프리패브 의료 클린룸 건설의 도전 과제 분석

1. 프리패브 클린룸 공학의 구성 요소

프리패브 클린룸 공학은 주로 세 부분으로 구성됩니다:

• 외함 구조 : 조립식 알루미늄 합금 프레임과 복합 패널로 구성된 기밀 밀폐 벽과 천장으로 형성된 공간이며, 전도성 바닥 마감재가 포함됩니다.

• 정화 시스템 : 공기 정화 처리 시스템으로서, 정화 공기 공급 장치, 정화 공기 처리 장치, 공기 공급 및 배기 덕트, 그리고 공기 조절 시스템을 포함한다.

• 보조 시설 : 클린룸 종류에 따라 달라지며 주로 다음과 같은 장비가 포함됩니다:

  • 전동식 기밀 도어

  • 내장형 스테인리스 강철 계기 캐비닛

  • 내장형 필름 뷰어

  • 내장형 보온 냉각 캐비닛

  • 내장형 제어 패널

  • 의료용 가스 출구

  • 내장형 전원 공급 모듈

  • 관련 제어 시스템 및 지원 소프트웨어

클린 수술실의 기본 시설에는 다음도 포함됩니다:

• 천장형 붐

• 무그림자 램프

• 수술대

• 마취 가스 흡입 시스템

• 온도 조절 캐비닛

• 누설 전류 감지 보호 장치

• 호출 및 인터콤 시스템, 배경 음악과 같은 저전압 시스템

• 멀티미디어 시스템

2. 프리패브 클린룸 공학의 기술적 요구사항

프리패브 클린룸 공학의 구성 요소 및 시설은 청정 공간의 기본 기술 요구사항을 충족할 뿐만 아니라 다음 요구사항을 준수해야 한다:

• 외피 구조의 프레임 요구사항

• 외피 구조의 패널 요구사항

• 커넥터 및 어댑터에 대한 요구사항

• 밀폐 요소에 대한 요구사항

구성 요소 및 시설은 다음과 같아야 한다:

• 기능적 영역의 의료 공정 요구사항을 충족하고 의도된 기능을 달성함

• 클린룸 엔지니어링 관련 기술 표준 및 승인 기준을 준수함

• 사용자 요구에 따라 보조 장치 위치(예: 송풍구, 가스 패널, 전기 인터페이스, 캐비닛 등)를 유연하게 조정할 수 있음

• 외함 구조 및 보조 시설에 표준화되고 모듈식, 통합형, 통일된 설계를 적용하여 다양한 사양의 부품을 유연하게 적용할 수 있음

• 공장에서 제작되어 현장에서 조립되며, 특수 프레임을 지지대로 사용하여 복합 패널 및 관련 장비를 천장, 벽, 바닥 등에 조립하여 독립형, 조절 가능하며 분리 가능한 외함 구조를 형성함

프레임 사전 제작 및 제품화가 가능하며 유연한 조립이 가능해야 함. 프레임 변형은 국가 표준을 준수하여 충분한 강도와 강성을 확보해야 하며, 표면 처리는 관련 요구사항을 만족시켜야 함

외함 복합 패널 gB/T 29468, "클린룸 및 관련 제어 환경에서 샌드위치 패널의 적용을 위한 기술 가이드"의 요구사항을 충족해야 합니다. 기판은 금속 또는 수지 패널이어야 하며, 기재는 비연소성 소재(A급)로 제작되어야 합니다. 외벽 또는 천장에 사용할 경우 표면은 열다리 현상과 결로 현상을 방지해야 합니다. 방사선 차폐 및 전자기 차폐와 같은 특수 요구사항에 적응할 수 있어야 하며, 이에 따라 사전 성형된 밀폐 모듈이 제공되어야 합니다.

어댑터 및 커넥터 밀폐 구조물에 사용되는 자재는 충분한 신뢰성과 하중 지지 능력을 확보해야 합니다. 벽과 천장, 벽과 벽, 천장과 천장의 연결 부위는 합리적인 구조를 가져야 하며, 밀폐성을 확보하고 균열을 방지하기 위해 설계되어야 합니다. 청소, 점검 및 테스트를 위해 쉽게 분해 및 복원이 가능해야 하며, 모든 분리형 연결 부품은 분해 후 손으로 쉽게 연결 및 고정할 수 있어야 합니다.

접합부 일반적으로 내장 재료로 밀봉한다. 실란트는 GB/T 20285-2006 "재료 연기의 독성 분류"에서 규정한 ZA2 등급보다 낮지 않은 연기 독성 안전 등급을 가져야 하며, 자체 소화 기능이 있어 자체 소화 시간이 5초 이내여야 한다. 구조물의 틈과 배관 및 배선이 통과하는 인터페이스의 틈은 밀봉되어야 하며, 문과 문틀, 캐비닛, 제어 복합 패널 사이의 밀봉은 GB 50591 "클린룸 시공 및 검수 규격"에 적합해야 한다. 실란트의 허용오차는 ±0.3mm 이내, 수축률은 0.5% 이하이어야 하며, 탄성 회복 기능을 가져야 한다.

3. 프리패브 클린룸 건설의 과제

프리패브 클린 오퍼레이팅룸의 과제는 다음과 같다.

• 높은 초기 투자 : 고품질 알루미늄 프로파일, FFU(Fan Filter Unit), 밀폐 시스템은 비용이 많이 들며, 특히 대면적 프로젝트의 경우 비용 절감 효과가 뚜렷하지 않다.

• 공급업체 전문성에 대한 의존도 : 설계 및 시공에는 통합이 필요하므로 의료용 정화 경험을 갖춘 협력업체가 필요합니다. 그렇지 않으면 기밀성 부족 또는 공기 흐름 조직이 부적절한 등의 문제가 발생할 수 있습니다.

• 맞춤형 요구 사항 : 병원의 요구사항이 다양하여 전체 표준화가 어렵습니다. 협력업체는 유연한 조정이 가능해야 합니다.

• 운송 및 현장 설치의 어려움 : 대형 부품은 운송에 제약이 있습니다. 일부 모듈(예: 통합 플레넘 박스)은 분할 운송 후 현장에서 조립해야 하여 설치 복잡성이 증가합니다.

• 높은 현장 정밀도 요구사항 : 바닥의 평탄도, 벽의 수직도 등에 대한 엄격한 관리가 필수적입니다. 이를 소홀히 하면 기밀성 및 청정도가 저하될 수 있습니다.

• 유지 관리 필요 : 볼트와 실란트는 시간이 지나면서 노후화되므로 정기적인 유지보수가 필요합니다.

• 향후 업그레이드 : 향후 업그레이드 시 기존 구조가 더 높은 청정도 기준(예: Class 10,000에서 Class 100으로)을 지원할 수 있는지 평가해야 합니다.

• 변화하는 규정 : GB 50591은 일부 프리패브 요구사항을 다루고 있으나, 의료용 클린룸에 대한 전문적인 규격은 여전히 세부화가 필요하다.

4. 미래 발전 동향

프리패브 클린룸 엔지니어링의 미래 트렌드는 다음과 같다:

• 모듈식 설계를 최적화하기 위한 BIM(Building Information Modeling) 통합

• 로봇 보조 설치 기술 도입

• 항균 코팅 및 자가세척 패널과 같은 신소재 적용을 통해 수술실 환경 안전성 향상

• 다양한 규모의 병원 수요를 충족시키기 위한 보다 유연한 패널 연결 방식 개발

• 모듈성과 확장성의 점진적 강화