كيف تؤثر نوافذ غرف النظافة على التدفق الطبقي في غرف النظافة المزودة بوحدات مراوح وفلاتر (FFU)

المبدأ الأساسي لمكافحة التلوث في غرف النظافة المزودة بوحدات المراوح والمرشحات (FFU) هو التدفق الطبقي. فقد تكون هذه الغرفة خط تعبئة الأدوية، أو جهاز تصوير الرقائق شبه الموصلة، أو طاولة العمليات الجراحية في المستشفى؛ وفي جميع الحالات، يكون اتجاه تدفق الهواء دائمًا من المنطقة الحرجة نحو المكان الذي تُزال منه الجسيمات. ومع ذلك، فإن التدفق الطبقي عرضة للاضطراب، وقد يتأثر بأي عدم انتظام أو فرق في الضغط أو درجة الحرارة على السطح. وتُعتبر النوافذ عنصرًا معماريًّا سلبيًّا في الظاهر، لكنها في الواقع تؤثر في أداء التدفق الطبقي، وهذه التأثيرات قابلة للقياس. وهناك أربعة أساليب تؤثر بها النوافذ في التدفق الطبقي داخل غرف النظافة المزودة بوحدات المراوح والمرشحات (FFU).

١. تُحدث الانتفاخات السطحية دوامات هوائية مضطربة

الملامح الفيزيائية للنافذة هي التأثير الأول الذي تُحدثه على التدفق الطبقي. وتبلغ المسافة ("الفجوة") بين النوافذ التقليدية وإطاراتها، وبين المقابض/العتبات والنافذة من ١٠ إلى ٣٠ مم خارج المستوى. ويُوجَّه تدفق الهواء الناتج عن وحدة توزيع الهواء المُفلتر (FFU) نحو الأسفل (ويتراوح معدل تدفق الهواء المعتاد بين ٠٫٣ و٠٫٥ م/ث في غرف النظافة من الدرجة الخامسة حسب معيار ISO)، ثم يلامس هذا التدفق البارز في النافذة فينفصل عن الجدار. وينشأ خلف العائق منطقة اضطراب هوائية ارتفاعها من ١٠ إلى ٢٠ ضعف ارتفاع العائق. وبذلك فإن مدى المنطقة المضطربة، بالنسبة لإطار بارز بارتفاع ٢٠ مم، يتراوح بين ٢٠٠ مم و٤٠٠ مم من سطح الجدار.

وباستخدام نوافذ «المثبتة بشكل مُستوي»، يمكن التخلص من هذه المشكلة. وتُصنع نوافذ غرف النظافة التابعة لشركة هوا آو لتُركَب بين جدران غرفة النظافة. ويكون الإطار مخبّأً خلف سطح الزجاج ولا توجد مقابض. وتُظهر عمليات المحاكاة باستخدام ديناميكا الموائع الحاسوبية (CFD) أن فرق السرعة بين الجدار وحدّة النافذة يقل عن ٥٪ في النوافذ المُثبَّتة بشكل مُستوي من شركة هوا آو، بينما يتراوح هذا الفرق بين ٢٠٪ و٣٠٪ في النوافذ التقليدية. وسيؤثر هذا الفرق تأثيرًا مباشرًا على عدد الجسيمات التي تتكون في منطقة الجراحة في البيئات الحرجة ذات التدفق الطبقي، مثل غرف العمليات بالمستشفيات.

٢. خشونة السطح تُعطّل طبقة الحدود

حتى لو لم يكن إطار النافذة بارزًا، فإن التدفق الطبقي سيظل يتأثر بنسيج سطح إطار النافذة والزجاج. وطبقات الحدود الطباقية رقيقة جدًّا، وفي المناطق النظيفة لا يتجاوز سمكها بضعة ملليمترات. ولذلك فإن خشونة السطح التي تفوق سمك طبقة الحدود قد تؤدي إلى تحوّل التدفق إلى حالة اضطرابية.

يتم إنتاج إطارات النوافذ من قِبل شركة هوا آو باستخدام ألومنيوم مغطى بطبقة مسحوقية، حيث لا يتجاوز سمك الطبقة السطحية ٠٫٨ ميكرومتر. أما الزجاج فهو زجاج عائم أملس ويتمتع بخصائص بصرية عالية الجودة. وجميع الوصلات بين الإطار والزجاج تكون مستمرة دون أي تدرّجات أو فراغات. وهذه الدقة في التشطيب تضمن تدفقاً طبقياً (لامانياً) وطبقة حدية على كامل مساحة سطح الحائط. وتُعد خشونة السطح عاملاً بالغ الأهمية عند حساب عدد الجسيمات في غرف النظافة، وبخاصة في غرف النظافة من الفئة ISO 4 وISO 5.

٣. تسرب الهواء الذي يتجاوَز مرشحات وحدات توزيع الهواء المفلترة (FFU)

يكتسب الحفاظ على سلامة الضغط أهمية كبرى، وكذلك تدفق الهواء السلس لتحقيق التدفق الطبقي للهواء. وتبلغ مواصفة تسرب الهواء القياسية للنوافذ متوسطة الجودة ١ متر مكعب/ساعة عند فرق ضغط قدره ٥٠ باسكال. فإذا تسرب من نافذة ما ١ متر مكعب/ساعة/باسكال، فإن ذلك سيسمح بدخول الهواء إلى غرفة النظافة دون أن يمر عبر الفلاتر. وهذا الهواء المتسرب يحتوي على جسيمات لم تُزال بواسطة وحدات توزيع الهواء المفلترة (FFU)، ما يؤدي إلى مناطق ذات تلوث جسيمي مرتفع.

جميع النوافذ والألواح الزجاجية من شركة هوا آو تخضع لاختبارات التسرب الهوائي وفقًا للمعيارين GB/T 7106 وISO 13830. وفي نوافذنا، نستخدم حشوات مغلقة الخلايا مصنوعة من مطاط الإيثيلين بروبيلين ثنائي المونومر (EPDM) أو السيليكون، بالإضافة إلى أقفال ضغط متعددة النقاط، ما يضمن أن معدل تسرب الهواء لا يتجاوز ٠٫٥ متر مكعب/ساعة عند فرق ضغط قدره ٥٠ باسكال. وللتطبيقات الحرجة، تتوفر أيضًا تركيبة الحشوة المزدوجة، والتي تتضمن تجويفًا اختياريًّا قابلًا للاختبار للتحقق من سلامة الحشوة دون الحاجة إلى فك النافذة. ويمكن لنوافذ هوا آو منع التسرب، مما يضمن مرور الهواء داخل غرفة النظافة عبر مرشحات الهواء عالي الكفاءة (HEPA) الخاصة بوحدات توزيع الهواء المُفلترة (FFU).

٤. تسبب تدرجات درجة الحرارة تراكمًا محليًّا

ويتمثل أثر آخر للطفو في تدفق الغاز المثالي بشكل ثابت. فإذا كانت درجة حرارة إحدى سطحي النافذة مرتفعة جدًّا أو منخفضة جدًّا مقارنةً بدرجة حرارة الغرفة، فإن التيارات الانتقالية الطبيعية تنشأ نتيجة لذلك. وهذه التيارات تتجه في اتجاه معاكس للتيار الهابط الناتج عن وحدات توزيع الهواء المُفلترة (FFU)، وتُشكِّل مناطق «ترسيب» الجسيمات على شكل مناطق إعادة تدوير.

نوافذ غرفة النظافة الخاصة بشركة هوا آو مزودة بزجاج مزدوج أو ثلاثي مع حشوة من غاز الأرجون أو الكريبتون. ويتم منع الجسر البارد عبر دمج عناصر عازلة حراريًّا في الإطارات. وتكون الخصائص الحرارية مفيدةً بشكل خاص في غرف النظافة المستخدمة في المستشفيات، حيث تُركَّب في الجدران الخارجية، أو في غرف النظافة الصيدلانية التي يجب التحكم بدقتها ضمن نطاق درجة حرارة ضيِّق، وعادةً ما يكون هذا النطاق ±٠٫٥°م. وهذا يؤدي إلى مجال جريان طبقي منتظم وقابل للتنبؤ.

ملخص

النتوءات السطحية، والتي تُحدث دوامات مضطربة، والخشونة السطحية، واضطراب طبقة الحد، والتسرب حول وحدات الترشيح والتوزيع (FFUs)، والمرور بجانب الفلتر، والفرق في درجات الحرارة الذي يؤدي إلى حدوث دوران ناتج عن الطفو، هي الآليات الأربعة التي تؤثر على التدفق الطبقي في غرف النظافة المزودة بوحدات الترشيح والتوزيع (FFU). وتتم معالجة هذه المشكلات من خلال نوافذ غرف النظافة التي تنتجها المجموعة الوطنية للتكنولوجيا المتقدمة «هوا آو لتقنيات غرف النظافة»، والتي تمتلك ٦ مصانع، ومساحة خطوط الإنتاج ٢٥٠٠٠٠ متر مربع، و٨٠٠ موظف ذوي خبرة، وإيرادات سنوية تبلغ مليار يوان صيني. ويشمل النظام الشامل الجاهز القائم على الوحدات لمثل هذه الغرف جميع مكونات غرف النظافة، كألواح الغرفة، والأبواب والنوافذ، والمقاطع الألومنيومية، وأرضيات البولي فينيل كلورايد (PVC)، ومعدات التنقية، والمصابيح الخالية من الظلال، وصمامات التهوية، وغيرها، وكلُّها مُقدَّمة من شركة «هوا آو». اتصل الآن بشركة «هوا آو» لضمان أن تُسهم نوافذ غرف النظافة المزودة بوحدات الترشيح والتوزيع (FFU) في إنشاء تدفق طبقي سلس، بدلًا من عرقلته.