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空氣潔凈技術(shù)第5章潔凈空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計5.1設(shè)計依據(jù)一、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范1.《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》(GB50073—2001)2.《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》(GMP-97)3.《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GMP—98)4.《潔凈室施工及驗收規(guī)范》(JGJ71—90)5.《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》6.《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》二、設(shè)計任務(wù)書三、建筑設(shè)計平剖面圖5.2空調(diào)負(fù)荷的計算一、室內(nèi)外參數(shù)的確定1、室內(nèi)參數(shù)表5-1潔凈車間應(yīng)控制的設(shè)計參數(shù)應(yīng)控制的參數(shù)
《1》
《2》
空氣潔凈度級別
要求
要求(含細(xì)菌濃度)換氣次數(shù)(非單向流)
要求
要求
工作區(qū)截面風(fēng)速(單向流)
要求
要求
靜壓差
保持靜壓差
保持正壓
溫濕度
要求
要求
噪聲
空態(tài)
動態(tài)
新風(fēng)量
要求
要求
5.2空調(diào)負(fù)荷的計算一、室內(nèi)外參數(shù)的確定1、室內(nèi)參數(shù)表5-2潔凈室的溫、濕度范圍《1》
房間性質(zhì) 溫度(℃) 濕度(%)
冬季夏季冬季 夏季
生產(chǎn)工藝有溫濕度要求的潔凈室 按生產(chǎn)要求確定 生產(chǎn)工藝無溫濕度20-2224-26 30-35 50-70要求的潔凈室 人員凈化及生活用室 16-2026-30
5.2空調(diào)負(fù)荷的計算一、室內(nèi)外參數(shù)的確定1、室內(nèi)參數(shù)《2》規(guī)定一、生產(chǎn)工藝對溫度和濕度無特殊要求時,以穿著潔凈工作服不產(chǎn)生不舒服感為宜??諝鉂崈舳?00級、10000級區(qū)域一般控制溫度為20~24℃,相對濕度為45~60%。100000級區(qū)域一般控制溫度為18~28℃,相對濕度為50~65%。二、生產(chǎn)工藝對溫度和濕度有特殊要求時,應(yīng)根據(jù)工藝要求確定。
5.2空調(diào)負(fù)荷的計算一、室內(nèi)外參數(shù)的確定2、室外參數(shù)室外氣象參數(shù)確定方法與一般空調(diào)系統(tǒng)相同。表5-3室外新風(fēng)含塵濃度地區(qū)分類 計數(shù)含塵濃度(pc/L) 工業(yè)城市內(nèi) 3X105
工業(yè)城市郊區(qū) 2X105
非工業(yè)區(qū)或農(nóng)村 1X105取含塵濃度:106pc/L
5.2空調(diào)負(fù)荷的計算二、空調(diào)負(fù)荷的計算
復(fù)習(xí)各基本概念:得熱量,冷負(fù)荷,除熱量,設(shè)備(再熱負(fù)荷)負(fù)荷,空調(diào)負(fù)荷的組成(室內(nèi)負(fù)荷、新風(fēng)負(fù)荷)。
5.2空調(diào)負(fù)荷的計算三、發(fā)塵量的計算
(pc/m3·min)(per/m2)式中
C––人的發(fā)塵量,
pc/(per·m3·min);
P
––人數(shù);
F
––潔凈室面積,m2;
q‘––當(dāng)量人員密度,per/m2;
β––房間的當(dāng)量人員密度,β=8
m2/per。5.3空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量的計算一、空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量1、為控制室內(nèi)空氣潔凈度所需要的送風(fēng)量——按均勻分布或不均勻分布理論計算(非單向流潔凈室)或按氣流速度計算的送風(fēng)量(單向流潔凈室);2、根據(jù)熱濕負(fù)荷計算和稀釋有害氣體所需的送風(fēng)量;3、按空氣平衡所需的送風(fēng)量;4、按換氣次數(shù)規(guī)定的送風(fēng)量(非單向流潔凈室)。5.3空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量的計算一、空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量研究方法:(簡化邊界條件)轉(zhuǎn)換求解改發(fā)分進(jìn)展析總結(jié)(現(xiàn)狀)(因素)(優(yōu)化)物理模型數(shù)學(xué)模型計算結(jié)果結(jié)果認(rèn)定結(jié)論5.3空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量的計算一、空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量1、均勻分布計算非單向流為了計算非單向流潔凈室內(nèi)的含塵濃度和換氣次數(shù),必須確定塵粒在潔凈室內(nèi)的分布狀況。一般分為均勻分布和不均勻分布兩種類型,本文討論均勻分布況下的計算理論和方法。均勻分布,就是假定室內(nèi)灰塵是均勻分布的,如果有灰塵發(fā)生源,則發(fā)生的塵粒由于擴(kuò)散和氣流的帶動和沖淡,能很快地在室內(nèi)達(dá)到平衡。為了簡化計算,還進(jìn)一步假定:通風(fēng)量是穩(wěn)定的;發(fā)塵量是常數(shù);大氣塵濃度是常數(shù);忽略室內(nèi)外灰塵的密度和分散度的變化對過濾器效率的影響;忽略滲入的灰塵量和管道產(chǎn)塵的可能性;忽略灰塵在管道內(nèi)和室內(nèi)的沉降。5.3空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量的計算非單向流[例]有一凈化空調(diào)系統(tǒng)帶有三級過濾器,其中初效和中效過濾器只處理新風(fēng),高效過濾器處理全部送風(fēng)量。假定進(jìn)入潔凈空間和空間內(nèi)產(chǎn)生的塵粒能及時均勻地在空間內(nèi)擴(kuò)散,且凈化系統(tǒng)的風(fēng)量L及回風(fēng)率r一定,畫出在室外空氣含塵濃度為M,室內(nèi)產(chǎn)塵量為G,空間體積為V的條件下的系統(tǒng)原理圖,推導(dǎo)出在穩(wěn)定狀態(tài)下,室內(nèi)含塵濃度n與初效過濾器效率1、中效過濾器2
、高效過濾器3
之間的表達(dá)式。
=N,即換氣次數(shù),=g為空間單位體積的產(chǎn)塵量。
求
(pc/L)
5.3空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量的計算非單向流潔凈室含塵濃度的影響因素:(1)大氣塵M
(2)室內(nèi)單位容積發(fā)塵量g(3)換氣次數(shù)N
5.3空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量的計算單向流b––系數(shù),取1/12—1/6。按氣流速度計算的送風(fēng)量:L=3600Fv(m3/h),
G=Lρ5.3空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量的計算一、空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量2、根據(jù)熱濕負(fù)荷計算和稀釋有害氣體所需的送風(fēng)量G=Q/(In–Io)=W/(dn–do)G=X/(yn–yo)3、按空氣平衡所需的送風(fēng)量Go=Gc4、按換氣次數(shù)規(guī)定的送風(fēng)量(非單向流潔凈室)
7級10000級≮25h-18級100000級≮15h-1
大于8級大于100000級≮12h-15.3空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量的計算二、空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量1、正壓要求《1》規(guī)定采用縫隙法或換氣次數(shù)法計算。2、健康要求:40m3/(per·h);3、按總風(fēng)量百分比計算(規(guī)范2);垂直單向流100級,2%;水平單向流100級,4%;非單向流1000級,10%;非單向流10000級,20%;非單向流100000級,30%;4、補(bǔ)充送風(fēng)系統(tǒng)漏風(fēng)。G4=εGε—漏風(fēng)系數(shù),%;等于或高于6級,2%;低于6級,4%。5.4空調(diào)系統(tǒng)方案一、空調(diào)系統(tǒng)方案(一)系統(tǒng)劃分《1》規(guī)定,不宜合為一個系統(tǒng)的情況為:運(yùn)行班次和使用時間不同的潔凈室;生產(chǎn)工藝中某工序散發(fā)的物質(zhì)或氣體對其他工序的產(chǎn)品質(zhì)量有影響;對溫、濕度控制要求差別大;凈化空調(diào)系統(tǒng)與一般空調(diào)系統(tǒng)?!?》規(guī)定,不宜合為一個系統(tǒng)的情況為:單向流潔凈室與非單向流潔凈室;高效空氣凈化系統(tǒng)與中效空氣凈化系統(tǒng);運(yùn)行班次和使用時間不同的潔凈室;特殊藥物的空氣凈化系統(tǒng)應(yīng)符合第8.5.3條要求。(青霉素等單獨設(shè)置)5.4空調(diào)系統(tǒng)方案一、空調(diào)系統(tǒng)方案(二)空氣凈化處理
1、對較大型潔凈廠房的凈化空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)宜集中進(jìn)行空氣凈化處理;
2、凈化空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)宜采用變頻措施。5.4空調(diào)系統(tǒng)方案一、空調(diào)系統(tǒng)方案(三)過濾器選擇(潔凈度要求)1、過濾器級數(shù)空氣潔凈度7(100000)級及高于7(100000)級的空氣凈化處理,應(yīng)采用初效、中效、高效過濾器三級過濾。對于7(100000)級空氣凈化處理,也可采用亞高效空氣過濾器代替高效過濾器。低于7(100000)級的空氣凈化處理,應(yīng)采用初效、中效過濾器二級過濾。2、過濾器選擇初效空氣過濾器不應(yīng)選用浸油式過濾器。3、過濾器布置中效空氣過濾器宜集中設(shè)置在凈化空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正壓段;高效或亞高效空氣過濾器宜設(shè)置在凈化空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的末端;特殊情況可考慮回風(fēng)設(shè)置中效空氣過濾器。(四)冷熱源、換熱設(shè)備的選擇與安裝5.4空調(diào)系統(tǒng)方案一、空調(diào)系統(tǒng)方案(五)系統(tǒng)形式1、6級及以上。2、7級。3、8級及以下。4、中效空氣過濾器宜集中設(shè)置在凈化空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正壓段;5、高效或亞高效空氣過濾器宜設(shè)置在凈化空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的末端;6、特殊情況可考慮回風(fēng)設(shè)置中效空氣過濾器。不同條件時的系統(tǒng)形式,請同學(xué)設(shè)計。(7級)室內(nèi)空氣含塵濃度大;室外空氣含塵濃度大;空調(diào)房間與機(jī)房距離較遠(yuǎn);5.4空調(diào)系統(tǒng)方案二、潔凈空調(diào)系統(tǒng)的特殊要求
(一)靜壓差1、要求靜壓差涉及兩個問題:(1)需要維持多大的靜壓差;防止室外空氣從門窗縫隙滲透的靜壓差;防止開門時室外空氣侵入的靜壓差。表5-1正壓差的確定(2)需要多大的送風(fēng)量(換氣次數(shù))才能維持住該靜壓差。維持靜壓差采用縫隙法和換氣次數(shù)法進(jìn)行計算。場合GMP(1998)不同級別潔凈室之間;潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間潔凈室(區(qū))對室外≥5Pa≥10Pa5.4空調(diào)系統(tǒng)方案二、潔凈空調(diào)系統(tǒng)的特殊要求
(一)靜壓差
2、方法(1)手動調(diào)節(jié)送、回、排風(fēng)閥門,實現(xiàn)正壓控制。
5.4空調(diào)系統(tǒng)方案二、潔凈空調(diào)系統(tǒng)的特殊要求
(一)靜壓差
2、方法(2)回風(fēng)設(shè)阻尼過濾網(wǎng)(3)余壓閥5.4空調(diào)系統(tǒng)方案2、方法(4)用控制新風(fēng)量的辦法實現(xiàn)正壓控制。
5.4空調(diào)系統(tǒng)方案2、方法(5)自動調(diào)節(jié)辦法實現(xiàn)正壓控制。
5.4空調(diào)系統(tǒng)方案二、潔凈空調(diào)系統(tǒng)的特殊要求
(二)對人、物凈化的要求(1)吹淋室風(fēng)淋室是用于吹除人、物表面附著的塵埃,同時起氣閘作用,防止未經(jīng)凈化的空氣進(jìn)入潔凈區(qū)域。是進(jìn)行人身、物料凈化和防止室外空氣侵入潔凈區(qū)的有效設(shè)備。小室式、通道式(2)傳遞窗機(jī)械式、潔凈式、滅菌式、封閉可取式(三)通風(fēng)機(jī)的選擇阻力的確定請同學(xué)設(shè)計。5.5潔凈室氣流組織房間的潔凈度----非單向流或單向流----非單向流的送風(fēng)形式、單向流的水平或垂直。1、潔凈室的氣流應(yīng)滿足空氣潔凈度和人體健康的要求,并應(yīng)使?jié)崈艄ぷ鲄^(qū)氣流流向單一;2、回風(fēng)口宜均勻布置在潔凈室下部;3、余壓閥宜設(shè)在潔凈空氣流的下風(fēng)側(cè),不宜設(shè)在工作面高度范圍內(nèi)。非單向流潔凈室內(nèi)設(shè)置潔凈工作臺時,其位置應(yīng)遠(yuǎn)離回風(fēng)口。4、潔凈室內(nèi)有局部排風(fēng)裝置時,其位置應(yīng)設(shè)在工作區(qū)氣流的下風(fēng)側(cè)。氣流組織計算。5.6潔凈空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計案例
案例一、沈陽某醫(yī)院手術(shù)室潔凈空調(diào)系統(tǒng)案例二、牡丹江某藥業(yè)有限公司空調(diào)凈化工程案例三、大連某制藥廠針劑車間空氣凈化系統(tǒng)工程第6章潔凈室的施工與檢測6.1潔凈室的施工6.2潔凈室的檢測6.1潔凈室的施工一、風(fēng)管及其部件的制作二、系統(tǒng)安裝三、高效過濾器安裝四、空調(diào)機(jī)組安裝五、空氣凈化設(shè)備和裝置的安裝一、風(fēng)管及其部件的制作
1、風(fēng)管和部件應(yīng)采用冷軋鋼板或優(yōu)質(zhì)鍍鋅鋼板;
2、風(fēng)管不得有橫向拼接縫,盡量減少縱向拼接縫;
3、管徑大于500mm的風(fēng)管應(yīng)設(shè)清掃孔、風(fēng)量和風(fēng)壓測定孔,過濾器前后應(yīng)設(shè)測塵、測壓孔;
4、風(fēng)管內(nèi)表面必須光滑。
二、系統(tǒng)安裝
1、法蘭密閉墊應(yīng)選用不產(chǎn)塵的材料,盡量減少接頭;
2、風(fēng)管和各設(shè)備需除塵和除油并保持清潔;
3、系統(tǒng)需進(jìn)行漏風(fēng)檢查。。
三、高效過濾器安裝
1、系統(tǒng)連續(xù)試運(yùn)行12小時后立即安裝高效過濾器;
2、高效過濾器應(yīng)在現(xiàn)場拆開包裝進(jìn)行外觀檢查和檢漏,并立即安裝;
3、高效過濾器安裝需嚴(yán)格密封。
四、空調(diào)機(jī)組安裝
1、空調(diào)機(jī)組應(yīng)做密封處理,并進(jìn)行檢漏,漏風(fēng)率不應(yīng)大于2%;
2、表冷器冷凝水排出管上應(yīng)設(shè)水封裝置和閥門。
五、空氣凈化設(shè)備和裝置的安裝
1、設(shè)備應(yīng)在較清潔的房間內(nèi)開箱,檢查合格后應(yīng)立即進(jìn)行安裝;
2、設(shè)備安裝應(yīng)在建筑內(nèi)部裝飾和凈化空調(diào)系統(tǒng)安裝完成并全面清掃后進(jìn)行;
3、有風(fēng)機(jī)的設(shè)備應(yīng)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn),時間應(yīng)不少于2h。
6.2潔凈室的檢測
一、潔凈度級別二、浮游菌和塵降菌一、潔凈度級別(懸浮粒子)(一)測試方法1、方法計數(shù)濃度法
2、儀器光散射粒子計數(shù)器(二)采樣點數(shù)目及其布置1、最少采樣點數(shù)目2、采樣點布置3、最小采樣量最少采樣點數(shù)目面積m2潔凈度級別
10010000100000〈102~322≥10~〈20422≥20~〈40822≥40~〈1001642≥100~〈20040103≥200~〈40080206≥400~〈10001604013≥1000~〈200040010032200080020063采樣點布置a)采樣點一般在離地面0.8m高度的水平面上均勻布置。b)采樣點多于點時,也可以在離地面0.8m~1.5m高度的區(qū)域內(nèi)分層布置,但每層不少于5點。最小采樣量潔凈度級別采樣量,L/次≥0.5μm≥5μm1005.66_
100002.838.51000002.838.5(三)結(jié)果計算1、采樣點的平均粒子濃度A=(C1+C2+…+CN)/N
式中:A-某一采樣點的平均粒子濃度粒/m3Ci-某一采樣點的粒子濃度(i=1,2,…,N),粒/m3;N-某一采樣點上的采樣次數(shù),次。
2、平均值的均值M=(A1+A2+…+AL)/L
式中:M-平均值的均值,即潔凈室的平均粒子濃度,粒/m3;Ai-某一采樣點的平均粒子濃度(i=1,2,…,L),粒/m3;L-某一潔凈室內(nèi)的總采樣點數(shù),個。(三)結(jié)果計算3、標(biāo)準(zhǔn)誤差
式中:SE-平均值均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差,粒/m3;4、置信上限式中:UCL-平均值均的95%置信上限,粒/m3;t-95%置信上限的t分布系數(shù),見表3。表395%置信上限的t分布系數(shù)采樣點L23456789>9t6.312.922.352.132.021.941.901.86-注:當(dāng)采樣點數(shù)多于9點時,不需要計算UCL。(三)結(jié)果計算5、結(jié)果評定依據(jù)條件:
1、每個采樣點的平均粒子濃度必須低于或等于規(guī)定的級別界限,即Ai≤級別界限。
2、全部采樣點的粒子濃度平均值均值的95%置信上限必須低于或等于規(guī)定的級別界限,即UCL≤級別界限。
二、浮游菌和塵降菌(一)浮游菌1、方法本測試方法采用計數(shù)濃度法法,即通過收集懸浮在空氣中的生物性粒子于培養(yǎng)基平皿,以菌落數(shù)來評定潔凈室的潔凈度。2、儀器浮游菌采樣器真空抽氣泵恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)皿培養(yǎng)基二、浮游菌和塵降菌(一)浮游菌3、最少采樣點數(shù)目4、采樣點布置(同懸浮粒子)5、最小采樣量最少采樣點數(shù)目面積m2潔凈度級別
10010000100000〈102~322≥10~〈20422≥20~〈40822≥40~〈1001642≥100~〈20040103≥200~〈400802064001604013最小采樣量潔凈度級別采樣量,L/次
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