Cleanroom Design การออกแบบห้องคลีนรูม ต้องคำนึงถึงอะไรบ้าง?

การออกแบบคลีนรูม (Cleanroom Design) เป็นการออกแบบเพื่อวัตถุประสงค์และการใช้งานที่แตกต่างกันออกไป แล้วแต่ Spec และจุดประสงค์ที่ต้องการ ซึ่งต้องคำนึงถึงปัจจัยเกี่ยวข้องหลายอย่าง ตั้งแต่ขนาดของห้องคลีนรูม Cleanroom Classification หรือระดับการปนเปื้อนที่รับได้ การไหลเวียนของอากาศ รวมไปถึงประเภทคลีนรูมแรงดันบวก (Positive Pressure Cleanroom) หรือคลีนรูมแรงดันลบ (Negative Pressure Cleanroom) ที่อาศัยการออกแบบและมีรายละเอียดที่แตกต่างกันมากมาย

วันนี้ Cleanroom by VOV International ผู้รับเหมา Cleanroom Turnkey แบบ One Stop Service ด้วยประสบการณ์มากกว่า 25 ปี จะพาคุณไปทำความรู้จักกับการออกแบบคลีนรูมในภาพรวม ซึ่งจะมีอะไรที่ควรคำนึงถึงบ้าง ไปดูกัน!

 

ติดต่อผู้เชี่ยวชาญ: Contact Us

การออกแบบคลีนรูม มีข้อที่ควรคำนึงถึง ดังนี้

1. คุณสมบัติ และระดับ Class ของคลีนรูม

1.1 กำหนดประเภทห้องคลีนรูม

อันดับแรกในการออกแบบคลีนรูม เราควรรู้ว่าตนเองต้องการคลีนรูมประเภทใด ไม่ว่าจะเป็นแบบคลีนรูมอิเล็กทรอนิกส์ (Industrial Cleanroom หรือ ICR) หรือ คลีนรูมในเชิงอุตสาหกรรมทางการแพทย์ (Biological Cleanroom หรือ BCR) เนื่องจากทั้งสองประเภทใหญ่ๆ นี้จะช่วยกำหนด Spec ต่างๆ ที่ตามมาได้

1.2 คุณสมบัติห้อง Cleanroom

ต่อมาจะเป็นการพิจารณาเรื่องคุณสมบัติความเป็นแรงดันบวก หรือแรงดันลบภายในห้องคลีนรูม โดยทั่วไปแล้วคลีนรูมแรงดันบวก (Positive Pressure Cleanroom) จะเป็นการรักษาความสะอาดภายในห้องคลีนรูม ให้อากาศและสิ่งปนเปื้อนไหลออกสู่ด้านนอกผ่านตัวกรอง และเอาอากาศสะอาดเข้าผ่านตัวกรอง อย่างห้องสำคัญในโรงพยาบาล เช่น ห้องผ่าตัดทั่วไป ห้องคลอด หรือแม้กระทั่งสถานที่ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ก็ตาม 

ในขณะที่คลีนรูมแรงดันลบ (Negative Pressure Cleanroom) จะเป็นการกักเก็บอากาศและสิ่งปนเปื้อนไว้ภายใน ไม่ให้ไหลออกภายนอก เช่น ห้องแยกโรค (Isolation Room) ห้องผู้ป่วยโควิด-19 เป็นต้น

1.3 ระดับ Class ของคลีนรูม (Cleanroom Classification)

หลังจากกำหนดประเภทของการใช้งานคลีนรูมแล้ว ต่อมาควรคำนึงถึงระดับความสะอาดของคลีนรูม (ค่าของปริมาณฝุ่นและสิ่งปนเปื้อนที่รับได้) หรือเรียกกันโดยทั่วไปว่า “Cleanroom Classification” ที่กำหนดมาตรฐานด้วย Federal Standard 209E (FED-STD-209E) ของสหรัฐอเมริกาที่แบ่ง Cleanroom เป็น Class ตั้งแต่ 1 10 จนไปถึง 100,000 และเป็นการใช้ขนาดฝุ่น 0.5 ไมครอนในอากาศปริมาตร 1 ลูกบาศก์ฟุตเป็นตัวกำหนด

*นอกจากนี้ยังมีการแบ่ง Class ที่ใช้ในปัจจุบันอย่าง ISO 14644-1 โดยสามารถอ่านเพิ่มเติมได้ที่ >> Cleanroom Classification การจำแนกปริมาณฝุ่นห้องคลีนรูม 

1.4 การไหลเวียนของอากาศ 

เป็นการแบ่งประเภทคลีนรูมตามทิศทางการไหลเวียนของอากาศเพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน โดยแบ่งง่ายๆ เป็น 2 ประเภท คือ ระบบไหลเวียนอากาศแบบไม่ใช่ทิศทางเดียว (Non-undirectional Flow Cleanroom) หรือแบบ Turbulent Flow และระบบไหลเวียนอากาศแบบทิศทางเดียว (Undirectional Flow Cleanroom) หรือแบบ Luminar Flow

*สามารถทำความเข้าใจการไหลเวียนของอากาศเพิ่มเติมได้ที่ >> ประเภทห้องคลีนรูม (Cleanroom) ตามลักษณะการไหลเวียนของอากาศ

1.5 การวางผังห้องคลีนรูมแบบพิเศษ

ในการออกแบบห้องคลีนรูม เราอาจจะต้องคำนึงถึงการวางผังห้องคลีนรูมแบบพิเศษเป็นรูปแบบต่างๆ เพื่อการทำงานและระดับความสะอาดที่เราต้องการได้อย่างมีประสิทธิภาพและคุ้มค่ากับการลงทุนมากที่สุด ซึ่งจะแบ่งเป็นการวางผัง Cleanroom 6 แบบ ได้แก่ U-Shape, W-Shape, C-Shape, L-Shape, Twin Horizontal Luminar Flow และ Double Cross Flow เป็นต้น

2. ระบบโครงสร้าง

2.1 พื้น และพื้นยก

การปูพื้นประเภทต่างๆ ในห้องคลีนรูมก็ต้องคำนึงถึงการใช้งานและการรักษาค่าความสะอาดที่สอดคล้องกับ Spec ที่ต้องการ ซึ่งในบางพื้นที่อาจจะต้องคำนึงถึงการใช้พื้นป้องกันแบคทีเรีย เช่น ในโรงพยาบาล ห้องผ่าตัด พื้นป้องกันไฟฟ้าสถิต (ESD Tile) หรือในบางกรณีที่ต้องใช้พื้นยกในการช่วยระบายอากาศ เช่น ห้อง Data Center เป็นต้น

2.2 ผนัง

ในคลีนรูมบางประเภทอาจเลือกใช้ผนัง PIR (PIR Wall) หรือที่เรียกกันโดยแพร่หลายว่า Sandwich Panel ที่เป็นแผ่นโฟมสำเร็จรูป สะดวกในการติดตั้ง และประหยัด ด้วยความหนาและความแข็งแรงที่ต้องการ นอกจากนี้การใช้ผนังอื่นๆ ก็สามารถทำได้ แล้วแต่ความต้องการของ Owner

2.3 ฝ้าเพดาน

2.4 งานประตู 

การใช้ประตูในห้องคลีนรูมสามารถออกแบบได้หลายอย่าง ขึ้นอยู่กับฟังก์ชันและความต้องการของ Owner เช่น ประตูสไลด์ อาจจะเป็นแบบอัตโนมัติหรือไม่ก็ได้ หรืออาจจะเป็นประตูสวิง ที่มีหน้าบานแตกต่างกัน ด้ามจับ รวมไปถึงระบบรักษาความปลอดภัยต่างๆ นอกจากนี้ห้องผ่าตัดในโรงพยาบาลยังนิยมใช้ “ประตูสุญญากาศ (Hermetic Door)” เพื่อรักษาแรงดันภายในคลีนรูมตามที่กำหนดในการใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดอีกด้วย

3. ระบบปรับอากาศ (Air Handling Unit: AHU)

เป็นระบบที่ควบคุมอากาศภายในคลีนรูม ด้วยการคำนวณปริมาณลมเข้า-ออก อุณหภูมิ ฯลฯ และระบบชุดกรองต่างๆ ที่เกี่ยวข้องในการรักษาระดับความสะอาดและประสิทธิภาพต่างๆ ของคลีนรูม ซึ่งต้องอาศัยการออกแบบ คำนวณและติดตั้งโดยผู้เชี่ยวชาญ

3.1 ระบบ HVAC และท่อส่งลม

เป็นระบบหนึ่งในระบบปรับอากาศ AHU ซึ่ง HVAC จะเป็นที่เข้าใจง่ายๆ ว่าเป็นระบบปรับอากาศภายในอาคารพาณิชย์หรือครัวเรือนทั่วไปก็ได้ แต่การใช้งานใน Cleanroom จะมีการออกแบบที่ร่วมกับการใช้แผ่นกรอง เช่น HEPA Filter, ULPA Filter และ Medium Filter ในการกรองฝุ่นละอองและอนุภาคต่างๆ เพื่อรักษาระดับความสะอาดของห้อง Cleanroom ตามที่ตั้ง Spec ไว้ รวมถึงมีการออกแบบทางเดินลม และการปรับอากาศที่มีความเฉพาะตัว

3.2 ระบบควบคุมอัตโนมัติ (Control System)

ระบบที่ออกแบบในการควบคุมการปรับอากาศในคลีนรูมโดยเฉพาะ ซึ่งสามารถแสดงค่าอุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์ และความดันที่หน้าจอแสดงผล โดยมีระบบแจ้งเตือนต่างๆ เช่น AHU Alarm, Exhaust Alarm, Heater Alarm เพื่อความสะดวกและการตรวจเช็กที่รวดเร็ว

4. อุปกรณ์ภายในคลีนรูม (Cleanroom Equipment)

อุปกรณ์ที่ออกแบบเฉพาะในการใช้งานห้องคลีนรูมเพื่อรักษาระดับความสะอาด ป้องกันฝุ่น มีประสิทธิภาพในการติดไฟต่ำกว่าอุปกรณ์บางอย่าง ทนทานต่อสารเคมี และอื่นๆ ที่เหมาะสมกับคลีนรูมประเภทนั้นๆ โดยอุปกรณ์ภายในที่นิยมใช้ ได้แก่ Passbox (ช่องส่งของภายในคลีนรูม), Air Shower หรือตู้เป่าลมสะอาด, Clean Booth, ลำโพงคลีนรูม (Cleanroom Speaker), Lift ที่ใช้ในคลีนรูม ฯลฯ

นอกจากนี้ยังมีสินค้าสิ้นเปลือง (สินค้าใช้แล้วทิ้ง หรือที่เรียกว่า Cleanroom Consumables) ในการปฏิบัติงานในห้องคลีนรูมเพื่อรักษาความสะอาดและลดปริมาณฝุ่นจากแหล่งปนเปื้อนในห้องคลีนรูมต่างๆ โดย Cleanroom Consumables ได้แก่ หน้ากากอนามัย, Sticky Mat, Cleanroom Garment, ชุด Smock, แว่นตา, Wiper ฯลฯ

5. การตรวจสอบห้องคลีนรูม (Cleanroom Testing)

หลังจากการก่อสร้างห้องคลีนรูมเสร็จสิ้น สิ่งสำคัญที่จะขาดไม่ได้คือการทดสอบคลีนรูม (มีทั้งการตรวจสอบคลีนรูมอิเล็กทรอนิกส์ และทดสอบคลีนรูมในอุตสาหกรรมทางการแพทย์) ซึ่งในการใช้คลีนรูมปกติแล้ว ควรต้องทำการตรวจสอบเป็นประจำทุกปีตามมาตรฐาน NEBB เพื่อรักษาประสิทธิภาพคลีนรูมและตรวจระบบต่างๆ เช่น HVAC HEPA FIlter ระบบขนส่งลม เพื่อรักษาความเป็นแรงดันบวก-ลบในห้องคลีนรูม ตรวจหารอยรั่วต่างๆ ฯลฯ 

โดยการทดสอบห้องคลีนรูม หรือ Cleanroom Performance Testing มีทั้งแบบ Primary Test และ Secondary Test แล้วแต่ความต้องการของ Owner ซึ่งโดยทั่วไปการตรวจสอบจะเป็นการตรวจหารอยรั่ว (Filteration Leakage) ตรวจวัดอนุภาคฝุ่น (Particle Count) ตรวจสอบความดันตกคร่อม (Pressure Differentation) ของ HEPA Filter ตรวจค่าความเข้มแสง ระดับเสียง เป็นต้น ซึ่งต้องทำการทดสอบโดยผู้เชี่ยวชาญที่ได้รับมาตรฐาน และมีใบ Certification จาก NEBB เพื่อรองรับมาตรฐานสากลและการตรวจสอบอย่างมีประสิทธิภาพเชื่อถือได้

ตามติดชีวิตทีม Test! ของ Cleanroom by VOV International

 

**หมายเหตุ: นี่เป็นเพียงการออกแบบในภาพรวมเท่านั้น การออกแบบห้องคลีนรูมยังมีรายละเอียดและข้อควรคำนึงถึงอีกมากมายที่ต้องการผู้เชี่ยวชาญในการออกแบบ สร้าง และตรวจสอบ (Cleanroom Test) โดยสามารถติดต่อสอบถามวิศวกรผู้เชี่ยวชาญของ VOV International ได้ที่นี่: Contact Us