امروزه با پیشرفت فناوری و افزایش نیاز به تولید محصولات دقیق و عاری از هر گونه آلودگی و استفاده از فضا های کنترل شده تحت عنوان اتاق تمیز به یک ضرورت تبدیل شده است. در واقع اتاق تمیز یا Clean Room محیطی کنترل شده از نظر آلودگی های معلق در هوا دما و رطوبت و فشار است. در صنایع هایی که این موضوع از حساسیت بالایی برخوردار است مانند داروسازی الکترونیک هوافضا و هم چنین پزشکی کاربرد دارد. در این مقاله، ابتدا به تعریف دقیق اتاق تمیز و استانداردهای مرتبط با آن می‌پردازیم، سپس اجزا و سیستم‌های مورد نیاز برای عملکرد مؤثر این فضا را معرفی کرده و در نهایت کاربردها و مزایای آن را بررسی خواهیم کرد.
تعریف دقیق اتاق تمیز
اتاق تمیز (Clean Room) به فضایی اطلاق می‌شود که میزان ذرات معلق در هوا، آلودگی‌های میکروبی، دما، رطوبت نسبی، فشار و دیگر شرایط محیطی آن به‌صورت دقیق و دائمی کنترل می‌شود. هدف اصلی از طراحی اتاق تمیز، کاهش یا حذف عوامل آلاینده‌ای است که ممکن است به فرآیند تولید، کیفیت محصول یا سلامت مصرف‌کننده آسیب برسانند.
در اتاق تمیز از دو نوع فیلتر قدرتمند تحت عنوان HEPA (High Efficiency Particulate Air) یا ULPA
(Ultra Low Penetration Air) استفاده می شود. هوا از طریق این فیلتر ها تصویه می شود تا از ورود ذرات با اندازه مشخص به محیط کاری به حداقل برسد. در این فضا ها از سیستم های تهویه با فشار مثبت که مانع نفوذ آلودگی فضای های مجاور به فضای داخلی استفاده می شود.
انواع و کلاس های اتاق تمیز
اتاق های تمیز را بر اساس سطح کنترل آلودگی و نوع جریان هوا و کاربرد صنعتی می توان دسته بندی کرد. بر اساس استانداردهای بین‌المللی، اتاق‌های تمیز در کلاس‌های مختلفی طبقه‌بندی می‌شوند که معیار اصلی آن، تعداد ذرات معلق در هر متر مکعب هوا است.
۱. طبقه‌بندی بر اساس استاندارد ISO (استاندارد جهانی)
مهمترین سیستم طبقه‌بندی اتاق تمیز، استاندارد ISO 14644-1 است. این استاندارد، اتاق‌ها را به ۹ کلاس از ISO 1 تا ISO 9 تقسیم می‌کند. هرچه عدد کلاس پایین‌تر باشد، میزان پاکیزگی و کنترل آلودگی بالاتر است.
جدول کلاس‌های اتاق تمیز بر اساس ISO 14644-1
| کلاس ISO | ≥ 0.1 میکرون | ≥ 0.3 میکرون | ≥ 0.5 میکرون | ≥ 1.0 میکرون | ≥ 5.0 میکرون |
|---|---|---|---|---|---|
| ISO 1 | 10 | — | — | — | — |
| ISO 2 | 100 | 24 | 10 | — | — |
| ISO 3 | 1٬000 | 237 | 102 | 35 | — |
| ISO 4 | 10٬000 | 2٬370 | 1٬020 | 352 | 2.9 |
| ISO 5 | 100٬000 | 23٬700 | 10٬200 | 3٬520 | 29 |
| ISO 6 | 1٬000٬000 | 237٬000 | 102٬000 | 35٬200 | 293 |
| ISO 7 | — | — | 352٬000 | 83٬200 | 2٬930 |
| ISO 8 | — | — | 3٬520٬000 | 832٬000 | 29٬300 |
| ISO 9 | — | — | 35٬200٬000 | 8٬320٬000 | 293٬000 |
۲. طبقه بندی بر اساس نوع جریان هوا
- لامینار (یکجهته) : جریان هوا به صورت یکنواخت از بالا به پایین یا از یک سمت به سمت دیگر حرکت می کند. که در این حالت آلودگی به حداقل می رسد. بیشتر در اتاق‌های با کلاس بالا مانند ISO 1 تا ISO 5 استفاده می‌شود.
توربولانت (چرخشی): هوا به‌صورت چرخشی و مخلوط در محیط جریان دارد. ساده‌تر و ارزان‌تر است و در کلاس‌های پایین‌تر مانند ISO 7 و 8 کاربرد دارد.
۳. تقسیم بندی بر اساس کاربرد :
- اتاق تمیز دارویی : برای تولید دارو، واکسن، محصولات تزریقی و استریل. نیاز به کنترل شدید میکروبی و ذرات معلق دارد.
- اتاق تمیز الکترونیکی : برای تولید قطعات نیمه‌رسانا، مدارهای مجتمع و دیوایس‌های حساس الکترونیکی.
- اتاق تمیز بیولوژیکی : برای کشت سلولی، آزمایشات DNA، ژنتیک و محصولات بیوتکنولوژیک.
- اتاق تمیز صنعتی : در صنایع هوافضا، اپتیک، صنایع نظامی یا چاپ دقیق.
اجزای اصلی اتاق تمیز چیست؟
برای دستیابی به یک محیط کنترل‌شده با سطح آلودگی مشخص، اتاق تمیز باید از مجموعه‌ای از اجزای تخصصی و هماهنگ تشکیل شود. هر یک از این اجزا نقش مهمی در حفظ شرایط بهداشتی، دمایی و فشار محیط ایفا می‌کنند. در ادامه، به مهمترین اجزای سازنده یک اتاق تمیز اشاره می‌شود:
۱. دیوار ها و سقف ها :
دیوارها و سقف اتاق تمیز معمولاً از ساندویچ پانل‌های مخصوص اتاق تمیز ساخته می‌شوند. این پانل‌ها دارای سطح صاف، آنتی‌باکتریال و قابل شست‌وشو هستند و مقاومت بالایی در برابر رطوبت، آلودگی، خوردگی و رشد قارچ دارند. اتصال دقیق و درزبندی مناسب بین پانل‌ها از ورود ذرات معلق به فضای داخلی جلوگیری می‌کند.
۲. کف پوش :
کف اتاق تمیز باید بدون درز، مقاوم در برابر مواد شیمیایی، قابل شست‌وشو و آنتی‌استاتیک باشد. از جمله پوشش‌های رایج می‌توان به کف‌پوش‌های اپوکسی یا وینیل اشاره کرد. طراحی شیب‌دار کف در برخی مناطق برای شست‌وشوی آسان‌تر و تخلیه آب نیز اهمیت دارد.
۳. سیستم تهویه و فیلتراسیون (HVAC) :
سیستم تهویه مطبوع اتاق تمیز شامل فیلترهای بسیار قوی HEPA یا ULPA برای حذف ذرات معلق در هوا و سیستم‌های تنظیم دما و رطوبت است. این سیستم با حفظ فشار مثبت در داخل اتاق، از ورود آلودگی از محیط‌های بیرونی جلوگیری می‌کند.
۴. در ها و پنجره های مخصوص :
درهای اتاق تمیز باید دارای درزگیرهای هوابند و گاهی مکانیزم قفل بین‌درگاهی (Interlock) باشند تا همزمان دو درب باز نشوند. پنجره‌ها باید دوجداره، ضد بخار و همسطح با دیوار نصب شوند تا قابلیت نظافت و کنترل جریان هوا حفظ شود.
۵. اتاقک هوا یا ورودی کنترل شده :
در ورودی‌های اتاق تمیز، معمولاً از اتاقک‌های هوا یا Air Shower استفاده می‌شود. این فضا با جریان هوای پرفشار، گرد و غبار و ذرات چسبیده به لباس کارکنان را پیش از ورود به اتاق تمیز حذف می‌کند.
اتاق عمل به‌عنوان یک کلین‌روم پزشکی
اتاق عمل یکی از حساس‌ترین بخش‌های هر مرکز درمانی است که نیاز به بالاترین سطح پاکیزگی و کنترل آلودگی دارد. در واقع، اتاق عمل نوعی کلین‌روم با استانداردهای پزشکی است که شرایط محیطی آن مانند تعداد ذرات معلق در هوا، دما، رطوبت و فشار به‌صورت دقیق کنترل می‌شود. هدف اصلی، پیشگیری از انتقال آلودگی و عفونت در حین جراحی است. برای تحقق این هدف، اتاق عمل به سیستم‌های فیلتراسیون قوی HEPA (که در قسمت تعریف دقیق اتاق تمیز تعریف کردیم) ، تهویه با فشار مثبت، دیوارها و سقف‌های قابل شست‌وشو و کف‌پوش‌های آنتی‌باکتریال مجهز می‌شود. استفاده از ساندویچ پانل‌های مخصوص کلین‌روم در ساخت دیوارها و سقف اتاق عمل به کاهش رشد میکروب، سهولت ضدعفونی، و حفظ محیطی کاملاً استریل کمک می‌کند. رعایت این الزامات باعث ارتقاء ایمنی بیماران و کاهش خطرات ناشی از عفونت‌های بیمارستانی می‌شود.
نقش ساندویچ پانل در ساخت اتاق تمیز
یکی از اجزای بسیار مهم در ساخت کلین روم دیوار و سقف با پوششی که عایق حرارت و کنترل آلودگی می باشد. ساندویچ پانل ها به عنوان یکی از مهمترین و مناسب ترین مصالح مدرن نقش کلیدی را اجرا می کنند. ساندویچ پانل‌های مورد استفاده در اتاق تمیز، معمولاً از دو لایه ورق فلزی با پوشش ضدزنگ و آنتی‌باکتریال تشکیل شده‌اند که در میان آن‌ها، یک لایه عایق از جنس پلی‌اورتان (PU)، پلی‌ایزوسیانورات (PIR) یا پلی‌استایرن (EPS) قرار می‌گیرد. به طور معمول از ضخامت ۵ و ۶ سانت در اتاق های تمیز به کار می رود و در کلین روم هایی که دما اهمیت دارد از ضخامت های ۱۰ و بالا تر استفاده می شود. این ساختار سبک، مقاوم و بهداشتی موجب می‌شود که دیوارهای اتاق تمیز علاوه بر داشتن عایق حرارتی و صوتی مناسب، در برابر نفوذ رطوبت، گرد و غبار و میکروارگانیسم‌ها نیز مقاوم باشند.
سطح ساندویچ پانل ها امکان شستشو و ضد عفونی و نظافت مداوم را فراهم می کند که یکی از الزامات محیط های کنترل شده است. به همین دلیل استفاده از ساندویچ پانل ها در ساخت اتاق تمیز دارویی پزشکی آزمایشگاهی و الکترونیکی بسیار رایج و استاندارد است.
۵ کاربرد ساندویچ پانل در طراحی و اجرای کلین‌روم
۱. پوشش دیواره های داخلی با پوشش آنتی باکتریال :
پانل ها با سطح صاف و غیرقابل نفوذ گزینه ایده آل برای پوشش کلین روم هستند. که از رشد قارچ باکتری و آلودگی نیز می توانند جلوگیری کنند.
۲. سقف های یکپارچه و قابل شستشو :
در کلین روم ها سقف باید کاملا صاف و بدون درز و مقاوم در برابر رطوبت باشد. ساندویچ پانل‌ها با امکان نصب ماژولار و درزگیری دقیق، به‌عنوان سقف کاذب مناسب استفاده می‌شوند و دسترسی آسان به تجهیزات تاسیساتی بالای سقف را نیز فراهم می‌کنند.
۳. عایق کاری حرارتی و صوتی :
لایه میانی در ساندویچ پانل ها ( پلی ارتان و پلی ایزو سیانورات و پلی استایرن ) باعث کاهش تبادل حرارتی و صوتی بین داخل و خارج اتاق تمیز می شود. این ویژگی به حفظ دمای پایدار در فضای حساس کلین روم کمکمی کند.
۴. امکان عبور تاسیسات مکانیکی و الکتریکی :
ساندویچ پانل ها به گونه ای طراحی می شوند که امکان عبور آسان هوا و کابل های برق و چراغ های سقفی و سایر تجهیزات در آن ها وجود دارد بدون اینکه اختلالی در محیط ایزولاسیون به وجود آید.
۵. سرعت بالا در اجرا و قابلیت جابه جایی :
ساخت اتاق تمیز با ساندویچ پانل بسیار سریع‌تر از روش‌های سنتی است. این پانل‌ها ماژولار و پیش‌ساخته هستند و در صورت نیاز به تغییر چیدمان یا توسعه، می‌توان به‌راحتی آن‌ها را باز کرده و مجدد نصب کرد.