تخطيط وتصميم الغرفة النظيفة

1. تصميم الغرفة النظيفة

تتكون الغرفة النظيفة عمومًا من ثلاثة أقسام رئيسية: قسم نظيف، وقسم شبه نظيف، وقسم مساعد. ويمكن ترتيب تصميمات الغرف النظيفة بالطرق التالية:

(1) الممر المحيط: يمكن أن يكون الممر مزودًا بنوافذ أو بدونها، ويُستخدم كمنطقة مشاهدة ومساحة لتخزين المعدات. قد تحتوي بعض الممرات أيضًا على تدفئة داخلية. يجب أن تكون النوافذ الخارجية مزدوجة الزجاج.

(2) الممر الداخلي: تقع الغرفة النظيفة على المحيط، بينما يقع الممر في الداخل. يتميز هذا النوع من الممرات عمومًا بمستوى نظافة أعلى، حتى أنه يضاهي مستوى نظافة الغرفة النظيفة.

(3). ممر من طرف إلى طرف: تقع غرفة نظيفة على جانب واحد، مع غرف شبه نظيفة وغرف مساعدة على الجانب الآخر.

(4) الممر الرئيسي: لتوفير المساحة وتقليل طول الأنابيب، يمكن أن تكون الغرفة النظيفة هي الممر الرئيسي، محاطة بغرف مساعدة متنوعة وأنابيب مخفية. يحمي هذا النهج الغرفة النظيفة من تأثيرات المناخ الخارجي، ويقلل من استهلاك الطاقة للتبريد والتدفئة، ويساهم في ترشيد استهلاك الطاقة.

2. طرق التطهير الشخصي

لتقليل التلوث الناتج عن الأنشطة البشرية أثناء العمليات، يجب على الأفراد ارتداء ملابس غرف العمليات النظيفة، ثم الاستحمام والتطهير قبل دخولها. تُعرف هذه الإجراءات باسم "تطهير الأفراد". يجب تهوية غرفة تغيير الملابس داخل غرفة العمليات النظيفة والحفاظ على ضغط إيجابي فيها مقارنةً بالغرف الأخرى، مثل المدخل. يجب أن تحافظ المراحيض والاستحمام على ضغط إيجابي طفيف، بينما يجب أن تحافظ المراحيض والاستحمام الأخرى على ضغط سلبي.

3. طرق تطهير المواد

يجب تعقيم جميع المواد قبل دخولها الغرفة النظيفة، أو ما يُعرف بـ"تعقيم المواد". ينبغي أن يكون مسار تعقيم المواد منفصلاً عن مسار الغرفة النظيفة. إذا كان دخول المواد والأفراد إلى الغرفة النظيفة مقتصراً على نفس الموقع، فيجب عليهم الدخول عبر مداخل منفصلة، ​​ويجب أن تخضع المواد لتعقيم أولي. بالنسبة للتطبيقات ذات خطوط الإنتاج الأقل انسيابية، يمكن إنشاء مرفق تخزين وسيط ضمن مسار المواد. أما بالنسبة لخطوط الإنتاج الأكثر انسيابية، فيُفضل استخدام مسار مواد مباشر، مما قد يتطلب وجود مرافق متعددة للتعقيم والنقل ضمن هذا المسار. من حيث تصميم النظام، ستؤدي مراحل التنقية الأولية والدقيقة في الغرفة النظيفة إلى إطلاق كمية كبيرة من الجزيئات، لذا يجب الحفاظ على المنطقة النظيفة نسبياً تحت ضغط سلبي أو ضغط صفري. في حال ارتفاع خطر التلوث، يجب أيضاً الحفاظ على اتجاه المدخل تحت ضغط سلبي.

4. تنظيم خط الأنابيب

تتميز خطوط الأنابيب في غرف التنظيف الخالية من الغبار بتعقيدها الشديد، لذا تُنظّم جميع هذه الخطوط بطريقة مخفية. وتوجد عدة طرق محددة لتنظيمها بشكل مخفي.

(1). طابق الميزانين التقني

①. الطابق العلوي التقني. في هذا الطابق، يكون المقطع العرضي لقنوات إمداد الهواء وسحبه هو الأكبر عادةً، لذا فهو أول ما يُراعى عند تصميم الطابق. يُوضع عادةً في أعلى الطابق، وتُوضع أنابيب الكهرباء أسفله. وعندما تستطيع القاعدة السفلية لهذا الطابق تحمل وزن معين، يُمكن تركيب المرشحات ومعدات التهوية عليها.

٢. طابق الميزانين التقني للغرفة. بالمقارنة مع طابق الميزانين العلوي فقط، تُقلل هذه الطريقة من التمديدات الكهربائية وارتفاع طابق الميزانين، وتوفر الممر التقني اللازم لعودة الهواء إلى طابق الميزانين العلوي. كما يُمكن تركيب معدات توزيع الطاقة لمراوح الهواء الراجع في الممر السفلي. ويمكن استخدام الممر العلوي لغرفة نظيفة خالية من الغبار في طابق معين كممر سفلي للطابق العلوي.

(2) تُحوّل الأنابيب الأفقية الموجودة في الطوابق العلوية والسفلية للممرات التقنية (الجدران) عادةً إلى أنابيب رأسية. يُطلق على المساحة المخفية التي توجد بها هذه الأنابيب الرأسية اسم الممر التقني. يمكن أن تضم الممرات التقنية أيضًا معدات مساعدة غير مناسبة لغرف الأبحاث النظيفة، ويمكن أن تُستخدم أيضًا كقنوات تهوية عامة أو صناديق ضغط ثابت. بل إن بعضها قد يستوعب مشعات أنابيب الإضاءة. ونظرًا لأن هذا النوع من الممرات التقنية (الجدران) غالبًا ما يستخدم فواصل خفيفة الوزن، فإنه يمكن تعديله بسهولة عند تعديل العمليات.

(3) الممرات الفنية: على الرغم من أن الممرات الفنية (الجدران) لا تعبر الطوابق عادةً، إلا أنها تُستخدم كممرات فنية عند عبورها. وغالبًا ما تكون جزءًا دائمًا من هيكل المبنى. ولأن الممرات الفنية تربط بين الطوابق المختلفة، فإنه لأغراض الحماية من الحرائق، وبعد تركيب الأنابيب الداخلية، يجب إحكام إغلاق الحيز بين الطوابق بمواد ذات مقاومة للحريق لا تقل عن مقاومة بلاطة الأرضية. وينبغي تنفيذ أعمال الصيانة على مراحل، كما يجب تزويد أبواب التفتيش بأبواب مقاومة للحريق. وسواءً كان الميزانين الفني أو الممر الفني أو الممر الفني يُستخدم مباشرةً كقناة تهوية، فيجب معالجة سطحه الداخلي وفقًا لمتطلبات الأسطح الداخلية للغرف النظيفة.

(5) موقع غرفة الآلات. يُفضّل وضع غرفة آلات التكييف بالقرب من غرفة نظيفة خالية من الغبار تتطلب حجمًا كبيرًا من الهواء، مع الحرص على إبقاء خط مجرى الهواء قصيرًا قدر الإمكان. مع ذلك، ولتجنب الضوضاء والاهتزازات، يجب فصل الغرفة النظيفة الخالية من الغبار عن غرفة الآلات. ينبغي مراعاة كلا الجانبين. تشمل طرق الفصل ما يلي:

1. طرق الفصل الهيكلي: (1) طريقة الفصل بفواصل التسوية: يمر فاصل التسوية بين ورشة العمل الخالية من الغبار وغرفة الآلات ليعمل كحاجز. (2) طريقة الفصل بجدار فاصل: إذا كانت غرفة الآلات قريبة من ورشة العمل الخالية من الغبار، فبدلاً من أن تشتركا في جدار واحد، يكون لكل منهما جدار فاصل خاص بها، مع ترك مسافة معينة بينهما. (3) طريقة الفصل بغرفة مساعدة: تُنشأ غرفة مساعدة بين ورشة العمل الخالية من الغبار وغرفة الآلات لتكون بمثابة منطقة عازلة.

2. طريقة التوزيع: (1) التوزيع على السطح: غالبًا ما تُوضع غرفة الآلات على السطح العلوي لعزلها عن ورشة العمل الخالية من الغبار في الأسفل، ولكن يُفضّل أن يكون الطابق السفلي من السطح مخصصًا كغرفة مساعدة أو غرفة إدارة، أو كطابق نصفي تقني. (2) التوزيع تحت الأرض: تقع غرفة الآلات في الطابق السفلي. (3) طريقة البناء المستقل: تُبنى غرفة آلات منفصلة خارج مبنى الغرفة النظيفة، ولكن يُفضّل أن تكون قريبة جدًا منها. يجب مراعاة عزل الاهتزازات والصوت في غرفة الآلات. يجب أن تكون الأرضية مقاومة للماء ومزودة بنظام تصريف. عزل الاهتزازات: يجب معالجة دعامات وقواعد مراوح مصدر الاهتزاز والمحركات ومضخات المياه، وما إلى ذلك، بمواد مضادة للاهتزاز. عند الضرورة، يجب تركيب المعدات على بلاطة خرسانية، ثم تُدعّم البلاطة بمواد مضادة للاهتزاز. يجب أن يكون وزن البلاطة من ضعفين إلى ثلاثة أضعاف الوزن الإجمالي للمعدات. عزل الصوت: بالإضافة إلى تركيب كاتم صوت في النظام، يمكن لغرف الآلات الكبيرة تركيب مواد ذات خصائص امتصاص صوت معينة على الجدران. كما يجب تركيب أبواب عازلة للصوت. تجنب فتح الأبواب الموجودة على الجدار الفاصل مع المنطقة النظيفة.

5. الإخلاء الآمن

بما أن الغرفة النظيفة عبارة عن مبنى مغلق بإحكام، فإن إخلاءها الآمن يُعدّ مسألة بالغة الأهمية، ويرتبط ارتباطًا وثيقًا بتركيب نظام تكييف الهواء لتنقية الهواء. عمومًا، ينبغي مراعاة النقاط التالية:

(1) يجب أن تحتوي كل منطقة مقاومة للحريق أو منطقة نظيفة في أرضية الإنتاج على مخرجين للطوارئ على الأقل. يُسمح بمخرج طوارئ واحد فقط إذا كانت مساحة المنطقة أقل من 50 مترًا مربعًا وعدد الموظفين أقل من خمسة.

(2) لا ينبغي استخدام مداخل الغرف النظيفة كمخارج إخلاء. فنظرًا لأن مسارات الغرف النظيفة غالبًا ما تكون ملتوية، فقد يصعب على العاملين الوصول بسرعة إلى الخارج في حال اجتاح الدخان أو الحريق المنطقة.

(3) لا ينبغي استخدام غرف الاستحمام الهوائي كممرات دخول عامة. غالبًا ما تحتوي هذه الغرف على بابين متشابكين أو أوتوماتيكيين، وقد يؤثر أي عطل فيها بشكل كبير على عملية الإخلاء. لذلك، تُركّب عادةً أبواب جانبية في غرف الاستحمام، وهي ضرورية في حال وجود أكثر من خمسة موظفين. في الوضع الطبيعي، يجب على الموظفين الخروج من الغرفة النظيفة عبر الباب الجانبي، وليس من غرفة الاستحمام الهوائي.

(4) للحفاظ على الضغط الداخلي، يجب أن تكون أبواب كل غرفة نظيفة داخل الغرفة النظيفة مواجهةً للغرفة ذات الضغط الأعلى. يعتمد هذا على الضغط لإبقاء الباب مغلقًا، وهو ما يتعارض بوضوح مع متطلبات الإخلاء الآمن. ولمراعاة متطلبات النظافة العادية والإخلاء في حالات الطوارئ، يُنص على أن الأبواب بين المناطق النظيفة والمناطق غير النظيفة، والأبواب بين المناطق النظيفة والخارج، تُعامل كأبواب إخلاء آمنة، ويجب أن يكون اتجاه فتحها جميعًا في اتجاه الإخلاء. وينطبق الأمر نفسه على أبواب الأمان الفردية.