في المشهد الاقتصادي الحالي، أدى التوسع السريع لأبحاث وتحليلات تقنية النانو عبر مختلف الصناعات إلى خلق زخم نمو كبير للمختبرات النظيفة صغيرة الحجم. وسواء كان الأمر يتعلق بتطوير مواد مركبة للسيارات، أو منتجات التعبئة والتغليف، أو الطلاءات البصرية والسطحية، أو أنظمة الكشف البيولوجي والكيميائي، أو عوامل مضادة للبكتيريا، أو التقنيات الطبية المتقدمة - مثل علاج السرطان، وتوصيل الأدوية الموجه، والتصوير التشخيصي، وأنظمة المراقبة - فهناك طلب غير مسبوق على الغرف النظيفة الحديثة.

في كثير من الحالات، تتم إعادة بناء المختبرات النظيفة داخل مساحات المرافق الحالية. وبالنسبة للغرف النظيفة صغيرة الحجم، فإن التحدي الرئيسي يتمثل في تحديد كيف يمكن تجديد المناطق الحالية وتحديثها ضمن ميزانية محدودة لتلبية متطلبات العمليات الصارمة بالكامل. Cnsterilezoom وجدت أن العديد من الشركات والمؤسسات البحثية تفكر في استئجار مساحات مصانع صناعية لإنشاء مختبرات خاضعة للرقابة. حتى أن بعض المنظمات تخطط لتحويل المصانع المستأجرة التي لم يتم تصميمها في الأصل للاستخدام المخبري إلى مختبرات نظيفة معتمدة. وبالنسبة لهذه الشركات والمعاهد البحثية، فإن إعادة تصميم المرافق الحالية أو ترقية مباني المصانع المستأجرة يطرح تحديات تقنية مماثلة. تتناول هذه المقالة العديد من هذه الاعتبارات الحرجة.

في الآونة الأخيرة، استشار أحد العملاء شركتنا لتصميم مختبر نظيف علامة تجارية جديدة لمنشأتهم. وبصفته مستثمراً في المشروع، أوضح قائلاً: "لقد وجدنا مبنى ممتازاً ونخطط لاستئجاره". من منظور التأجير التجاري، غالباً ما تركز المبنى الأمثل على الموقع والمظهر الجمالي؛ ومع ذلك، عند تخطيط وتصميم مختبر نظيف، فإن العوامل التقنية الأساسية تمتد إلى ما هو أبعد بكثير من مجرد خلق بيئة نظيفة.

من المفاهيم الخاطئة الشائعة أن بناء غرفة نظيفة يعزز ببساطة شراء صندوق معياري مسبق الصنع، وتثبيته داخل مصنع قائم، وتنشيط الإضاءة وحدات تصفية المراوح لبدء العمليات. في الواقع، تعالج هذه التدابير الحد الأدنى فقط من معايير بناء الغرف النظيفة وتتقاصر عن متطلبات الهندسة التي تتطلبها معظم مرافق الغرف النظيفة الصناعية.

عند تقييم مساحة لتحويل محتمل لمختبر، فإن الاعتبار الأساسي هو ضمان قدرة هيكل المبنى الحالي على تحقيق وظائف التشغيل المقصودة وتلبية معايير الغرف النظيفة التنظيمية. باختصار، يجب على فرق المشروع أولاً تحديد إجراءات التشغيل الدقيقة والبروتوكولات التي يتطلبها المختبر، حيث تتضمن كل عملية اعتبارات هندسية مميزة تتطلب اهتماماً دقيقاً.

1. معدات العمليات

الظروف البيئية المطلوبة (مستوى النظافة، درجة الحرارة، الرطوبة).

المساحة الإجمالية (مساحة التشغيل بالإضافة إلى ممر الصيانة).

الارتفاع والعرض (الخلوص لقناة المدخل، وخلوص تركيب المصعد).

الوزن (الحمل الذي يمكن أن تحمله بنية المبنى القائم).

2. الإمدادات الخارجية المرتبطة بالعملية

جودة المياه المزودة للمبنى.

تصريف نفايات المختبرات.

مياه عالية النقاء (مياه منزوعة الأيونات ذات تناضح عكسي [RODI]، مياه للحقن [WFI]، مياه مقطرة).

الفراغ (التفريغ)، الهواء الجاف المضغوط (CDA).

الغازات والمواد الكيميائية (الخطرة وعالية النقاء).

غازات نفايات العمليات.

إمداد الطاقة (الجهد المتاح، الموثوقية والجودة).

3. تدابير الأمان

المواد الخطرة (النقل، التحميل والتفريغ، التخزين، جمع / معالجة النفايات).

فصل حركة الأفراد عن حركة المواد الكيميائية / الهواء.

إمكانية الوصول إلى الموقع والمبنى.

متطلبات أو لوائح السلامة في مختلف البلدان المتعلقة بالمواد الخطرة.

4. متطلبات المساحة الإجمالية

المساحة التي يمكن تعديلها أو استئجارها.

مساحة المختبر.

المساحة الاحتياطية للمختبر (غرفة المعدات، غرفة تخزين المواد الكيميائية والغازات).

المساحة الاحتياطية لغرفة الأبحاث (غرفة تبديل الملابس، غرفة المعدات).

المساحة الميكانيكية لغرفة الأبحاث (غرفة وحدة تدوير الهواء [RAU]، المبرد، المرطب، إمدادات المياه، إلخ).

المساحة الكهربائية لغرفة الأبحاث (غرفة الكهرباء، غرفة الخوادم، خزانة تقنية المعلومات، مولد الطوارئ).

مساحة السقف المتاحة.

5. الميزانية والتقدم

قيود الوصول إلى موقع البناء.

التدخل في الأنشطة الجارية.

مدى جدوى الموعد النهائي للبناء.

متطلبات التصميم

قبل الشروع في أي عملية تصميم أو تخطيط، تتمثل الخطوة الأولى في التحقيق في المرافق القائمة للتأكد ممّا إذا كانت الرسومات الحالية تعكس بدقة الظروف الفعلية في الموقع. داخل المباني، يمكن أن تشكل الأنظمة القديمة عقبات متكررة أثناء التصميم، وهو تحدٍ يواجه عادةً الأنابيب الرئيسية للتدفئة والتهوية وتكييف الهواء، وإمدادات المياه، وأنابيب الصرف، وغيرها من البنية التحتية الأساسية. علاوة على ذلك، يجب التحقق من ظروف الأسقف الحالية لضمان استيعابها لجميع متطلبات العادم والمعدات الميكانيكية.

التحضير قبل البناء

أثناء تقييم الظروف الحالية للموقع، من المهم بنفس القدر تقييم ما إذا كانت ظروف السوق تتوافق مع معايير المصنع الحالية، مما يضمن تلبية الجدول الزمني للمشروع ومعايير الأداء. وأثناء اختيار المواد، يبقى الاعتبار الأساسي هو ما إذا كانت توفر المواد والجداول الزمنية للمشتريات قادرة على تلبية متطلبات الجدول الزمني العام للمشروع.

يجب تنظيم دخول وخروج المواد والمعدات والأفراد خلال مرحلة التخطيط المسبق للبناء لضمان وصول فرق الموردين إلى موقع البناء فوراً دون مواجهة تأخيرات تتعلق بالوصول. وعادةً ما يكون النهج الأمثل لحل تحديات الوصول إلى الموقع هو إنشاء ممرات مؤقتة وغرف تبديل ملابس. على الرغم من أن تخصيص مدخل منفصل للبناء قد يبدو وكأنه تكلفة إضافية أثناء التخطيط، إلا أن كفاءة التشغيل المكتسبة أثناء البناء تعوض هذه التكلفة بأضعاف.

أثناء شحن وتخزين المواد والمكونات، يُعد التمييز بين المناطق النظيفة وغير النظيفة أمراً بالغ الأهمية، لذا يجب تضمين ذلك في الجدول الزمني العام وخطة التجديد. إن تطبيق إجراءات مناولة المواد المناسبة يقلل بشكل كبير من تكاليف العمالة ويمنع التلوث. إن الاستمرار في مناولة المواد ونقلها يزيد من خطر التلف، مما قد يؤدي في النهاية إلى تأخير الجدول الزمني لمشروع التجديد. تضمن خطة الخدمات اللوجستية المصممة جيداً والمقترنة بإدارة البناء الصارمة تسليم المواد في الوقت المناسب وتبسيط مراحل التجهيز أثناء التركيب. ولتحقيق ذلك، يلزم تقليل المساحة اللازمة لنقل المواد مع تعظيم مرونة الموقع.

طوال عملية البناء بأكملها، يجب أن تظل منطقة العمل معزولة تماماً عن مناطق التشغيل المحيطة، مما يجعل التخطيط الشامل للاحتواء أمراً بالغ الأهمية خلال مرحلة التصميم الهندسي. تشمل المناطق الحرجة التي يجب معالجتها الفراغ السقفي (البلينوم) فوق السقف، وأنظمة الأنابيب، وغرف الضغط الثابت، وجدران عودة الهواء المزدوجة، وأنابيب العمليات السائلة، ومساحات الأرضيات المرتفعة. يعمل العزل السليم على الحد من التلوث المحمول جواً وتقليل التلوث الناجم عن أنشطة الهدم والتجديد.

مشاكل مواد البناء

1. تتطلب معايير غرف التنظيف مواد لا تولد غباراً، وهياكل تمنع تراكم الغبار، وعواميد إغلاق تبقى محكمة وغير منفذة للجسيمات، مما يعني أن مواد التشطيب لغرف التنظيف تحدد بشكل مباشر مستوى تصنيف النظافة. يجب أن تستوفي مواد غرف التنظيف معايير صارمة للعزل الحراري، والحماية من الحريق، ومقاومة الرطوبة. يجب أن تكون الأسطح ناعمة، وخالية من الفواصل، وخالية من الشقوق، ومحكمة التركيب، مع انعدام إطلاق الجسيمات ومقاومة عالية للتنظيف والتطهير الروتيني.

2. عند تطبيق الطلاءات على لوحات جدارية لغرفة التنظيف و لوحة سقف غرفة التنظيف, يجب أن توفر مواد السطح مقاومة فائقة للتآكل، وسولة الغسيل، وملمساً ناعماً، ومقاومة للعفن.

3. يجب تنفيذ تدابير إحكام موثوقة للوصلات الهيكلية وفجوات البناء لـ أبواب غرفة التنظيف, والنوافذ، والجدران الفاصلة، والأسقف، وأسطح الأرضيات.

كيف ينبغي لبيئات غرف التنظيف المختلفة تلبية المتطلبات الوظيفية المحددة عند اختيار مواد التشطيب الداخلي؟

1. تتطلب أسطح غرف التنظيف مسحاً وتعقيماً متكرراً. بالإضافة إلى التنظيف بالماء، يتم تعقيم الأسطح بانتظام باستخدام المطهرات، والكحول، والمذيبات المتخصصة. وبسبب قدرة هذه العوامل الكيميائية على التسبب في تغير لون المواد الضعيفة أو تدهورها أو تقشرها، يجب أن يوفر سطح لوحات غرف التنظيف مقاومة كيميائية معتمدة ضد محاليل التنظيف القوية.

2. تستخدم غرف التنظيف البيولوجية مثل غرف العمليات الجراحية عادة مولدات الأكسجين الثلاثي O ³ للتعقيم والتطهير. إن O ³ (الأوزون) هو عامل مؤكسد قوي يسرع التآكل في المعدات -خاصة المعادن- ويمكن أن يتسبب في باهتة أو تغير لون الطلاءات السطحية القياسية. ونتيجة لذلك، تتطلب مرافق غرف التنظيف من هذا النوع مواد زخرفية ذات مقاومة فائقة للأكسدة بحيث لا تصدأ أبداً.

Endure® مناسب تماماً لحاويات غرف التنظيف في بيئات تطهير بيروكسيد الهيدروجين المبخر (VHP). تشمل خصائصه المميزة مقاومة ممتازة للعوامل الجوية، وخصائص ميكانيكية فائقة، ومطيلية، ومقاومة قوية لمجموعة واسعة من المواد الكيميائية والمذيبات والملونات.