Встраиваемые и рамные окна для чистых помещений в системах FFU: что лучше?

Все компоненты ограждающей конструкции должны обеспечивать стабильность ламинарного воздушного потока, поддерживать заданное давление и контроль загрязнений в чистых помещениях с блоками фильтрации и вентиляции (FFU). Окна не являются исключением. Существует разница между встроенными (заподлицо) и рамными окнами для чистых помещений, которая может существенно повлиять на эффективность системы FFU. Стандартным решением традиционно считаются рамные окна, имеющие выраженные выступающие кромки, рамы и отливы. Передовое решение: встроенные (заподлицо) окна, при которых поверхность стекла находится на одном уровне с поверхностью панели. Какой из следующих вариантов является предпочтительным для системы FFU? Ниже приведён сравнительный анализ по четырём критериям.

1. Влияние на стабильность ламинарного воздушного потока

Оконные проёмы с рамой являются препятствием. Глубина рамы в стене обычно составляет 10–25 мм. При подаче воздуха от FFU вниз со скоростью 0,3–0,5 м/с это выступающее препятствие вызывает отрыв потока воздуха. Вихревая зона за препятствием имеет турбулентный характер и превышает размеры самого препятствия в 10–20 раз. Такие турбулентные зоны в помещении с несколькими окнами с рамой могут охватывать 30 % и более площади стены, создавая условия, неблагоприятные для контроля загрязнений.

Для окон, устанавливаемых заподлицо, эта проблема не возникает. Поверхность стекла чистой комнаты находится на одном уровне с поверхностью панели. Отсутствуют выступы, ступени и выступающие рамы. Воздух, проходящий через такое окно, движется плавно и непрерывно, как будто окно представляет собой сплошную преграду. Изменение скорости воздушного потока на границе стены, измеренное методом численного моделирования (CFD), для окон, устанавливаемых заподлицо, составляет менее 5 %, тогда как для окон с рамой — 20–30 %. В системах однонаправленного (унит) ламинарного потока окна, устанавливаемые заподлицо, однозначно предпочтительнее. Победитель: окна, устанавливаемые заподлицо

2. Герметичность при давлении и долговечность уплотнения

Уплотнение сжатия между рамой и панелью, а также уплотнение сжатия между рамой и стеклом являются ключевыми компонентами окон с рамой. Они содержат несколько интерфейсов, что означает наличие нескольких потенциальных путей утечки. Со временем сжатие уплотнения ослабляется, а циклы перепада давления вызывают изгиб рамы, в результате чего образуются мелкие зазоры. Хотя ФОУ (FFU) пропускают 1–2 м3/ч на окно, их необходимо эксплуатировать с большей производительностью и на более высоких скоростях, что приводит к увеличению энергопотребления.

Конструкция полностью отличается, и уплотнение используется с окнами заподлицо. Стекло непосредственно крепится к металлической раме и герметизируется по периметру панели; либо окно является частью системы, выполненной в едином стиле с профилями заподлицо и уплотнённой по краям резиновыми уплотнителями. Конструкция заподлицо обеспечивает равномерное и простое сжатие уплотнения, поскольку вся поверхность находится в одной плоскости. Окна заподлицо компании Huaao прошли испытания на воздухопроницаемость и показали более низкие значения по сравнению с традиционными окнами в рамах (1,5–3,0 м³/ч при давлении 50 Па). В системах FFU, где давление в воздушном пространстве должно поддерживаться круглосуточно, окна заподлицо обеспечивают повышенную долгосрочную герметичность.

Победитель: окна заподлицо

3. Очистка и удержание частиц

У окон с рамой имеются щели, образованные пространством между оконной рамой и панелью, пространством между оконной рамой и стеклом, а также поверхностью самой оконной рамы. В этих щелях скапливается пыль, и их трудно очистить. В углах накапливаются спиртовые салфетки и дезинфицирующие средства. При эксплуатации может образовываться остаточный слой, а в скрытых местах — микроорганизмы.

У бесшовных окон щелей нет. Переход от панели к стеклу представляет собой гладкую плоскую поверхность. Бесшовные окна Huaao выполнены из алюминиевой рамы с порошковым покрытием (RA < 0,8 мкм) и беспрерывного силиконового уплотнительного контура без зазоров. Персонал по уборке может очистить всю поверхность одним движением. Такие окна устанавливаются в фармацевтических чистых помещениях или операционных больниц, где критически важен контроль биопоражения, чтобы исключить загрязнение. Контроль биопоражения является важнейшей задачей: в таких случаях возможность открывания окон значительно снижает риск биопоражения в фармацевтических чистых помещениях или операционных больниц.

Победитель: окна заподлицо

4. Стоимость и гибкость монтажа

Как правило, стоимость окон с рамой ниже по сравнению с другими типами окон. Они выпускаются стандартных размеров, что позволяет устанавливать их в стандартные проёмы с использованием простых крепёжных элементов. Допуски при монтаже достаточно велики. Окна с рамой могут применяться в проектах с ограниченным бюджетом или в чистых помещениях с более низким классом чистоты (ISO класс 7/8). Для бесшовных окон требуется высокая точность изготовления. Окно должно быть вырезано строго по заданным размерам, а проём в панели должен быть строго квадратным. При монтаже необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы обеспечить ровную (заподлицо) поверхность. Как правило, стоимость таких окон на 20–40 % выше, чем у окон с рамой.

Для систем FFU, которым необходимо соответствовать классу чистоты ISO 5 или более высокому, затраты на установку заподлицо расположенных окон окупаются за счет повышения эффективности системы FFU, снижения энергопотребления и уменьшения потерь, вызванных загрязнением. В случае критически важных применений разница в производительности оправдывает дополнительные расходы. Проигравшие: Окна для чистых помещений, стоимость или неэффективность которых слишком высока для чистых помещений низкого класса с ограниченным бюджетом; Любые окна, кроме заподлицо расположенных, в высокопроизводительных чистых помещениях с системами FFU

РЕЗЮМЕ

Встраиваемое окно в чистой зоне класса ISO 5 и выше обеспечивает более стабильный ламинарный поток по сравнению с традиционным окном, обладает более высокой герметичностью при перепадах давления и проще в обслуживании. Если единственным критерием является более низкий класс чистой зоны, решающим фактором может стать стоимость, и тогда можно рассмотреть окна в рамах. Huaao Clean Technology Group — национальное высокотехнологичное предприятие, располагающее шестью заводами, общей производственной площадью 250 000 м², штатом из 800 сотрудников и годовым оборотом в 1 млрд юаней; компания выпускает окна для чистых помещений различных типов, двери для чистых помещений, а также комплексные системы «под ключ» для чистых помещений. Свяжитесь с Huaao, чтобы определить, какой тип окна идеально подойдёт для вашего проекта с использованием FFU.