Особенности строительства чистых помещений из сэндвич-панелей с сердечником из полиизоцианурата (PIR)
В 2014 году Правительством РФ был взят курс на импортозамещение. Поэтому в России с каждым годом растёт число фабрик и заводов, производящих товары, которые раньше поставлялись из-за рубежа. В частности: вырос сегмент фармацевтических производств, а также предприятий, выпускающих микроэлектронику и точную механику.
Производства, где используются высокие технологии, требуют особого строительного подхода. В первую очередь по допустимым нормам загрязняющих веществ в лабораториях или исследовательских зонах, т.к. это напрямую влияет на качество выпускаемой продукции. Для этого строятся чистые помещения, где поддерживается оптимальный микроклимат и температурно-влажностный режим. Поэтому материалы, применяемые для строительства чистых помещений, должны отвечать жестким техническим требованиям.
Содержание статьи:
- В чём заключаются особенности чистых помещений.
- Почему чистые помещения строят из PIR сэндвич-панелей.
- Как уменьшить строительные издержки при монтаже чистых помещений.
Ключевые особенности чистых помещений
Чтобы понять, какими свойствами должны обладать материалы, использованные для строительства чистых помещений, следует разобраться, в каких условиях им предстоит «работать». Для этого нужно расшифровать термин «чистое помещение».
Чистым помещением называется герметичная зона, где, на 1 кубический метр воздуха, должна приходиться определённая и строго контролируемая предельно допустимая норма по содержанию загрязняющих веществ. А именно:
- микроорганизмов;
- частичек пыли и грязи;
- химических примесей.
Причём, изучая нормативы, следует учитывать направление производства — фармакология или микроэлектроника. Например, при выпуске медицинских препаратов в первую очередь регламентируются такие загрязнители как биологические и химические элементы, т.к. они напрямую влияют на чистоту конечного продукта. А при выпуске прецизионной механики и микросхем упор делается на предельно допустимую концентрацию взвешенных аэрозольных частиц в воздухе, т.к. частички грязи и пыли могут привести к браку при выпуске микроэлектроники.
Кроме этого, в чистых помещениях, в зависимости от требований технологического процесса, при выпуске продукции поддерживается определённая влажность, температура и, что особенно важно, давление.
Причём, последний параметр приобретает ключевую характеристику, т.к. в чистых помещениях система вентиляции проектируется так, чтобы приток воздуха доминировал над оттоком. За счёт чего внутри чистой зоны создаётся избыточное давление. Это уменьшает вероятность проникновения в герметичный контур загрязняющих веществ (частичек пыли, аэрозолей и т.д.) из смежных помещений.
Для создания стерильной среды большую роль играет грамотное проектирование. Например, при возведении чистого помещения инженеры стремятся минимизировать число мест, где может скапливаться пыль и грязь и развиться патогенная микрофлора. Это — ниши, «карманы», углы, выступы и прочие конструкционные элементы, удерживающие загрязнения и затрудняющие санитарную обработку. Для этого стены и пол в чистом помещении монтируются с использованием скруглённых, и имеющих гладкую поверхность, фасонных элементов.
Это упрощает дезинфекцию и санобработку чистого помещения специальными моющими средствами, которую необходимо регулярно проводить, т.к. большая часть загрязняющих веществ заносится в чистое помещение рабочим персоналом.
Также не забываем про экономическую целесообразность обустройства чистых зон. Чистые помещения могут возводиться с «0», или производится реновация уже построенного предприятия. В этом случае стерильная зона проектируется по принципу «помещение в помещении». При этом на сроки окупаемости будут влиять начальные затраты и последующие эксплуатационные расходы, которые в свою очередь зависят от свойств материалов использованных для строительства чистого помещения.
Преимущества строительства чистых помещений из PIR сэндвич-панелей
Для последующей валидации чистого помещения с присвоением класса чистоты (классификации) по международному стандарту ISO или по ГОСТ Р ИСО 14644-4-2002 необходимо, чтобы материалы, использованные для его строительства, отвечали следующим требованиям:
- Высокая огнестойкость.
- Материал ограждающих конструкций, при эксплуатации чистого помещения, не должен выделять в окружающую среду различных загрязняющих воздух микрочастиц.
- Износостойкость и высокая устойчивость к ударным и истирающим нагрузкам.
- Химическая инертность к веществам используем как при производстве продукции, так и при дезинфекции и санобработке чистого помещения.
- Повышенная устойчивость к биопоражениям и вредным микроорганизмам.
- Коррозионная стойкость.
- Долгий срок службы и экологичность.
Ко всему вышесказанному добавим, что уменьшить строительную смету при возведении чистого помещения можно, если сократить транспортные издержки и материалоёмкость конструкций.
Алексей Горохов. Исполнительный директор Ассоциации «НАППАН»:
«Во всех развитых странах мира при строительстве чистых помещений чаще всего используются сэндвич-панели, у которых, между двумя металлическими облицовочными слоями, находится сердечник из полиизоцианурата (PIR). В России это решение используется в 90% случаев».
Помимо самого низкого среди всех типов утеплителя коэффициента теплопроводности 0.022 Вт/(м*°С), полиизоцианурат имеет ряд ключевых свойств, которые оптимально подходят для возведения чистых помещений. Это:
1) Пожарная безопасность. Группа горючести полиизоцианурата Г1-Г2. Предел огнестойкости стеновых сэндвич-панелей — до EI45.
Андрей Лощилов. Эксперт Ассоциации «НАППАН». Представитель компании-изготовителя сэндвич-панелей:
«Появилось новое поколение панелей из полиизоцианурата, которые имеют класс пожарной опасности К0. Они могут быть использованы практически во всех типах зданий и сооружений различного назначения».
Высокая степень пожаробезопасных свойств PIR обусловлены полиизоциануратом —полимером, поверхность которого при воздействии высоких температур коксуется, что препятствует распространению пламени.
2) Отсутствие влагонакопления, т.к. PIR имеет закрытоячеистую структуру.
Владимир Илюшкин. Эксперт Ассоциации «НАППАН». Представитель компании-изготовителя сэндвич-панелей:
«Материал имеет практически нулевое влагопоглощение, инертен к различным химическим веществам, а также не подвержен гниению и плесневению. Поэтому PIR сэндвич-панели можно подвергать влажной уборке и санитарной обработке не опасаясь, что в ограждающих конструкциях разовьются вредные микроорганизмы или они потеряют свои свойства».
3) Отсутствие выделения в воздух микрочастиц.
Алексей Горохов:«При строительстве и эксплуатации чистых помещений недопустимо, чтобы в воздух попадали частички теплоизоляционного материала, следовательно, исключается использование волокнистых утеплителей на основе минеральной ваты. У сэндвич-панелей на основе PIR, помимо того, что утеплитель с двух сторон заключён в герметичную паронепроницаемую оболочку, полиизоцианурат со временем ничего не выделяет в атмосферу и не «пылит».
4) Экологичность. Полиизоцианурат абсолютно безвреден для человека и имеет сертификаты, подтверждающие его экологическую безопасность. Поэтому PIR сэндвич-панели могут применяться в качестве ограждающих конструкций во всех типах фармацевтических помещений, продовольственных производств, лабораториях и чистых помещениях.
Как сократить строительные издержки при монтаже чистых помещений
Ключевая характеристика чистых помещений — герметичность. Отсюда — важнейший технологический этап, который во многом зависит от квалификации монтажников — качественная герметизация стыков и узлов примыканий, что позволяет избежать проникновения загрязнений из внешней среды.
При использовании панелей с сердечником из полиизоцианурата, сэндвичи соединяются через герметичный лабиринтный замок по принципу «шип вставляется в паз».
Это исключает воздухообмен с внешней средой и минимизирует «человеческий фактор». Т.к. автоматически исключается сложный технологический этап по дополнительному герметизированию мест, где соединяются панели, что увеличивает скорость и повышает качество монтажа.
Андрей Лощилов:
«Плотность полиизоцианурата, который используется в сэндвич-панелях, составляет 40 кг на 1 куб. м. Поэтому они в 2-2.5 раза легче панелей на минераловатной основе, что существенно ускоряет и упрощает монтажные работы. Также снижается общая нагрузка на несущий каркас».
Соответственно, при строительстве чистых помещений из PIR сэндвич-панелей, отпадет необходимость в возведении избыточно мощных металлоконструкций. Это уменьшает материалоёмкость, сокращает количество задействованной техники, а также строительные и транспортные расходы. Кроме этого открываются широкие возможности для реновации уже введённых в строй производств.
Также отметим, что полиизоцианурат напыляется, а не приклеивается к металлическим оболочкам. В результате образуется высокопрочное соединение, которое не разрушится при небрежном монтаже. Металлическая поверхность облицовки сэндвич-панелей является износостойким финишным покрытием, которое легко моется и очищается от любых загрязнений, что особенно важно при эксплуатации чистых помещений.
При этом монтаж PIR сэндвич-панелей можно вести при любых погодных условиях, храня их под открытым небом.
Материал изготавливается только на дорогостоящем и высокотехнологичном оборудовании, что гарантирует его качество и соответствие всех заявленных производителем характеристик, которые остаются неизменными более 50 лет.
Автор: Федор Симашев.
Материал подготовлен при участии экспертов Ассоциации «НАППАН» и размещен на портале http://www.mastergrad.com/blogs/post/11958/