ما هي العوامل الرئيسية التي تؤثر على تكلفة الغرفة النظيفة الخالية من الغبار؟

كما هو معروف، فإن جزءًا كبيرًا من الصناعات عالية الجودة والدقيقة والمتقدمة لا يمكنها الاستغناء عن غرف نظيفة خالية من الغبار، مثل لوحات الدوائر المطبوعة ذات الركائز النحاسية CCL، ولوحات الدوائر المطبوعة PCB، وشاشات LCD الكهروضوئية ومصابيح LED، وبطاريات الليثيوم 3C، وبعض الصناعات الدوائية والغذائية.

مع تطور العلوم والتكنولوجيا، تتحسن معايير الجودة للمنتجات الداعمة التي تتطلبها الصناعة التحويلية باستمرار. لذا، لا يقتصر الأمر على ضرورة ابتكار الشركات الصناعية لمنتجاتها بدءًا من عملية الإنتاج، بل يشمل أيضًا تحسين بيئة الإنتاج، والالتزام الصارم بمتطلبات بيئة الغرف النظيفة، ورفع جودة المنتج واستقراره.

سواء كان الأمر يتعلق بتجديد المصانع القائمة بسبب تحسين جودة المنتج أو توسيع المصانع بسبب طلب السوق، فإن الشركات الصناعية ستواجه قضايا مهمة تتعلق بمستقبل المؤسسة، مثل إعداد المشاريع.

من البنية التحتية إلى أعمال الديكور، ومن الحرفية إلى توريد المعدات، تتضمن المشاريع سلسلة من العمليات المعقدة. وفي هذه العملية، ينبغي أن يكون أهم ما يشغل بال الجهة المنفذة هو جودة المشروع وتكلفته الإجمالية.

فيما يلي وصف موجز لعدة عوامل رئيسية تؤثر على تكلفة الغرفة النظيفة الخالية من الغبار أثناء بناء المصانع الصناعية.

1. عوامل الفضاء

يتألف عامل المساحة من جانبين: مساحة الغرفة النظيفة وارتفاع سقفها، وهما يؤثران بشكل مباشر على تكلفة الديكور الداخلي والعزل، بما في ذلك جدران التقسيم وسقف الغرفة النظيفة. كما يشمل ذلك تكلفة الاستثمار في أنظمة التكييف، وحجم المساحة المطلوبة لحمل التكييف، ونظام تزويد الهواء وعودته، واتجاه أنابيب التكييف، وعدد وحدات التكييف.

ولتجنب زيادة الاستثمار في المشروع بسبب المساحة، يمكن للمنظم أن يأخذ في الاعتبار جانبين بشكل شامل: مساحة العمل لمعدات عملية الإنتاج المختلفة (بما في ذلك هامش الارتفاع أو العرض للحركة والصيانة والإصلاح) واتجاه تدفق الأفراد والمواد.

في الوقت الراهن، تلتزم المباني بمبادئ ترشيد استهلاك الأرض والمواد والطاقة، لذا لا يُشترط أن تكون غرف التنظيف الخالية من الغبار بأكبر مساحة ممكنة. عند التحضير للبناء، من الضروري مراعاة معدات وعمليات الإنتاج الخاصة بها، مما يُسهم في تجنب تكاليف الاستثمار غير الضرورية.

2. عوامل درجة الحرارة والرطوبة ونقاء الهواء

تُعدّ درجة الحرارة والرطوبة ونظافة الهواء من البيانات القياسية البيئية للغرف النظيفة المصممة خصيصًا للمنتجات الصناعية، وهي تمثل أعلى معايير تصميم الغرف النظيفة وضمانات هامة لجودة المنتج واستقراره. وتنقسم المعايير الحالية إلى معايير وطنية، ومعايير محلية، ومعايير صناعية، ومعايير داخلية خاصة بالشركات.

تُعدّ معايير مثل تصنيف النظافة ومعايير ممارسات التصنيع الجيدة (GMP) في صناعة الأدوية من المعايير الوطنية. أما في معظم الصناعات التحويلية، فتُحدد معايير الغرف النظيفة في مختلف عمليات الإنتاج بشكل أساسي بناءً على خصائص المنتج.

على سبيل المثال، تتراوح درجة الحرارة والرطوبة في مناطق التعريض، والأغشية الجافة، وقناع اللحام في صناعة لوحات الدوائر المطبوعة بين 22 ± 1 درجة مئوية و55 ± 5%، مع مستويات نظافة تتراوح بين الفئة 1000 والفئة 100000. وتولي صناعة بطاريات الليثيوم اهتمامًا أكبر للتحكم في الرطوبة المنخفضة، حيث تكون الرطوبة النسبية عادةً أقل من 20%. وتتطلب بعض ورش حقن السوائل، التي تتسم بصرامة عالية، ضبط الرطوبة النسبية عند حوالي 1%.

يُعدّ تحديد معايير البيانات البيئية للغرف النظيفة أهمّ نقطة محورية تؤثر على استثمار المشروع. ويؤثر تحديد مستوى النظافة على تكلفة التجهيز: إذ يُحدّد المستوى عند الفئة 100000 وما فوق، ما يستلزم تركيب ألواح وأبواب ونوافذ خاصة بالغرف النظيفة، وتوفير وسائل نقل الهواء للأفراد والبضائع، وحتى أرضيات مرتفعة باهظة الثمن. وفي الوقت نفسه، يؤثر ذلك أيضًا على تكلفة تكييف الهواء: فكلما ارتفع مستوى النظافة، زاد عدد مرات تغيير الهواء اللازمة لتلبية متطلبات التنقية، وزاد حجم الهواء المطلوب لوحدة مناولة الهواء، وزاد عدد مداخل الهواء المزودة بمرشحات HEPA في نهاية مجرى الهواء.

وبالمثل، لا يقتصر تحديد درجة الحرارة والرطوبة في ورشة العمل على مسائل التكلفة المذكورة آنفًا فحسب، بل يشمل أيضًا عوامل التحكم في الدقة. فكلما زادت الدقة، زادت اكتمال المعدات الداعمة اللازمة. وعندما تكون دقة نطاق الرطوبة النسبية في حدود ± 5% أو +3%، يجب أن تكون معدات الترطيب وإزالة الرطوبة المطلوبة كاملة.

لا يؤثر ضبط درجة الحرارة والرطوبة والنظافة في ورشة العمل على الاستثمار الأولي فحسب، بل يؤثر أيضًا على تكاليف التشغيل اللاحقة للمصنع الذي يعتمد على أساس متين. لذا، يُعدّ وضع معايير بيانات بيئية مناسبة تلبي احتياجات المصنع، استنادًا إلى خصائص منتجاته، وبالتزامن مع المعايير الوطنية ومعايير الصناعة والمعايير الداخلية للمؤسسة، الخطوة الأساسية في التحضير لإنشاء ورشة عمل نظيفة.

3. عوامل أخرى

إضافةً إلى المتطلبين الرئيسيين المتمثلين في المساحة والبيئة، غالبًا ما تتجاهل شركات التصميم أو الإنشاء بعض العوامل التي تؤثر على امتثال ورش العمل ذات الغرف النظيفة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة والرطوبة بشكل مفرط. على سبيل المثال، عدم مراعاة المناخ الخارجي بشكل كامل، وعدم الأخذ بعين الاعتبار قدرة تهوية المعدات، وتوليد الحرارة منها، وإنتاج الغبار، وقدرة ترطيب الهواء الناتج عن العدد الكبير من العاملين، وما إلى ذلك.