如何保證危險區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)的安全性

李升華

（廣州聯(lián)華建筑安裝有限公司，廣東 廣州 510730）

1 危險區(qū)域空調(diào)存在的必要性

空調(diào)是日常生活中經(jīng)常見到的設(shè)備，其應(yīng)用領(lǐng)域不僅限于家庭，也在醫(yī)院等公共場所以及工業(yè)生產(chǎn)中使用。對于這些場所，空調(diào)是滿足一些產(chǎn)品生產(chǎn)時的必要條件。有些行業(yè)對于生產(chǎn)活動所處的環(huán)境有著特殊的要求，如醫(yī)院的手術(shù)室、傳染病醫(yī)院的病房、生物實驗室、電子防爆生產(chǎn)車間等，均需滿足特定的空氣潔凈條件，這也是保證產(chǎn)品（事項）在生產(chǎn)過程中所處的生產(chǎn)環(huán)境穩(wěn)定性與可靠性的基本要求[1]。同時，對于有些對空氣清潔度有比較要求且有毒有害產(chǎn)生的化工車間、傳染病醫(yī)院的病房、生物實驗室等，既要保證所生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量符合預(yù)期目標(biāo)，又要防止有害物外溢，保證系統(tǒng)安全可靠的運行，尤其應(yīng)該注意潔凈區(qū)的干擾因素，如常見的病菌、塵埃污染以及熱濕等因素的干擾。雖然徹底消除這些干擾因素較為困難，但仍能通過負(fù)壓來降低污染物給潔凈區(qū)帶來的影響。除了保證生產(chǎn)外，還需要防止爆炸、危險物外溢等引起的安全事故或其他意外事故的發(fā)生。通常所采用的方法是在生產(chǎn)的各個區(qū)域內(nèi)輸入經(jīng)過處理的空氣，這樣就能盡量將污染因素對潔凈區(qū)帶來的影響降到最低，無論是有害氣體還是氣態(tài)污染物，都能通過這種方式將其排除，并保證潔凈區(qū)的潔凈度。要想實現(xiàn)這一目標(biāo)，就要對危險區(qū)域空調(diào)的設(shè)計進(jìn)行深入分析，結(jié)合危險區(qū)域的實際條件，采取科學(xué)合理的系統(tǒng)設(shè)計，有效調(diào)配各區(qū)域內(nèi)的系統(tǒng)配置和控制，只有這樣才能保證在實際生產(chǎn)過程中各系統(tǒng)按照設(shè)計的要求均處于需求范圍內(nèi)，從而保證各系統(tǒng)的效率與質(zhì)量，以及安全不會受到影響。

2 危險區(qū)域潔凈空調(diào)的區(qū)分及分類

對于危險區(qū)域來說，不同類型的建筑其功能要求各不相同，其對空調(diào)的要求也不盡相同。對于呼吸道傳染病醫(yī)院來說，一般醫(yī)技區(qū)是按照污染區(qū)、半污染區(qū)、潔凈區(qū)劃分[2]。對于電子廠的潔凈防爆車間，一般按照防爆區(qū)和非防爆區(qū)劃分。

潔凈區(qū)按照實際用途可以將其分為生物潔凈區(qū)以及電子潔凈區(qū)，若是將氣流組織作為分類的基礎(chǔ)條件，又可以將其分為輻射流潔凈區(qū)、混合流潔凈區(qū)、單向流潔凈區(qū)以及非單向流潔凈區(qū)等。要想設(shè)計出科學(xué)且合理的暖通空調(diào)，就要充分了解甲類廠房潔凈區(qū)的分類以保證最終的空調(diào)設(shè)計效果符合實際的潔凈區(qū)類型需求。

2.1 工業(yè)潔凈區(qū)

無生命微粒為工業(yè)潔凈區(qū)的基本控制對象，其針對的產(chǎn)品生產(chǎn)類型一般都是用于精密工業(yè)的一些高精度儀器儀表、航天工業(yè)、電子工業(yè)以及電子產(chǎn)品組裝等。由于這些產(chǎn)品多數(shù)要求精密化，同時由于組裝零部件具有微型以及復(fù)雜化的特點，使得各類產(chǎn)品對產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境的要求極高。例如，智能手機(jī)、電腦等都對生產(chǎn)過程所處的環(huán)境有嚴(yán)格要求，尤其是集成電路的生產(chǎn)過程，對環(huán)境的要求更為苛刻。根據(jù)對應(yīng)的產(chǎn)品種類不同，對應(yīng)的潔凈區(qū)，空氣潔凈度的等級也各不相同。因此，在對這些區(qū)域進(jìn)行針對性的暖通空調(diào)設(shè)計時，就要充分考慮產(chǎn)品生產(chǎn)的實際情況，以保證最終設(shè)計出的暖通空調(diào)符合該區(qū)域的生產(chǎn)環(huán)境要求，包括溫度、濕度等都要符合產(chǎn)品的生產(chǎn)特點，最大程度提升產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，提高成品率，這也是最大程度降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)因素[3]。

2.2 生物潔凈區(qū)

通常情況下微生物以及無生命的懸浮顆粒是生命潔凈區(qū)控制針對的主要對象，按照使用類型的不同，又可以將其分為生物安全學(xué)潔凈區(qū)與一般生物潔凈區(qū)。藥品以及一些特殊的生物制品生產(chǎn)所需要用到的是一般生物潔凈區(qū)，另外一些有特殊生產(chǎn)要求的化妝品以及保健品等同樣需要一般生物潔凈區(qū)域的共同輔助；生物學(xué)安全潔凈區(qū)針對的主要是生物制品以及部分藥品，其中生物制品的生產(chǎn)主要涉及疫苗生產(chǎn)以及基因重組相關(guān)產(chǎn)品研究等。一般生物潔凈區(qū)的內(nèi)部通常保持正壓，而生物安全學(xué)潔凈區(qū)內(nèi)部通常保持負(fù)壓。

影響最終產(chǎn)品質(zhì)量的不僅是藥品中的污染物質(zhì)，同時也包括懸浮微粒以及微生物。這里所說的微生物通常是指細(xì)菌以及真菌，雖然大多數(shù)的微生物對于人體并沒有較大的危害，但由于微生物的特殊生存特點，使得其對于生產(chǎn)出的藥物產(chǎn)品的危害甚至比微粒的危害更強(qiáng)。受到微生物影響的藥品一旦進(jìn)入人體內(nèi)，將極大影響人們的生命健康安全。正是由于這一特點，使得其所對應(yīng)的潔凈區(qū)要求與其他甲類廠房不同，在對該區(qū)域進(jìn)行暖通空調(diào)設(shè)計時，應(yīng)重點將空氣潔凈度的等級與藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范相聯(lián)系，以保證最終的產(chǎn)品生產(chǎn)潔凈區(qū)域符合產(chǎn)品的生產(chǎn)條件，將各個不確定因素對于產(chǎn)品的影響降到最低。

3 現(xiàn)有危險區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)的常見問題

在現(xiàn)有危險區(qū)域空調(diào)運行過程中，做法基本是與普通空調(diào)系統(tǒng)差不多，只是將污染區(qū)設(shè)計成負(fù)壓，潔凈區(qū)采用正壓，經(jīng)常互相連鎖，保證系統(tǒng)有效運行。這種做法看似沒有問題，但實際運行中去經(jīng)常出現(xiàn)意想不到的問題，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)全面癱瘓。

3.1 系統(tǒng)失靈

空調(diào)設(shè)施一般是按照常態(tài)情況兼顧短時非常態(tài)運行來設(shè)計的，但對危險區(qū)域來說，需要系統(tǒng)運行的高可靠性，而原系統(tǒng)設(shè)置的條件發(fā)生變化時，往往會造成的系統(tǒng)運行的失靈或不那么可靠。出現(xiàn)這種問題基本上是由于設(shè)計人員經(jīng)驗不周或缺乏調(diào)查、設(shè)計考慮不周造成的。

3.2 設(shè)計指標(biāo)達(dá)不到要求

空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計和施工僅靠理論計算是無法達(dá)到預(yù)期的，對于危險區(qū)域系統(tǒng)尤為如此。由于很多空調(diào)設(shè)計人員接觸類似工程比較少，僅靠規(guī)范設(shè)計，經(jīng)驗缺乏，難免出現(xiàn)左出右突的問題。

3.3 系統(tǒng)設(shè)計和施工太復(fù)雜，運行保障困難

由于這種場所本來要求嚴(yán)格，對可靠性要求又高，設(shè)計單位為了保證系統(tǒng)運行可靠，往往會大量采用比較復(fù)雜自控系統(tǒng)，造成系統(tǒng)一旦有故障，操作人員無法及時保障，往往造成系統(tǒng)運行癱瘓。

4 危險區(qū)域空調(diào)設(shè)計和施工問題的解決方法

針對上面經(jīng)常遇到的問題，筆者結(jié)合所做類似工程的經(jīng)驗，通過分析研究，提出自己的一些見解和解決問題的方法。

（1）從理論上理清每個項目的功能和危險程度，這是決定系統(tǒng)是否成功的關(guān)鍵。功能不同，采取方式方法會也有出別，如電子廠防爆車間的空調(diào)與呼吸道傳染病醫(yī)院的空調(diào)的需求有顯著差別。對于電子廠防爆車間來說，除需保證車間的溫濕度以及潔凈度外，還需確保車間的危害物質(zhì)濃度降至滿足防爆要求，同時排出的廢氣處理要相對簡單，當(dāng)濃度較低時甚至可以對空直排，其控制要求可以簡化。對于呼吸道傳染病醫(yī)院，其要求系統(tǒng)區(qū)域分流和負(fù)壓運行就非常高，對于不同區(qū)域的壓差有嚴(yán)格的要求，對于外排的空氣必須經(jīng)過殺毒后方可排放，系統(tǒng)的可靠性要求也高很多。

（2）做好氣流組織是空調(diào)設(shè)計施工的核心，特別是危險區(qū)更應(yīng)如此。針對呼吸道傳染病醫(yī)院來說，采用“三區(qū)兩通道”的做法，即污染區(qū)、半污染區(qū)、潔凈區(qū)，醫(yī)務(wù)人員通道、病人通道。對于電子防爆車間，采用設(shè)置“高潔凈度空氣幕通道”的做法。不同的分區(qū)采用不同的系統(tǒng)，單獨分設(shè)，互不干擾，確保系統(tǒng)的可靠性及運行的穩(wěn)定性。

（3）采用成熟的技術(shù)，保證系統(tǒng)運行的可靠性，降低系統(tǒng)運行成本和可維護(hù)性。對于系統(tǒng)設(shè)置采用單系統(tǒng)控制，不能把一個系統(tǒng)的參數(shù)作為另外一個系統(tǒng)的運行指令，保證各系統(tǒng)可以互不干擾。這樣即便其中一個系統(tǒng)出現(xiàn)故障，其他系統(tǒng)也可以獨立運行，進(jìn)而保證系統(tǒng)的可靠性。其關(guān)鍵系統(tǒng)如正壓送風(fēng)系統(tǒng)、負(fù)壓排風(fēng)系統(tǒng)，都是非常重要的部位，風(fēng)機(jī)需要采用一用一備，同時采用備用電源及不間斷電源。空調(diào)的中央控制系統(tǒng)采用PLC控制比較穩(wěn)定，遠(yuǎn)距離信號采集采用光纖接入，減少干擾。信號采集采用不同的方式，能夠相互驗證，確保雙保險。

（4）正確選取及設(shè)置系統(tǒng)的控制邏輯及相關(guān)參數(shù)。對于高度精密要求的空調(diào)系統(tǒng)來說，其系統(tǒng)控制的選取是非常關(guān)鍵的，既要便于操作管理，又要有利于系統(tǒng)運行和維護(hù)，同時也要考慮意外狀況的應(yīng)急處理。對于強(qiáng)正壓區(qū)以及強(qiáng)負(fù)壓區(qū)的送風(fēng)系統(tǒng)和排風(fēng)系統(tǒng)，采用分別單獨設(shè)置，使這兩個系統(tǒng)不存在邏輯關(guān)系，確保任何一個系統(tǒng)有問題時，另一個系統(tǒng)都可以正常運行。其控制邏輯設(shè)置及參數(shù)取樣點確?；ゲ桓蓴_，送、排風(fēng)機(jī)系統(tǒng)采用變頻，通過房間的壓差計控制，為了避免誤讀，同時選用電子和機(jī)械儀表同時使用，互為檢驗。

（5）對于不同功能的系統(tǒng)，應(yīng)該分開設(shè)置，如為了保證系統(tǒng)正壓的全新風(fēng)系統(tǒng)或為了保證系統(tǒng)負(fù)壓的排風(fēng)系統(tǒng)，往往兩個系統(tǒng)是互相關(guān)聯(lián)的，但兩者在系統(tǒng)控制設(shè)置中是分開的，同房間溫濕度以及潔凈度等控制的系統(tǒng)也要分開運行，這樣可以保證各系統(tǒng)可以全負(fù)荷運行，互不干擾，可以使各系統(tǒng)運行平穩(wěn)。在某電子化工廠的甲類防爆車間，是個千級潔凈恒溫恒濕車間，但由于生產(chǎn)過程中使用甲類物料，當(dāng)濃度達(dá)到一定數(shù)值時，生產(chǎn)線自動打開排氣系統(tǒng)，就會打破系統(tǒng)的平衡，一直以來運行不平穩(wěn)。為此，增加全新風(fēng)潔凈空氣幕通道，通過通道的壓差確保房間外圍處于高潔凈度的正壓，維持生產(chǎn)車間的潔凈度不會因負(fù)壓串風(fēng)不達(dá)標(biāo)，改造原有空調(diào)系統(tǒng)空氣處理的設(shè)置，通過車間的溫濕度計控制保證車間的溫濕度、潔凈度。這樣既可以保證防爆車間負(fù)壓運行，又可以使電子車間高潔凈度、恒溫恒濕得到保證。由于系統(tǒng)分置，可以實現(xiàn)多系統(tǒng)互不干擾，也有利于變頻控制，節(jié)能降效，從而實現(xiàn)多方共贏。

5 結(jié)束語

危險區(qū)域的潔凈區(qū)空調(diào)系統(tǒng)需要考慮的因素有很多，不僅要保證空調(diào)設(shè)置滿足該區(qū)域內(nèi)的各種需求條件，還應(yīng)重點關(guān)注空調(diào)的應(yīng)用確保區(qū)域使用的安全，保證空調(diào)設(shè)置的科學(xué)性與合理性，這是降低事故發(fā)生概率的重要基礎(chǔ)。