Dubbel glas schone-kamer ramen voor stabiele FFU-luchtdrukzones

Stabiele luchtdrukzones in FFU- (Fan Filter Unit-) schone ruimten zijn naast de controle van zwevende deeltjes van cruciaal belang. Positieve (of negatieve) druk voorkomt dat andere ruimten in aangrenzende gebieden worden besmet. De positieve druk in de operatiekamer ten opzichte van de gang moet worden gehandhaafd in een ziekenhuis. Een farmaceutische vullijn moet een hogere druk hebben dan de andere drukondersteunende gebieden rondom. Pathogenen moeten worden ingesloten binnen een BSL-2-lab. Deze schone ruimten zijn voorzien van dubbel glas, wat een belangrijke rol speelt bij het handhaven van deze drukzones. Ze verbeteren de prestaties van het FFU-systeem op de volgende manieren:

1. Thermische isolatie voorkomt door drijfkracht veroorzaakte drukschommelingen

Enkelvoudige ramen hebben een goede warmteoverdrachtscoëfficiënt. Als de temperatuur in de omgeving verschilt van de temperatuur in de cleanroom, mag de temperatuur van het binnenoppervlak van het glas niet veel hoger of lager zijn dan de omgevingstemperatuur. Door het temperatuurverschil ontstaan natuurlijke convectiestromingen op het glasoppervlak: warme lucht stijgt en koude lucht daalt. Deze opwaartse krachten (‘buoyancy currents’) werken tegen de laminaire stroming die door de FFU wordt gegenereerd en veroorzaken drukvariaties in de lucht die de gewenste drukcascade verstoren. Dubbelglasramen bestaan uit twee glasplaten (meestal met een spouw van 6–16 mm argon- of krypton-gas tussen de platen). Dit gebouw zal thermische isolatie bevatten en de temperatuur van het binnenste glasoppervlak dicht bij de kamertemperatuur handhaven. De thermische transmissie (U-waarde) van de dubbelglazen ramen voor de cleanroom van Huaao bedraagt 1,5 W/m²K, vergeleken met 5,7 W/m²K bij enkelglas. Dubbelglas helpt temperatuurverschillen te elimineren, waardoor eventuele stromingsafwijkingen ten gevolge van opwaartse krachten tot een minimum worden beperkt en stabiele, uniforme drukzones met weinig variatie rond de FFU worden gewaarborgd.

2. Condensatiebeheersing voorkomt drukverlagingen door vocht

Vocht op ramen is meer dan alleen een oogverdrukking! Vocht kan condenseren op een cleanroomraam en vormt dan een dunne waterlaag die een bron kan zijn voor microbiele groei. Bij FFU-systemen is de belangrijkste gevolg van condensatie dat het raamoppervlak koeler is dan het dauwpunt van de lucht in de ruimte. Een dergelijk temperatuurverschil veroorzaakt dezelfde door opwaartse kracht geïnduceerde stromingen als hierboven vermeld, en kan leiden tot vochtproblemen in wandvoegen of afdichtingen, wat uiteindelijk de drukintegriteit zal beïnvloeden.

De dubbele beglazing van Huaao is ontworpen om condensvrij te zijn, zelfs bij extreme weersomstandigheden. Het dauwpunt ligt rond de 11 °C wanneer de luchttemperatuur is ingesteld op 22 °C en de relatieve vochtigheid 50 % RH bedraagt in een normale ziekenhuis-cleanroom. Onze dubbele beglazingsramen met lage emissiviteit (low-E) en argongas houden de temperatuur van het binnenzijde van het raam boven de 18 °C onder identieke buitentemperatuurvoorwaarden. Daarom kan er geen condensatie optreden. Andere hoogwaardige oplossingen voor farmaceutische cleanrooms zijn driedubbele beglazing en warme randafstandhouders, die kunnen worden gebruikt om de vochtigheid verder te verlagen (30–40 % RH). Stabiele afdichtingen/drukzones, droge ramen.

3. Structurele stijfheid behoudt de afdichtingscompressie onder belasting

Er worden drukverschillen op het oppervlak van de cleanroomomhulling (een oppervlak dat ook ramen omvat) uitgeoefend. Bij een positieve druk van 50 Pa (typisch voor farmaceutische cleanrooms van ISO-klasse 5) wordt ongeveer 5 kg per m² raamoppervlak uitgeoefend. Een raam met een totale kracht van 9 kg en afmetingen van 1,5 m hoog en 1,2 m breed (1,8 m²) kan buigen, wat leidt tot verlies van compressie op de randafdichtingen en lekpaden.

Dubbel glasunits zijn uiterst stijf in vergelijking met enkel glas en hebben een hoge buigweerstand, omdat de twee glasplaten aan een afstandhouderframe zijn bevestigd. De cleanroomramen van Huaao met dubbel glas zijn vervaardigd uit gehard glas van 4 mm tot 6 mm dikte aan beide zijden en zware aluminium kozijnen. Bij een drukverschil tot 250 Pa is de compressie van de afdichting gelijkmatig en bedraagt de kozijnvervorming minder dan 1 mm. Deze structurele stabiliteit zorgt ervoor dat de drukzones niet alleen bij de eerste certificering, maar ook gedurende jaren van gebruik stabiel blijven.

4. Geluidsisolatie vermindert geluidsoverdracht van FFU's

Geluidsisolatie vermindert het geluid dat door FFU's in de cleanroom wordt overgebracht. Het geluidsniveau van het FFU-systeem ligt tussen 55 en 65 dBA, afhankelijk van de ventilatorsnelheid en de belasting van de filters. Dit geluid kan de gezondheid van patiënten, de concentratie van chirurgen en de communicatie in ziekenhuis-cleanrooms verstoren. Enkel glasramen blokkeren geluid niet effectief of niet voldoende om het gewenste FFU-geluidsniveau te bereiken, waardoor personeel zijn of haar stemsterkte moet verhogen om zich te laten verstaan en alarmgeluiden niet effectief kan horen door enkel glasramen.

Het niveau van geluidsisolatie is redelijk bij dubbel glasramen. Het isolatie-effect wordt veroorzaakt door de luchtlaag tussen de glasplaten. De dubbel glasramen van Huaao kunnen een geluidstransmissieklasse (STC) hebben van 35 tot 40, terwijl enkel glasramen een STC-waarde hebben van 25 tot 28. Dit betekent een vermindering van 10–15 dB, wat overeenkomt met een vermindering van de luidheid met 50%. Dit akoestische voordeel is bijzonder voordelig in ziekenhuisreinruimtes, waar de patiënt wakker kan zijn en het personeel apparatuuralarmen moet kunnen horen, zonder wijzigingen aan te brengen in de FFU-instellingen of de drukparameters.

Samenvatting

Vier mechanismen met dubbel glas geïnstalleerde cleanroomramen zorgen voor stabiele FFU-drukzones: thermische isolatie voorkomt drukveranderingen door opwaartse kracht, condensatiebeheersing voorkomt dat vocht de afdichting verstoort, structurele stijfheid zorgt voor compressie van de afdichting onder drukverschil en akoestische isolatie vermindert de overdracht van FFU-geluid zonder de FFU-parameters te beïnvloeden. Het dubbel glas geïnstalleerde raam wordt vervaardigd door het nationale high-techbedrijf Huaao Clean Technology Group, dat beschikt over 6 fabrieken met een totale oppervlakte van 250.000 m² en 800 medewerkers, en een jaarlijkse omzet heeft van 1 miljard RMB. Voor meer informatie over uw project met dubbel glas geïnstalleerde ramen en FFU-cleanrooms kunt u vandaag nog contact opnemen met Huaao.