FFUシステムにおけるフラッシュ式とフレーム式クリーンルーム用窓：どちらが優れているか？

エンベロープのすべての構成要素は、ファンフィルタユニット（FFU）を備えたクリーンルームにおいて、層流空気流、圧力および汚染制御を維持できる必要があります。窓も例外ではありません。面取りなし（フラッシュマウント）型と枠付き型のクリーンルーム用窓には違いがあり、これがFFUシステムの性能に大きな影響を及ぼす可能性があります。従来の標準的な選択肢は枠付き窓であり、目立つ突出した縁、枠および sill（窓台）が特徴です。先進的選択肢はフラッシュマウント型窓で、ガラス面がパネル表面と同一平面になります。以下のうち、FFUシステムにとってより優れた選択肢はどれでしょうか？以下4つの基準について比較検討します。

1. 層流空気流の安定性への影響

枠付き窓は気流の障害物となります。壁面内での枠の突出深さは通常10～25mmです。FFUから供給される気流速度が下方へ0.3～0.5m/sの場合、この突出部により気流の剥離が生じます。その剥離流れ（ウェイク）は下流側で乱流となり、障害物の大きさの10～20倍のスケールを示します。複数の枠付き窓が設置されたクリーンルーム内では、こうした乱流領域が壁面積の30％以上に及ぶ場合があり、結果として微粒子などの汚染物質制御に悪影響を及ぼす可能性があります。

フラッシュマウント式の窓では、このような問題は発生しません。クリーンルーム用ガラスの表面はパネル表面と同一平面となっており、段差や出っ張りのある枠などは一切ありません。窓を通過する気流は、あたかも固体のバリアであるかのように滑らかかつ連続的に流れます。CFDによる壁面境界における気流速度変化の測定結果では、フラッシュマウント式窓では5％未満であるのに対し、枠付き窓では20～30％と大きく異なります。単方向（ユニディレクショナル）層流システムにおいては、明らかにフラッシュマウント式窓が優れています。勝者：フラッシュマウント式窓

2. 圧力密閉性およびシールの耐久性

フレーム付き窓において、フレームとパネルの間およびフレームとガラスの間の圧縮シールは、極めて重要な構成要素です。これらのシールには複数の界面が存在するため、複数の潜在的な漏れ経路が生じます。時間の経過とともにシールの圧縮が緩み、差圧によるサイクル荷重がフレームを屈曲させ、微小な隙間が生じます。FFU（ファンフィルターユニット）は窓1台あたり1～2 m³/hの漏れを発生させますが、より大きな容量およびより高い回転速度で運転する必要があるため、エネルギー消費量が増加します。

デザインはまったく異なり、フラッシュ（面一）窓にシールが使用されています。ガラスは金属フレームに直接取り付けられ、パネルに密閉されています。あるいは、窓はフラッシュ形状の連続的なプロファイルと一体となったシステムの一部であり、周辺部はガスケットでシールされています。フラッシュ設計により、平面が単一であるため、均一かつ容易なシール圧縮が可能になります。華奥（Huaao）社のフラッシュ窓は、従来の枠付き窓と比較して、より低い空気漏れ率（50Pa時で1.5～3.0m³／h）を実現し、試験済みです。FFUシステムにおいて、空気空間の圧力を24時間365日維持する必要がある場合、フラッシュ窓は長期的な気密性の向上を提供します。

受賞者：フラッシュ窓

3. 清掃性および粒子保持性

枠付き窓には、窓枠とパネルの間、窓枠と窓ガラスの間、および窓枠の表面に隙間（クリービス）が存在します。これらの隙間にはホコリがたまりやすく、清掃が困難です。隅にはアルコールワイプや消毒剤がたまりやすく、使用に伴って残留物が蓄積し、隠れた場所で微生物が繁殖する可能性があります。

フラッシュ窓には隙間がありません。パネルからガラスへの移行部は滑らかな平面となっており、華奥（Huaao）のフラッシュ窓は表面粗さ（Ra）0.8 μm未満の粉体塗装アルミニウム枠と、隙間のない連続シリコーンガスケットを採用しています。清掃作業者は、一方向のストロークで全体を清掃できます。バイオロード管理が極めて重要な製薬用クリーンルームや病院の手術室では、このような窓を開けることで、汚染を排除できます。バイオロード管理は重要な課題であり、本製品の窓を開放することで、製薬用クリーンルームや病院の手術室内におけるバイオロード汚染リスクを大幅に低減できます。

受賞者：フラッシュ窓

4. コストおよび設置の柔軟性

一般的に、枠付きウィンドウのコストは他のウィンドウと比較して低くなっています。標準サイズのため、標準的な開口部に簡単な固定具で取り付けることができます。設置時の許容誤差は比較的広いです。枠付きウィンドウは、予算重視のプロジェクトや清浄度がやや低いクリーンルーム（ISOクラス7／8）に使用できます。フラッシュウィンドウには高精度な製造が求められます。ウィンドウは適切な寸法に切断され、パネルの開口部は正方形である必要があります。設置時には、フラッシュ形状を実現するよう十分な注意が必要です。一般的に、これらのコストは枠付きタイプと比較して20～40％高くなります。

ISOクラス5またはそれより清浄度の高い環境を満たす必要があるFFUシステムにおいて、フラッシュウィンドウのコストは、FFUシステムの効率向上、エネルギー消費の削減、および汚染によるロスの低減によって回収されます。特にクリティカルな用途では、その性能差は価格に見合う価値があります。不採用となるもの：予算が厳しく、清浄度レベルが低いクリーンルームには高価すぎたり非効率すぎたりするクリーンルーム用ウィンドウ；高性能FFUクリーンルームでは、フラッシュウィンドウ以外のすべてのウィンドウ

要約

ISO 5クラスおよびそれより清浄度の高い環境において、フラッシュ型ウィンドウは従来型ウィンドウに比べて層流内での安定性が高く、気密性も優れ、清掃も容易です。清浄度クラスが比較的低いクリーンルームのみを要件とする場合、コストが決定的な要因となり得るため、フレーム付きウィンドウの採用も検討できます。華奥クリーンテクノロジーグループは、国家認定のハイテク企業であり、6つの工場を有し、総生産面積は25万平方メートル、従業員数800名、年間売上高は10億元（人民元）です。同社では、さまざまなスタイルのクリーンルーム用ウィンドウおよびドア、ならびにあらゆるタイプのクリーンルーム向けワンストップシステムを製造しています。FFUプロジェクトに最適なウィンドウタイプを特定するために、ぜひ華奥クリーンテクノロジーグループへお問い合わせください。