Sarrera
Gela garbia kutsadura kontrolatzeko oinarria da. Gela garbirik gabe, kutsadurarekiko sentikorrak diren piezak ezin dira seriean ekoitzi. FED-STD-2 arauan, gela garbia airearen iragazketa, banaketa, optimizazioa, eraikuntza materialak eta ekipamendua dituen gela gisa definitzen da, non ohiko funtzionamendu prozedura espezifikoak erabiltzen diren aireko partikulen kontzentrazioa kontrolatzeko, partikulen garbitasun maila egokia lortzeko.
Gela garbian garbitasun-efektu ona lortzeko, ez da beharrezkoa aire girotuaren arazketa-neurri arrazoizkoak hartzea bakarrik, baizik eta prozesuak, eraikuntzak eta beste espezialitate batzuek neurri egokiak hartzea ere eskatu behar da: diseinu arrazoizkoa ez ezik, eraikuntza eta instalazio zaindua ere, zehaztapenen arabera, baita gela garbiaren erabilera zuzena eta mantentze-lan eta kudeaketa zientifikoa ere. Gela garbian eragin ona lortzeko, barneko eta atzerriko literatura asko azaldu dira ikuspegi desberdinetatik. Izan ere, zaila da espezialitate desberdinen arteko koordinazio ideala lortzea, eta diseinatzaileentzat zaila da eraikuntzaren eta instalazioaren kalitatea ulertzea, baita erabilera eta kudeaketa ere, batez ere azken hori. Gela garbien arazketa-neurriei dagokienez, diseinatzaile askok, edo baita eraikuntza-taldeek ere, askotan ez diete behar besteko arreta jartzen beharrezko baldintzei, eta horrek garbitasun-efektu ez-asegarria sortzen du. Artikulu honek gela garbien arazketa-neurrietan garbitasun-eskakizunak lortzeko beharrezko lau baldintzak laburki aztertzen ditu.
1. Aire-horniduraren garbitasuna
Airearen garbitasunak eskakizunak betetzen dituela ziurtatzeko, gakoa arazketa sistemaren azken iragazkiaren errendimendua eta instalazioa da.
Iragazkiaren hautaketa
Arazketa-sistemaren azken iragazkiak, oro har, HEPA iragazki bat edo azpi-HEPA iragazki bat erabiltzen du. Nire herrialdeko estandarren arabera, HEPA iragazkien eraginkortasuna lau mailatan banatzen da: A klasea % ≥ 99,9 da, B klasea % ≥ 99,9 da, C klasea % ≥ 99,999 da, D klasea (0,1 μm ≥ partikulentzat) % ≥ 99,999 da (ultra-HEPA iragazki gisa ere ezagutzen dira); azpi-HEPA iragazkiak (0,5 μm ≥ partikulentzat) % 95~99,9 dira. Zenbat eta eraginkortasun handiagoa izan, orduan eta garestiagoa da iragazkia. Beraz, iragazki bat aukeratzerakoan, ez dugu aire-horniduraren garbitasun-eskakizunak bakarrik bete behar, baita arrazoi ekonomikoa ere kontuan hartu behar dugu.
Garbitasun-eskakizunen ikuspegitik, printzipioa da errendimendu baxuko iragazkiak erabiltzea maila baxuko gela garbietarako eta errendimendu handiko iragazkiak maila altuko gela garbietarako. Oro har: eraginkortasun handiko eta ertaineko iragazkiak erabil daitezke milioi bat mailarako; sub-hepa edo A klaseko hepa iragazkiak erabil daitezke 10.000 klasetik beherako mailetarako; B klaseko iragazkiak erabil daitezke 10.000tik 100era bitarteko klaseetarako; eta C klaseko iragazkiak erabil daitezke 100etik 1era bitarteko mailetarako. Badirudi bi iragazki mota daudela aukeran garbitasun-maila bakoitzerako. Errendimendu handiko edo errendimendu baxuko iragazkiak aukeratzea egoera zehatzaren araberakoa da: ingurumen-kutsadura larria denean, edo barneko ihes-erlazioa handia denean, edo gela garbia bereziki garrantzitsua denean eta segurtasun-faktore handiagoa behar duenean, kasu hauetan edo horietako batean, maila altuko iragazki bat aukeratu behar da; bestela, errendimendu txikiagoko iragazki bat aukeratu daiteke. 0,1 μm-ko partikulen kontrola behar duten gela garbietarako, D klaseko iragazkiak aukeratu behar dira, kontrolatutako partikula-kontzentrazioa edozein dela ere. Goikoa iragazkiaren ikuspuntutik bakarrik da. Izan ere, iragazki ona aukeratzeko, gela garbiaren, iragazkiaren eta arazketa sistemaren ezaugarriak ere kontuan hartu behar dituzu.
Iragazki instalazioa
Aire-horniduraren garbitasuna bermatzeko, ez da nahikoa iragazki kualifikatuak izatea, baizik eta honako hauek ere ziurtatu behar dira: a. Iragazkia ez kaltetzea garraioan eta instalazioan; b. Instalazioa hermetikoa izatea. Lehenengo puntua lortzeko, eraikuntza- eta instalazio-langileak ondo prestatuta egon behar dira, arazketa-sistemak instalatzeko ezagutzarekin eta instalazio-trebetasunekin. Bestela, zaila izango da iragazkia ez kaltetzea ziurtatzea. Alde horretatik ikasgai sakonak daude. Bigarrenik, instalazioaren hermetikotasunaren arazoa batez ere instalazio-egituraren kalitatearen araberakoa da. Diseinu-eskuliburuak, oro har, gomendatzen du: iragazki bakar baterako, instalazio mota irekia erabiltzen da, isuria gertatu arren, ez dadin gelara isuriko; hepa aire-irteera amaitu bat erabiliz, hermetikoa ere errazagoa da bermatzea. Iragazki anitzeko airearentzat, azken urteotan gel-zigilua eta presio negatiboko zigilua erabili dira maiz.
Gel zigiluak likido-tangaren juntura estua dela eta marko orokorra plano horizontal berean dagoela ziurtatu behar du. Presio negatiboko zigilatzeak iragazkiaren eta presio estatikoaren kaxaren eta markoaren arteko junturaren kanpoko periferia presio negatiboko egoeran jartzea dakar. Instalazio irekian bezala, isuririk egon arren, ez da gelara isuriko. Izan ere, instalazio-markoa laua den bitartean eta iragazkiaren muturraren aurpegia instalazio-markoarekin kontaktu uniformean dagoen bitartean, erraza izan beharko litzateke iragazkiak instalazioaren estutasun-eskakizunak betetzea edozein instalazio motatan.
2. Aire-fluxuaren antolaketa
Gela garbi baten aire-fluxuaren antolaketa aire girotua duen gela orokor batena ez bezalakoa da. Aire garbiena lehenik lan-eremuan sartzea eskatzen du. Bere funtzioa prozesatutako objektuen kutsadura mugatzea eta murriztea da. Horretarako, printzipio hauek kontuan hartu behar dira aire-fluxuaren antolaketa diseinatzerakoan: korronte zurrunbilotsuak minimizatzea lan-eremutik kanpoko kutsadura lan-eremuan sartzea saihesteko; bigarren mailako hautsa hegan egitea saihestea hautsak pieza kutsatzeko aukera murrizteko; lan-eremuko aire-fluxua ahalik eta uniformeena izan behar da, eta haizearen abiadurak prozesuaren eta higiene-eskakizunak bete behar ditu. Aire-fluxua itzulerako aire-irteerara isurtzen denean, aireko hautsa eraginkortasunez kendu behar da. Aukeratu aire-hornidura eta itzulera modu desberdinak garbitasun-eskakizun desberdinen arabera.
Aire-fluxuaren erakunde ezberdinek beren ezaugarriak eta esparruak dituzte:
(1). Norabide bakarreko fluxu bertikala
Aire-fluxu uniforme beherakorra lortzea, prozesu-ekipoen antolaketa erraztea, auto-arazteko gaitasun handia eta arazketa pertsonaleko instalazioak bezalako instalazio arruntak sinplifikatzearen abantaila komunak izateaz gain, lau aire-hornikuntza metodoek ere badituzte beren abantailak eta desabantailak: estalitako HEPA iragazkiek erresistentzia txikia eta iragazkiak ordezkatzeko ziklo luzea dituzte, baina sabaiaren egitura konplexua da eta kostua handia; alboko estalitako HEPA iragazkiaren goiko banaketaren eta zulo osoko plaka goiko banaketaren abantailak eta desabantailak estalitako HEPA iragazkiaren goiko banaketaren aurkakoak dira. Horien artean, zulo osoko plaka goiko banaketak erraz metatzen du hautsa zulo-plakaren barneko gainazalean sistema etengabe funtzionatzen ez duenean, eta mantentze-lan eskasak eragin batzuk ditu garbitasunean; difusore trinkoaren goiko banaketak nahasketa-geruza bat behar du, beraz, 4 m-tik gorako gela garbi altuetarako bakarrik da egokia, eta bere ezaugarriak zulo osoko plaka goiko banaketaren antzekoak dira; bi aldeetan saretadun plaka eta kontrako hormen behealdean uniformeki antolatutako itzulera-airearen metodoa bi aldeetan 6 m baino gutxiagoko distantzia garbia duten gela garbietarako bakarrik da egokia; Alde bakarreko hormaren behealdean dauden itzulerako aire-irteerak hormen arteko distantzia txikia duten gela garbietarako bakarrik dira egokiak (adibidez, ≤<2~3m).
(2). Norabide bakarreko fluxu horizontala
Lehenengo lan-eremuak bakarrik lor dezake 100eko garbitasun-maila. Airea beste aldera isurtzen denean, hauts-kontzentrazioa pixkanaka handitzen da. Beraz, gela garbietarako bakarrik da egokia, prozesu bererako garbitasun-eskakizun desberdinak dituzten gela garbietarako. Aire-hornidurako horman HEPA iragazkien banaketa lokalak HEPA iragazkien erabilera murriztu eta hasierako inbertsioa aurreztu dezake, baina zurrunbiloak daude tokian tokiko eremuetan.
(3). Aire-fluxu turbulentoa
Zulo-plaken goiko banaketaren eta difusore trinkoen goiko banaketaren ezaugarriak goian aipatutako berdinak dira: alboko banaketaren abantailak hodiak erraz antolatzea, tarteko geruza teknikorik ez izatea, kostu txikia izatea eta fabrika zaharrak berritzeko egokia izatea dira. Desabantailak hauek dira: lan-eremuko haizearen abiadura handia dela eta haizearen beheko aldean hauts-kontzentrazioa haizearen goranzko aldean baino handiagoa dela; hepa iragazkiaren irteeren goiko banaketak sistema sinplearen, hepa iragazkiaren atzean hodirik ez egotea eta aire-fluxu garbia zuzenean lan-eremuan eramatea du abantaila, baina aire-fluxu garbia poliki barreiatzen da eta lan-eremuko aire-fluxua uniformeagoa da; hala ere, aire-irteera anitz uniformeki antolatuta daudenean edo difusoreekin hepa iragazkiaren aire-irteerak erabiltzen direnean, lan-eremuko aire-fluxua ere uniformeagoa izan daiteke; baina sistema etengabe funtzionatzen ez duenean, difusorea hautsa metatzeko joera du.
Goiko eztabaida guztia egoera idealean dago eta dagokion zehaztapen, estandar edo diseinu eskuliburu nazionalek gomendatzen dute. Benetako proiektuetan, aire-fluxuaren antolaketa ez dago ondo diseinatuta diseinatzailearen baldintza objektiboengatik edo arrazoi subjektiboengatik. Ohikoenak hauek dira: fluxu bertikal unidirekzionalak itzulera-airea hartzen du ondoko bi hormen beheko aldetik, 100. klase lokalak goiko irteera eta goiko itzulera hartzen ditu (hau da, ez da gortina zintzilikaririk gehitzen tokiko aire-irteeraren azpian), eta gela garbi turbulentoek hepa iragazkiaren aire-irteera goiko irteera eta goiko itzulera edo alde bakarreko beheko itzulera hartzen dituzte (hormen arteko tarte handiagoa), etab. Aire-fluxuaren antolaketa-metodo hauek neurtu dira eta haien garbitasunaren zatirik handiena ez da diseinu-eskakizunak betetzen. Hutsik edo onarpen estatikorako egungo zehaztapenen ondorioz, gela garbi horietako batzuek ia ez dute diseinu-garbitasun maila lortzen hutsik edo egoera estatikoetan, baina kutsaduraren aurkako interferentzia-gaitasuna oso baxua da, eta gela garbia funtzionamendu-egoerara sartzen denean, ez ditu baldintzak betetzen.
Aire-fluxuaren antolaketa zuzena gortinak tokiko lan-eremuaren altueraraino zintzilik jarriz ezarri behar da, eta 100.000 klasekoek ez lukete goiko irteera eta goiko itzulera erabili behar. Gainera, gaur egun fabrika gehienek difusoreekin eraginkortasun handiko aire-irteerak ekoizten dituzte, eta haien difusoreak zulo-plaka apaingarriak baino ez dira eta ez dute aire-fluxua difusatzeko eginkizunik betetzen. Diseinatzaileek eta erabiltzaileek arreta berezia jarri beharko liokete horri.
3. Aire-horniduraren bolumena edo airearen abiadura
Barruko aire kutsatua diluitu eta kentzeko nahikoa aireztapen-bolumen behar da. Garbitasun-eskakizun desberdinen arabera, gela garbiaren altuera garbia handia denean, aireztapen-maiztasuna behar bezala handitu behar da. Horien artean, milioi bat mailako gela garbiaren aireztapen-bolumena eraginkortasun handiko arazketa-sistemaren arabera hartzen da kontuan, eta gainerakoa eraginkortasun handiko arazketa-sistemaren arabera; 100.000 klaseko gela garbiaren HEPA iragazkiak makina-gelan kontzentratzen direnean edo azpi-HEPA iragazkiak sistemaren amaieran erabiltzen direnean, aireztapen-maiztasuna behar bezala % 10-20 handitu daiteke.
Goian aipatutako aireztapen-bolumenaren gomendatutako balioetarako, egileak uste du: norabide bakarreko fluxuko gela garbiaren gela-sekzioan zehar doan haizearen abiadura baxua da, eta gela garbi turbulentoak segurtasun-faktore nahikoa duen gomendatutako balioa du. Norabide bakarreko fluxu bertikala ≥ 0,25 m/s, norabide bakarreko fluxu horizontala ≥ 0,35 m/s. Garbitasun-eskakizunak baldintza hutsetan edo estatikoetan probatzean bete daitezkeen arren, kutsaduraren aurkako gaitasuna eskasa da. Gela funtzionamendu-egoeran sartzen denean, baliteke garbitasunak ez betetzea eskakizunak. Adibide mota hau ez da kasu isolatu bat. Aldi berean, nire herrialdeko aireztagailu-seriean ez dago arazketa-sistemetarako egokiak diren haizagailurik. Oro har, diseinatzaileek askotan ez dute sistemaren aire-erresistentziaren kalkulu zehatzak egiten, edo ez dute ohartzen hautatutako haizagailua kurba karakteristikoan funtzionamendu-puntu egokiago batean dagoen ala ez, eta ondorioz, aire-bolumena edo haizearen abiadura ez dira diseinu-baliora iristen sistema martxan jarri eta gutxira. AEBetako arau federalak (FS209A~B) xedatzen du gela garbi unidirekzional baten aire-fluxuaren abiadura normalean 90 oin/min (0,45 m/s) mantentzen dela gela garbiaren zeharkako sekzioan zehar, eta abiaduraren ez-uniformetasuna ± % 20koa dela gela osoan interferentziarik ez dagoenean. Aire-fluxuaren abiaduraren edozein jaitsiera nabarmenak auto-garbiketa denboraren eta lan-postuen arteko kutsaduraren aukera handituko du (1987ko urrian FS209C argitaratu ondoren, ez zen araudirik egin hauts-kontzentrazioaz gain beste parametro-adierazle guztientzat).
Hori dela eta, egileak uste du egokia dela norabide bakarreko fluxu-abiaduraren egungo etxeko diseinu-balioa behar bezala handitzea. Gure unitateak hori egin du benetako proiektuetan, eta efektua nahiko ona da. Turbulentzia handiko gela garbiek gomendatutako balioa dute segurtasun-faktore nahiko nahikoa duena, baina diseinatzaile askok oraindik ez dute ziurtasunik. Diseinu zehatzak egiterakoan, 100.000 klaseko gela garbiaren aireztapen-bolumena 20-25 aldiz/h-ra handitzen dute, 10.000 klaseko gela garbiarena 30-40 aldiz/h-ra eta 1000 klaseko gela garbiarena 60-70 aldiz/h-ra. Horrek ez du ekipamenduaren edukiera eta hasierako inbertsioa handitzen bakarrik, baita etorkizuneko mantentze- eta kudeaketa-kostuak ere. Izan ere, ez dago horretarako beharrik. Nire herrialdeko airea garbitzeko neurri teknikoak biltzerakoan, Txinako 100 klaseko gela garbi baino gehiago ikertu eta neurtu ziren. Gela garbi asko probatu ziren baldintza dinamikoetan. Emaitzek erakutsi zuten 100.000 klaseko gela garbien aireztapen-bolumenek ≥10 aldiz/h, 10.000 klaseko gela garbiek ≥20 aldiz/h eta 1000 klaseko gela garbiek ≥50 aldiz/h aireztapen-bolumenak baldintzak betetzen dituztela. AEBetako Arau Federalak (FS2O9A~B) honako hau ezartzen du: norabide bakarrekoak ez diren gela garbiak (100.000 klasea, 10.000 klasea), gelaren altuera 8~12ft (2,44~3,66m) dutenean, normalean gela osoa gutxienez 3 minuturo behin aireztatuta dagoela uste da (hau da, 20 aldiz/h). Hori dela eta, diseinu-zehaztapenak soberakin-koefiziente handi bat kontuan hartu du, eta diseinatzaileak segurtasunez aukeratu dezake aireztapen-bolumenaren gomendatutako balioaren arabera.
4. Presio estatiko diferentzia
Gela garbian presio positibo jakin bat mantentzea funtsezko baldintzetako bat da gela garbia kutsatuta ez egotea edo gutxiago kutsatuta egotea bermatzeko, diseinatutako garbitasun maila mantentzeko. Presio negatiboko gela garbietan ere, ondoko gelak edo suiteak izan behar dituzte bere maila baino txikiagoa ez den garbitasun mailarekin, presio positibo jakin bat mantentzeko, presio negatiboko gela garbiaren garbitasuna mantendu ahal izateko.
Gela garbiaren presio positiboaren balioak barneko presio estatikoa kanpoko presio estatikoa baino handiagoa denean duen balioa adierazten du, ate eta leiho guztiak itxita daudenean. Metodo honen bidez lortzen da arazketa-sistemaren aire-hornikuntzaren bolumena itzulerako airearen bolumena eta ihes-airearen bolumena baino handiagoa izatea. Gela garbiaren presio positiboaren balioa bermatzeko, hornidura-, itzulerako eta ihes-haizagailuak elkarri lotuta egotea komeni da. Sistema pizten denean, lehenik hornidura-haizagailua martxan jartzen da, eta gero itzulerako eta ihes-haizagailuak; sistema itzaltzen denean, lehenik ihes-haizagailua itzaltzen da, eta gero itzulerako eta hornidura-haizagailuak itzaltzen dira, gela garbia kutsatzea saihesteko sistema pizten eta itzaltzen denean.
Gela garbiaren presio positiboa mantentzeko behar den aire-bolumena mantentze-egituraren hermetikotasunak zehazten du batez ere. Nire herrialdean gela garbiak eraikitzen hasi zirenean, itxitura-egituraren hermetikotasun eskasa zela eta, 2 eta 6 aldiz/h-ko aire-hornidura behar zen ≥5Pa-ko presio positiboa mantentzeko; gaur egun, mantentze-egituraren hermetikotasuna asko hobetu da, eta 1 edo 2 aldiz/h-ko aire-hornidura baino ez da behar presio positibo bera mantentzeko; eta 2 edo 3 aldiz/h-ko aire-hornidura baino ez da behar ≥10Pa mantentzeko.
Nire herrialdeko diseinu-espezifikazioek [6] ezartzen dute maila desberdinetako gela garbien arteko presio estatikoaren aldea (~5 Pa) gutxienez 0,5 mm H2O (~5 Pa) izan behar dela, eta eremu garbiaren eta kanpoaldearen arteko presio estatikoaren aldea (~10 Pa) gutxienez 1,0 mm H2O (~10 Pa) izan behar dela. Egileak uste du balio hori baxuegia dela hiru arrazoirengatik:
(1) Presio positiboak gela garbi batek ate eta leihoen arteko tarteen bidez barneko airearen kutsadura kentzeko edo ateak eta leihoak denbora labur batez irekita daudenean gelan sartzen diren kutsatzaileak minimizatzeko duen gaitasuna adierazten du. Presio positiboaren tamainak kutsadura kentzeko gaitasunaren indarra adierazten du. Noski, zenbat eta handiagoa izan presio positiboa, orduan eta hobeto (horri geroago eztabaidatuko diogu).
(2) Presio positiboa lortzeko behar den aire-bolumena mugatua da. 5Pa-ko presio positiboa lortzeko eta 10Pa-ko presio positiboa lortzeko behar den aire-bolumena orduko 1eko aldea baino ez da. Zergatik ez egin? Jakina, hobe da presio positiboaren beheko muga 10Pa hartzea.
(3) AEBetako Arau Federalak (FS209A~B) ezartzen du sarrera eta irteera guztiak itxita daudenean, gela garbiaren eta ondoko garbitasun baxuko edozein eremuren arteko gutxieneko presio positiboaren aldea 0,05 hazbeteko ur-zutabea dela (12,5 Pa). Balio hau herrialde askok hartu dute. Baina gela garbiaren presio positiboaren balioa ez da zenbat eta handiagoa orduan eta hobeto. Gure unitatearen 30 urte baino gehiagoko ingeniaritza-proben arabera, presio positiboaren balioa ≥ 30Pa denean, zaila da atea irekitzea. Atea kontu handiz ixten baduzu, eztanda bat egingo du! Jendea beldurtuko du. Presio positiboaren balioa ≥ 50~70Pa denean, ate eta leihoen arteko hutsuneek txistu bat egingo dute, eta ahulak edo sintoma desegokiak dituztenak deseroso sentituko dira. Hala ere, herrialde askoren, bai etxekoen bai atzerrikoen zehaztapen edo arau garrantzitsuek ez dute zehazten presio positiboaren goiko muga. Ondorioz, unitate askok beheko mugaren eskakizunak baino ez dituzte betetzen, goiko muga zenbat den kontuan hartu gabe. Egileak aurkitutako gela garbian, presio positiboaren balioa 100 Pa edo gehiagokoa da, eta horrek ondorio oso txarrak ditu. Izan ere, presio positiboa doitzea ez da zaila. Erabat posible da tarte jakin baten barruan kontrolatzea. Ekialdeko Europako herrialde batek presio positiboaren balioa 1-3 mm H20 (10~30 Pa inguru) dela zehazten zuen dokumentu bat zegoen. Egileak uste du tarte hori egokiagoa dela.
Argitaratze data: 2025eko otsailaren 13a