات التركيب واسعة نسبيًا. ويمكن استخدام النوافذ الإطارية في المشاريع التي تُدار وفق الميزانية أو في غرف نظيفة ذات درجة نظافة منخفضة (الفئة ٧/٨ حسب معيار ISO). أما النوافذ المُستوية، فهي تتطلب تصنيعًا دقيقًا. ويجب قص النافذة بالأبعاد المناسبة، وأن تكون الفتحة في اللوحة مربعة الشكل. ويلزم اتخاذ الحيطة والحذر أثناء التركيب لضمان الحصول على سطح مستوٍ تمامًا. وبشكل عام، تكون تكلفة هذه النوافذ أعلى بنسبة ٢٠–٤٠٪ مقارنةً بالخيارات الإطارية.

بالنسبة لأنظمة وحدات التصفية النهائية (FFU) التي تحتاج إلى تلبية شروط الفئة 5 من معايير ISO أو ظروف أكثر نظافة، فإن تكلفة النوافذ المُدمَجة تُعوَّض بزيادة كفاءة نظام وحدات التصفية النهائية (FFU)، وانخفاض استهلاك الطاقة، والحد من خسائر التلوث. وعندما يتعلق الأمر بالتطبيقات الحرجة، فإن الفرق في الأداء يستحق التكلفة. الخاسرون: نوافذ غرف النظافة التي تكون مكلفة للغاية أو غير فعالة لغرف النظافة من الفئات المنخفضة الحساسة للميزانية؛ وأي نافذة غير نافذة مدمجة في غرف النظافة عالية الأداء المزودة بوحدات تصفية نهائية (FFU)

ملخص

تُعد النافذة المُستوية، في بيئة نظيفة من الفئة ISO 5 أو أرقى منها، أكثر استقراراً في تدفق الهواء المنتظم مقارنةً بالنافذة التقليدية، كما تتمتع بكفاءة أعلى في مقاومة الضغط وسهولة أكبر في التنظيف. وإذا كانت متطلبات غرفة النظافة من فئة أقل هي المعيار الوحيد، فقد تكون التكلفة العامل الحاسم، وفي هذه الحالة يمكن النظر في النوافذ الإطارية. وتُعتبر شركة هوا آو لتكنولوجيا الغرف النظيفة المحدودة مؤسسة وطنية متخصصة في التقنيات المتقدمة، وتضم ستّ مصانع، ومساحة إنتاج إجمالية تبلغ ٢٥٠٬٠٠٠ متر مربع، و٨٠٠ موظف، وإيرادات سنوية تصل إلى مليار يوان صيني، وتنتج مجموعة متنوعة من نوافذ الغرف النظيفة وأبوابها، بالإضافة إلى أنظمة الغرف النظيفة الشاملة بمختلف أنواعها. والتقيا مع شركة هوا آو لتحديد نوع النافذة الأنسب لمشروعكم الخاص بوحدات توزيع الهواء المفلتر (FFU).