Introductio
Conclave purum est fundamentum moderationis pollutionis. Sine conclavi puro, partes pollutioni obnoxiae in serie produci non possunt. In FED-STD-2, conclave purum definitur ut conclave cum filtratione, distributione, optimizatione, materiis aedificatoriis et apparatu aeris, in quo specificae rationes operationis regulares adhibentur ad concentrationem particularum aere transportatarum moderandam ut gradus puritatis particularum aptus assequatur.
Ut bonus effectus munditiae in cubiculo mundo obtineatur, necesse est non solum in rationabilibus mensuris purificationis aeris conditionati intendere, sed etiam processus, constructio, aliaeque artes ad correspondentes mensuras adhibendas cogi: non solum consilium rationabile, sed etiam diligentem constructionem et institutionem secundum specificationes, necnon usum rectum cubiculi mundorum, et scientificam sustentationem et administrationem. Ut bonus effectus in cubiculo mundo obtineatur, multae litterae domesticae et externae ex variis perspectivis expositae sunt. Re vera, difficile est optimam coordinationem inter varias artes assequi, et designatoribus difficile est qualitatem constructionis et institutionis, necnon usum et administrationem, praesertim posteriorem, comprehendere. Quod ad mensuras purificationis cubiculi mundorum attinet, multi designatores, vel etiam partes constructionis, saepe non satis attendunt ad condiciones necessarias, unde effectus munditiae insatisfactorius evenit. Hic articulus tantum breviter quattuor condiciones necessarias ad requisita munditiae in mensuris purificationis cubiculi mundorum assequendas tractat.
1. Puritas aeris subministrationis
Ut munditia aeris commeatus requisitis respondeat, clavis est effectus et installatio filtri ultimi systematis purificationis.
Selectio filtri
Filtrum ultimum systematis purificationis plerumque filtrum HEPA vel filtrum sub-HEPA adhibet. Secundum normas patriae meae, efficacia filtrorum HEPA in quattuor gradus dividitur: Classis A est ≥99.9%, Classis B est ≥99.9%, Classis C est ≥99.999%, Classis D est (pro particulis ≥0.1μm) ≥99.999% (etiam filtra ultra-HEPA appellata); filtra sub-HEPA sunt (pro particulis ≥0.5μm) 95~99.9%. Quo maior efficacia, eo pretiosius filtrum. Ergo, cum filtrum eligimus, non solum requisitis puritatis aeris, sed etiam rationalitate oeconomica inspiciendum est.
Ex prospectu requisitorum munditiae, principium est ut filtri parvi effectus pro conclavibus mundis inferioris gradus et filtri magni effectus pro conclavibus mundis superioris gradus adhibeantur. Generaliter: filtri altae et mediae efficaciae pro gradu 1 millionis adhiberi possunt; filtri sub-hepa vel Classis A hepa pro gradibus infra classem 10,000 adhiberi possunt; filtri Classis B pro classibus 10,000 ad 100 adhiberi possunt; et filtri Classis C pro gradibus 100 ad 1 adhiberi possunt. Videtur duo genera filtrorum pro quolibet gradu munditiae eligenda esse. Utrum filtri magni effectus an parvi effectus eligendi sint, a condicione specifica pendet: cum pollutio ambitus gravis est, aut proportio exhaustoria interior magna est, aut conclave mundum praecipue grave est et maiorem factorem securitatis requirit, in his vel uno horum casibus, filtrum altae classis eligendum est; aliter, filtrum minoris effectus eligi potest. Pro conclavibus mundis quae particularum 0.1μm moderationem requirunt, filtri Classis D eligenda sunt, cuiuscumque concentrationis particularum moderatae sit. Supra dicta tantum ex prospectu filtri sunt. Re vera, ad bonum filtrum eligendum, etiam proprietates cubiculi puri, filtri, et systematis purificationis plene considerare debes.
Installatio filtri
Ad munditiam aeris copiae conservandam, non sufficit tantum filtra idonea habere, sed etiam curare ut: a. Filtrum non laedatur in transportatione et institutione; b. Institutio sit firma. Ad primum punctum assequendum, oportet operarios constructionis et institutionis bene eruditos esse, cum scientia institutionis systematum purificationis et peritia institutionis. Alioquin difficile erit curare ne filtrum laedatur. Sunt gravia documenta in hac re. Deinde, problema firmae institutionis maxime pendet a qualitate structurae institutionis. Manuale designandi plerumque commendat: pro filtro singulari, institutio aperta adhibetur, ita ut etiam si effluxionem acciderit, in cubiculum non effluat; utendo exitu aeris HEPA perfecto, firma etiam facilius est curare. Pro aere filtrorum plurium, sigillatio gelatinosa et sigillatio pressionis negativae saepe his annis adhibita sunt.
Obsignatio gelatinosa efficit ut iunctura receptaculi liquidi arcte firma sit et tota structura in eodem plano horizontali sit. Obsignatio pressionis negativae est ut exterior peripheria iuncturae inter filtrum et capsam pressionis staticae et structuram in statu pressionis negativae sit. Sicut in institutione aperta, etiam si effluat, in conclave non effluet. Re vera, dummodo structura institutionis plana sit et extremitas filtri uniformiter cum structura institutionis tangat, facile esse debet filtrum requisitis firmitatis institutionis in quolibet genere institutionis satisfacere.
2. Ordo fluxus aeris
Ordinatio fluxus aëris in conclavi puro differt ab ordinatione conclavis generalis cum aëre temperato. Requirit ut aer purissimus primum ad aream operationis feratur. Eius munus est pollutionem in res tractatas limitare et reducere. Ad hoc, haec principia consideranda sunt cum ordinatio fluxus aëris designatur: currentes vorticosi minuere ne pollutio extrinsecus areae laboris in aream laboris inferatur; pulverem secundarium volare prohibere conari ut periculum pulveris materiam contaminantis minuatur; fluxus aëris in area laboris quam uniformis esse debet, et celeritas venti eius requisitis processus et hygienes satisfacere debet. Cum fluxus aëris ad exitum aëris reditus fluit, pulvis in aëre efficaciter removeri debet. Modi distributionis et reditus aëris diversi secundum requisita munditatis elige.
Diversae societates fluxus aëris suas proprias proprietates et fines habent:
(1). Fluxus verticalis unidirectionalis
Praeter communes commoditates fluxus aeris uniformis deorsum versus obtinendi, dispositionis instrumentorum processus facilioris, validae facultatis autopurgationis, et facilitatis communibus ut facilitatibus purificationis personalis simplificandi, quattuor modi aeris suppeditandi etiam sua commoda et incommoda habent: filtra HEPA plene tecta commoda resistentiae humilis et cycli longi substitutionis filtrorum habent, sed structura lacunaris complexa est et sumptus altus; commoda et incommoda distributionis filtri HEPA lateraliter tecti desuper et distributionis laminae plenae foraminis desuper contraria sunt illis distributionis filtri HEPA plene tecti desuper. Inter haec, distributione laminae plenae foraminis desuper facile pulverem in superficie interna laminae orificii accumulat cum systema non continuo operatur, et mala cura aliquem impulsum in munditiam habet; distributione diffusoris densi desuper stratum mixtionis requirit, ita solum apta est conclavibus mundis altis supra 4m, et eius proprietates similes sunt distributioni laminae plenae foraminis desuper; modus aeris reditus pro lamina cum clathris in utroque latere et exitibus aeris reditus aequaliter dispositis in fundo parietum oppositorum solum apta est conclavibus mundis cum spatio retiali minore quam 6m in utroque latere; Exitus aeris reditus, in fundo parietis unius lateris dispositi, tantum conclavibus mundis cum parva distantia inter parietes (exempli gratia ≤<2~3m) apti sunt.
(2). Fluxus horizontalis unidirectionalis
Prima tantum area laboris gradum puritatis centum attingere potest. Cum aer ad alteram partem fluit, pulveris concentratio paulatim crescit. Ergo, tantum aptum est conclavibus mundis cum diversis requisitis puritatis pro eodem processu in eodem conclavi. Distributio localis filtrorum HEPA in pariete aeris alimentationis usum filtrorum HEPA reducere et initialem pecuniam conservare potest, sed vorticosi in locis localibus inveniuntur.
(3). Fluxus aeris turbulenti.
Eaedem sunt proprietates distributionis desuper laminarum orificiorum et distributionis desuper diffusorum densorum ac supra memoratae: commoda distributionis lateralis sunt facilitas disponendi fistulas, nulla interlaminatio technica necessaria, sumptus humilis, et apta renovationi officinarum veterum. Incommoda sunt celeritas venti in area laboris magna, et concentratio pulveris in latere deorsum ventum maior est quam in latere supra ventum; distributionis desuper exitus filtri HEPA commoda habet systematis simplicis, nullorum fistularum post filtrum HEPA, et fluxus aeris puri directe in aream laboris translati, sed fluxus aeris purus lente diffunditur et fluxus aeris in area laboris uniformior est; tamen, cum plures exitus aeris aequaliter dispositi sunt vel exitus aeris filtri HEPA cum diffusoribus adhibentur, fluxus aeris in area laboris etiam uniformior fieri potest; sed cum systema non continue currit, diffusor pulveri accumulationi obnoxius est.
Supra dicta omnia in statu optimo sunt et a specificationibus, normis vel manualibus designandi nationalibus pertinentibus commendantur. In proiectis actualibus, ordinatio fluxus aëris non bene designatur propter condiciones obiectivas vel causas subiectivas designatoris. Inter communes sunt: fluxus verticalis unidirectionalis aërem reditum ex parte inferiore duorum parietum adiacentium adhibet, classis localis 100 aërem superiorem et superiorem reditum adhibet (id est, nulla cortina suspensa sub exitu aëris locali addita), et camerae mundae turbulentae aërem exitum filtri HEPA aërem superiorem aërem reditumque superiorem vel unius lateris reditum inferiorem (spatium maius inter parietes) adhibent, et cetera. Hae rationes ordinationis fluxus aëris mensuratae sunt et maxima pars munditiae earum requisitis designandi non satisfacit. Propter specificationes hodiernas pro acceptatione vacua vel statica, quaedam ex his camerae mundae vix gradum munditiae designatum in condicionibus vacua vel staticis attingunt, sed facultas impedimenti contra pollutionem valde humilis est, et cum camera munda statum operandi iniit, requisitis non satisfacit.
Recta ordinatio fluxus aëris constituenda est velis ad altitudinem areae laboris in regione pendentibus, et classis 100,000 non debet superiorem impulsionem nec superiorem reditum adhibere. Praeterea, pleraeque officinae nunc exitus aëris altae efficientiae cum diffusoribus producunt, et eorum diffusores tantum laminae orificii decorativae sunt nec munus diffusionis fluxus aëris agunt. Designatores et usores huic rei peculiariter attendere debent.
3. Volumen aeris vel velocitas aeris
Volumen ventilationis sufficiens est ad aerem contaminatum interiorem diluendum et removendum. Secundum varias munditiae requisitas, cum altitudo neta camerae purae alta est, frequentia ventilationis rite augenda est. Inter has, volumen ventilationis camerae purae 1 millionis graduum secundum systema purificationis altae efficientiae consideratur, reliquum secundum systema purificationis altae efficientiae consideratur; cum filtra HEPA camerae purae classis 100,000 in camera machinarum concentrantur vel filtra sub-HEPA in fine systematis adhibentur, frequentia ventilationis rite augeri potest 10-20%.
Pro supradictis valoribus voluminis ventilationis commendatis, auctor credit: celeritatem venti per sectionem cubiculi camerae purae fluxus unidirectionalis esse humilem, et cameram puram turbulentam valorem commendatum cum factore salutis sufficienti habere. Fluxus unidirectionalis verticalis ≥ 0.25m/s, fluxus unidirectionalis horizontalis ≥ 0.35m/s. Quamquam requisita munditiae impleri possunt cum in condicionibus vacuis vel staticis probantur, facultas antipollutionis mala est. Postquam cubiculum statum operandi iniit, munditia requisitis fortasse non satisfacit. Hoc genus exempli non est casus singularis. Simul, nullae ventilabrae aptae systematibus purificationis in serie ventilabrorum patriae meae sunt. Generaliter, designatores saepe non faciunt accuratas calculationes resistentiae aeris systematis, vel non animadvertunt utrum ventilabrum electum in puncto operandi magis favorabili in curva characteristica sit, quod efficit ut volumen aeris vel celeritas venti valorem designatum non attingat paulo postquam systema in operationem positum est. Norma foederalis Civitatum Foederatarum (FS209A~B) statuit velocitatem fluxus aëris in camera pura unidirectionali per sectionem transversalem camerae purae plerumque ad 90 pedes/min (0.45 m/s) servari, et discrepantiam velocitatis intra ±20% esse sub condicione nullae impedimenta in tota camera. Quaevis diminutio significativa in velocitate fluxus aëris possibilitatem temporis autopurgationis et pollutionis inter positiones laboris augebit (post promulgationem FS209C mense Octobri anni 1987, nullae regulae factae sunt pro omnibus indicatoribus parametrorum praeter concentrationem pulveris).
Quapropter auctor credit aptum esse valorem designationis domesticae velocitatis fluxus unidirectionalis rite augere. Nostra unitas hoc in proiectis realibus fecit, et effectus est relative bonus. Camerae mundae turbulentae valorem commendatum cum factore securitatis satis sufficiente habent, sed multi designatores adhuc non certi sunt. Cum designationes specificas faciunt, volumen ventilationis camerae mundae classis 100,000 ad 20-25 vicibus/h, camerae mundae classis 10,000 ad 30-40 vicibus/h, et camerae mundae classis 1000 ad 60-70 vicibus/h augent. Hoc non solum capacitatem instrumentorum et initialem pecuniam collocatam auget, sed etiam futuras sustentationis et administrationis sumptus auget. Re vera, non opus est hoc facere. Cum mensuras technicas purgationis aeris patriae meae compilarem, plus quam camerae mundae classis 100 in Sinis investigatae et mensuratae sunt. Multae camerae mundae sub condicionibus dynamicis probatae sunt. Eventus demonstraverunt volumina ventilationis camerarum mundarum classis 100,000 ≥10 vicibus/h, camerarum mundarum classis 10,000 ≥20 vicibus/h, et camerarum mundarum classis 1000 ≥50 vicibus/h requisitis satisfacere posse. Norma Foederalis Civitatum Foederatarum (FS2O9A~B) praescribit: camerae mundae non unidirectionales (classis 100,000, classis 10,000), altitudine camerae 8~12 pedes (2.44~3.66m), plerumque considerantur totam cameram ventilari saltem semel singulis tribus minutis (i.e. 20 vicibus/h). Quapropter, specificatio designationis magnum coefficiens superfluum in rationem duxit, et designator tuto eligere potest secundum valorem commendatum voluminis ventilationis.
4. Differentia pressionis staticae
Conservatio pressionis positivae certae in conclavi mundo est una ex condicionibus necessariis ad efficiendum ut conclave mundum non sit pollutum vel minus pollutum ad gradum munditiae designatum conservandum. Etiam in conclavibus mundorum pressionis negativae, necesse est conclavia vel cubicula adiacentia cum gradu munditiae non inferiore suo gradu habere ad pressionem positivam certam conservandam, ita ut munditia conclavis mundorum pressionis negativae conservari possit.
Valor pressionis positivae cubiculi puri ad valorem refertur cum pressio statica interna maior est quam pressio statica externa, omnibus ianuis et fenestris clausis. Hoc efficitur hac methodo ut volumen aeris immissi systematis purificationis maius sit quam volumen aeris reditus et volumen aeris exhausti. Ut valor pressionis positivae cubiculi puri conservetur, ventilatores immissi, reditus et exhausti inter se coniunguntur. Cum systema accenditur, primum ventilator immissi incipitur, deinde ventilatores reditus et exhausti incipiuntur; cum systema extinguitur, primum ventilator exhaustus extinguitur, deinde ventilatores reditus et exhausti extinguuntur, ne cubiculum purum contaminetur cum systema accenditur et extinguitur.
Volumen aeris necessarium ad pressionem positivam camerae purae conservandam praecipue a firmitate structurae conservatoriae determinatur. Initio constructionis camerae purae in patria mea, propter firmitatem structurae clausae insufficientem, bis ad sexies per horam aeris copia opus erat ad pressionem positivam ≥5Pa conservandam; nunc, firmitas structurae conservatoriae valde emendata est, et tantum semel ad bis per horam aeris copia requiritur ad eandem pressionem positivam conservandam; et tantum bis ad ter per horam aeris copia requiritur ad ≥10Pa conservandam.
Specificationes designandi patriae meae [6] statuunt ut differentia pressionis staticae inter conclavia munda diversorum graduum et inter areas mundas et areas non mundas non minor sit quam 0.5 mm H₂O (~5 Pa), et differentia pressionis staticae inter aream mundam et exteriorem non minor sit quam 1.0 mm H₂O (~10 Pa). Auctor putat hunc valorem nimis humilem videri ob tres causas:
(1) Pressio positiva significat facultatem cubiculi puri ad pollutionem aeris interioris per rimas inter ianuas et fenestras supprimendam, vel ad polluentes qui in cubiculum penetrant cum ianuae et fenestrae per breve tempus aperiuntur minuendos. Magnitudo pressionis positivae vim facultatis pollutionis supprimendae indicat. Scilicet, quo maior pressio positiva, eo melius (de quo postea disseremus).
(2) Volumen aeris ad pressionem positivam requisitum limitatum est. Volumen aeris requisitum ad pressionem positivam 5Pa et pressionem positivam 10Pa tantum circiter semel in hora differt. Cur non id fit? Plane melius est limitem inferiorem pressionis positivae ut 10Pa sumere.
(3) Norma Foederalis Civitatum Foederatarum (FS209A~B) praescribit, cum omnes aditus et exitus clausi sunt, minimam differentiam pressionis positivae inter conclave purum et quamlibet aream adiacentem humilis munditiae esse 0.05 uncias columnae aquae (12.5Pa). Hic valor a multis nationibus receptus est. Sed valor pressionis positivae conclavis puri non est quo altior eo melius. Secundum experimenta machinalia nostrae unitatis per plus quam 30 annos, cum valor pressionis positivae ≥ 30Pa est, difficile est ianuam aperire. Si ianuam neglegenter claudis, sonitum faciet! Homines terrebit. Cum valor pressionis positivae ≥ 50~70Pa est, intervalla inter ianuas et fenestras sibilum edent, et debiles vel qui symptomata incongrua habent incommodum sentient. Attamen specificationes vel normae pertinentes multarum nationum, tam domesticae quam externae, limitem superiorem pressionis positivae non specificant. Quam ob rem, multae unitates tantum requisitis limitis inferioris satisfacere student, quantumvis limes superior sit. In vero cubiculo puro, cui auctor occurrit, valor pressionis positivae ad 100Pa vel plus pervenit, quod effectus pessimos affert. Re vera, pressionem positivam adaptare non est res difficilis. Omnino fieri potest ut intra certum ambitum eam moderetur. Documentum quoddam affirmavit quandam nationem in Europa Orientali valorem pressionis positivae ad 1-3mm H2O (circiter 10~30Pa) statuere. Auctor putat hunc ambitum magis aptum esse.
Tempus publicationis: XIII Februarii, MMXXXV