Finestre per ambienti a contaminazione controllata a doppio vetro per zone con pressione dell'aria stabile FFU

Le zone a pressione d'aria stabile nelle camere pulite con unità di filtrazione a flusso forzato (FFU, Fan Filter Unit) sono fondamentali oltre al controllo delle particelle aerodisperse. Una pressione positiva (o negativa) non contaminerà altri ambienti situati in aree adiacenti. La pressione positiva nella sala operatoria rispetto al corridoio deve essere mantenuta in un ospedale. Una linea di riempimento farmaceutico deve avere una pressione maggiore rispetto alle altre zone di supporto alla pressione che la circondano. I patogeni devono essere contenuti all'interno di un laboratorio BSL-2. Queste camere pulite sono dotate di finestre a doppio vetro, che svolgono un ruolo fondamentale nel mantenimento di tali zone di pressione. Esse migliorano le prestazioni del sistema FFU nei seguenti modi:

1. L'isolamento termico previene le fluttuazioni di pressione dovute alla spinta ascensionale

I vetri singoli presentano un buon coefficiente di trasmissione termica. Se la temperatura dell'ambiente esterno è diversa da quella della stanza pulita, la temperatura della superficie interna del vetro non deve discostarsi in misura significativa dalla temperatura ambientale. A causa della differenza di temperatura, si generano correnti di convezione naturale sulla superficie del vetro: l’aria calda sale e quella fredda scende. Queste correnti di galleggiamento contrastano il flusso laminare generato dall’FFU e provocano variazioni di pressione nell’aria che perturbano la cascata di pressione prevista. I vetri doppi sono costituiti da due lastre di vetro (solitamente con uno spessore di 6–16 mm di gas argon o krypton tra le lastre). Questo edificio sarà dotato di isolamento termico, in modo da mantenere la temperatura della superficie interna del vetro prossima a quella ambiente. La trasmittanza termica (valore U) dei vetri doppi trasparenti per stanze pulite di Huaao è pari a 1,5 W/m²K, rispetto ai 5,7 W/m²K dei vetri singoli. Il doppio vetro contribuisce ad eliminare le differenze di temperatura, riducendo al minimo qualsiasi separazione di flusso dovuta alla galleggiabilità e favorendo così zone di pressione stabili e uniformi, con variazioni minime intorno all’FFU.

2. Controllo della condensazione per prevenire cali di pressione legati all’umidità

L’acqua sui vetri va oltre il semplice difetto estetico! L’umidità può condensare su un vetro di una camera pulita, formando un sottile film d’acqua che può costituire una fonte di crescita microbica. Per i sistemi FFU, l’implicazione più importante della condensazione è che la superficie del vetro risulta più fredda del punto di rugiada dell’aria ambiente. Questa differenza di temperatura genera flussi indotti dalla spinta ascensionale descritti in precedenza e può causare problemi di umidità nei giunti o nelle guarnizioni delle pareti, compromettendo alla fine l’integrità della pressione.

I finestri a doppio vetro di Huaao sono progettati per essere privi di condensa anche in condizioni climatiche estreme. Il punto di rugiada è pari a circa 11 °C quando la temperatura dell’aria è impostata a 22 °C e l’umidità relativa è del 50% RH in una normale stanza pulita ospedaliera. I nostri finestri a doppio vetro con vetro basso emissivo (low-E) e riempimento con gas argon mantengono la temperatura della superficie interna del vetro superiore a 18 °C, nelle medesime condizioni di temperatura esterna. Per questo motivo non è possibile che si formi condensa. Altre soluzioni ad alte prestazioni per le stanze pulite farmaceutiche prevedono l’impiego di vetrate a triplo vetro e distanziatori a bordo termico, che possono ulteriormente ridurre l’umidità (30-40% RH). Sigilli stabili/zone di pressione controllata, finestre asciutte.

3. Rigidezza strutturale che mantiene la compressione del sigillo sotto carico

Vengono applicate differenze di pressione sulla superficie dell'involucro della stanza pulita (una superficie che include le finestre). Circa 5 kg per m² di superficie vetrata corrispondono all'applicazione di una pressione positiva di 50 Pa (valore tipico per le stanze pulite farmaceutiche di classe ISO 5). Una finestra subisce una forza totale di 9 kg ed è alta 1,5 m e larga 1,2 m (1,8 m²), il che può causare deformazioni nelle lastre vetrate e conseguentemente una perdita di compressione sui sigilli perimetrali e la formazione di percorsi di perdita.

I doppi vetri sono estremamente rigidi rispetto ai vetri singoli e presentano un’elevata resistenza alla flessione, poiché i due pannelli di vetro sono fissati a un telaio distanziatore. Le finestre per stanze pulite Huaao con doppio vetro sono realizzate con vetro temprato da 4 mm a 6 mm su entrambe le superfici e con telai in alluminio a parete spessa. Quando la differenza di pressione raggiunge i 250 Pa, la compressione del sigillo è uniforme e la deformazione del telaio è inferiore a 1 mm (circa 1 mm). Questa stabilità strutturale consente ai settori di pressione di mantenere la propria stabilità non solo al momento della prima certificazione, ma anche nel corso degli anni di funzionamento.

4. L’isolamento acustico riduce la trasmissione del rumore proveniente dalle FFU

L’isolamento acustico riduce il rumore trasmesso dalle FFU all’interno della stanza pulita. Il livello di rumore del sistema FFU varia tra 55 e 65 dBA, a seconda della velocità della ventola e del carico dei filtri. Questo rumore può interferire con la salute dei pazienti, la concentrazione dei chirurghi e la comunicazione nelle stanze pulite ospedaliere. Le finestre con vetro singolo non bloccano efficacemente il rumore né consentono di raggiungere il livello di rumore target delle FFU; pertanto, il personale è costretto ad alzare la propria voce per raggiungere tale livello e non riesce a sentire in modo efficace i suoni di allarme attraverso finestre con vetro singolo.

Il livello di isolamento acustico è discreto nei serramenti con vetrocamera. L'effetto isolante deriva dallo spessore dell'intercapedine d'aria tra i vetri. I serramenti con vetrocamera di Huaao possono ottenere un indice di attenuazione acustica (STC) compreso tra 35 e 40, mentre i serramenti con vetro singolo presentano un indice STC compreso tra 25 e 28. Ciò corrisponde a una riduzione di 10-15 dB, equivalente a una riduzione del 50% della percezione della rumorosità. Questo vantaggio acustico risulta particolarmente utile nelle camere bianche ospedaliere, dove il paziente può essere sveglio e il personale deve udire gli allarmi delle apparecchiature, senza dover modificare le impostazioni delle unità di filtrazione ad aria (FFU) o i parametri di pressione.

Sintesi

Quattro meccanismi con finestre per ambienti controllati a doppio vetro garantiscono zone di pressione stabili per gli FFU: l'isolamento termico previene le variazioni di pressione dovute alla spinta ascensionale, il controllo della condensa impedisce il degrado dell’otturazione causato dall’umidità, la rigidità strutturale assicura la compressione dell’otturazione sotto carichi differenziali e l’isolamento acustico riduce la trasmissione del rumore degli FFU senza influenzarne i parametri. La finestra a doppio vetro è prodotta da Huaao Clean Technology Group, impresa nazionale ad alta tecnologia che dispone di 6 stabilimenti per un totale di 250.000 m², 800 dipendenti e un fatturato annuo pari a 1 miliardo di RMB. Per ulteriori informazioni sul progetto relativo alle finestre a doppio vetro per ambienti controllati con FFU, contattare oggi stesso Huaao.