คุณภาพอากาศภายในอาคารมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความสะดวกสบายและสุขภาพร่างกายของผู้ใช้งาน ไม่ว่าจะเป็นอากาศที่มาจากภายนอกหรืออากาศที่หมุนเวียนซ้ำภายในอาคาร ซึ่งอากาศภายในอาคารนั้นอาจมีสิ่งเจือปนอยู่ในปริมาณมากและมีระยะเวลานานจนทำให้เกิดอันตรายต่อผู้ใช้งานหรือสิ่งแวดล้อมจนเกิดเป็นมลพิษทางอากาศภายในอาคารได้ หรือที่เรียกว่า “Indoor Air Pollution”
ซึ่งแหล่งที่มาของปัญหาหลัก ๆ มักมาจากการออกแบบระบบอาคารและการบำรุงรักษา เช่น การทำงานของระบบปรับอากาศอย่าง HVAC (Heating Ventilation and Air Conditioning) ที่ไม่เหมาะสมทำให้ปริมาณอากาศไม่เพียงพอต่อผู้ใช้งาน หรือความดันของอากาศในอาคารมีสภาพเป็นลบ จึงทำให้สารพิษจากภายนอกแทรกซึมผ่านเข้ามาภายในอาคารได้ เช่น ละอองลอย (Aerosol) อากาศชื้น หรือฝุ่นควันอันตรายจากภายนอก เป็นต้น
โดยห้องสะอาด ห้องปลอดเชื้อ หรือห้องคลีนรูม (Cleanroom) เป็นสถานที่ที่ต้องควบคุมปริมาณฝุ่นละออง อุณหภูมิ ความชื้น ความดัน และปัจจัยอื่น ๆ ให้อยู่ในระดับที่กำหนด เพื่อป้องกันการปนเปื้อนในการใช้งานห้องคลีนรูมสำหรับอุตสาหกรรมต่าง ๆ ซึ่งระบบ HVAC ถือเป็นระบบที่มีบทบาทสำคัญเป็นอย่างมากในห้องคลีนรูม เพราะทำหน้าที่ควบคุมอุณหภูมิ ความชื้น ความดัน และคุณภาพอากาศภายในห้องคลีนรูมนั่นเอง
ความสำคัญของระบบ HVAC สำหรับห้องคลีนรูม
ระบบปรับอากาศ HVAC เป็นสิ่งสำคัญอย่างมากสำหรับห้องคลีนรูมในหลายธุรกิจและอุตสาหกรรมต่าง ๆ เนื่องจากห้องคลีนรูมเป็นห้องที่ต้องรักษาสภาพแวดล้อมให้มีความสะอาดและปลอดภัยสำหรับการทำงานอย่างเข้มงวด เช่น โรงพยาบาล ห้องผ่าตัด อุตสาหกรรมยา หรือการผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ที่ต้องการพื้นที่ที่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมปริมาณของอนุภาคในอากาศเพื่อลดการปนเปื้อน และเพื่อรักษามาตรฐานคุณภาพอากาศอย่างเข้มงวด
ซึ่งหัวใจสำคัญของประสิทธิภาพของห้องสะอาดอยู่ที่ “ระบบปรับอากาศ HVAC” ซึ่งเป็นระบบสำคัญที่ช่วยให้มั่นใจในประสิทธิภาพของระบบในการปฏิบัติตามมาตรฐานคุณภาพอากาศที่กำหนดและป้องกันการปนเปื้อนที่อาจเกิดขึ้นภายในห้องได้
หลักการพื้นฐานของระบบปรับอากาศ HVAC
ระบบปรับอากาศ HVAC ย่อมาจาก Heating Ventilation and Air Conditioning เป็นระบบที่ใช้ควบคุมอุณหภูมิ ความชื้น และคุณภาพอากาศภายในอาคาร โดยหลักการพื้นฐานของระบบ HVAC คือ การสร้างสภาพแวดล้อมภายในอาคารที่สะดวกสบายสำหรับผู้อยู่อาศัย โดยการควบคุมอุณหภูมิ ความชื้น และคุณภาพอากาศ นอกจากนี้ยังช่วยในการปรับคุณภาพอากาศภายในอาคารผ่านระบบการระบายอากาศ เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่ดีต่อสุขภาพและการทำงานของผู้อยู่อาศัยหรือผู้ใช้งานในพื้นที่นั้น ๆ ซึ่งประกอบไปด้วย 3 หลักการพื้นฐาน ได้แก่
- การทำความร้อน (Heating) : มีหน้าที่ให้ความร้อนกับพื้นที่เพื่อรักษาอุณหภูมิในระดับที่ต้องการ โดยอาจใช้เครื่องทำความร้อนหรือระบบทำความร้อนผ่านน้ำร้อน ไอน้ำ เป็นต้น
- การระบายอากาศ (Ventilation) : คือกระบวนการแลกเปลี่ยนอากาศภายในกับภายนอกเพื่อจัดการกับคุณภาพอากาศภายใน โดยอาจรวมถึงการกำจัดกลิ่น ควัน ความชื้นและมลพิษต่าง ๆ ในอากาศ
- การปรับอากาศ (Air Conditioning) : ทำหน้าที่ลดอุณหภูมิและควบคุมความชื้นของอากาศภายในพื้นที่ การทำความเย็นมักทำผ่านกระบวนการดูดซับความร้อนจากอากาศภายในแล้วปล่อยออกนอกอาคาร
องค์ประกอบหลักของระบบ HVAC
การออกแบบ และติดตั้งระบบ HVAC ที่ดี จะช่วยให้ระบบปรับอากาศทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ประหยัดพลังงาน และสร้างความสะดวกสบายให้กับผู้ใช้งาน โดยมีองค์ประกอบทั้ง 5 อย่างเหล่านี้ทำงานร่วมกันเพื่อควบคุมอุณหภูมิ ความชื้น และคุณภาพอากาศภายในอาคาร ได้แก่
- ระบบทำความร้อน (Heating): องค์ประกอบของระบบเหล่านี้ ได้แก่ หม้อไอน้ำ เครื่องทำความร้อนไฟฟ้า หรือระบบทำความร้อนอื่น ๆ ที่ใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิภายในอาคารเมื่ออากาศภายนอกหนาวเย็น
- ระบบปรับอากาศ (Air Conditioning): ระบบนี้ลดอุณหภูมิและความชื้นภายในอาคาร โดยการลดอุณหภูมิและดึงความชื้นออกจากอากาศภายใน
- ระบบระบายอากาศ (Ventilation): ระบบนี้ช่วยให้อากาศภายในอาคารถ่ายเทได้ดี และมีอากาศที่บริสุทธิ์ โดยการเอาอากาศเสียและมลพิษออกไปและนำอากาศบริสุทธิ์เข้ามา ระบบระบายอากาศสามารถเป็นแบบธรรมชาติหรือแบบบังคับโดยใช้พัดลมและช่องลมได้
- ระบบควบคุม (Control System): ประกอบด้วยเทอร์โมสตัท ตัวควบคุม และเซนเซอร์ที่ใช้ในการตั้งค่าและตรวจสอบอุณหภูมิ ความชื้น และคุณภาพอากาศ เพื่อให้สภาพแวดล้อมภายในอาคารอยู่ในระดับที่ต้องการ
- ระบบกรองอากาศ (Air Filtration): ทำหน้าที่กรองและล้างอากาศภายในอาคารเพื่อลดปริมาณฝุ่น แบคทีเรีย ไวรัส และอนุภาคอื่น ๆ ที่อาจมีอยู่ในอากาศและช่วยปรับคุณภาพอากาศภายในให้บริสุทธิ์มากยิ่งขึ้น
ปัจจัยสำคัญในการออกแบบระบบ HVAC สำหรับห้องคลีนรูม
การออกแบบระบบปรับอากาศ HVAC สำหรับห้อง Cleanroom วิศวกรจะต้องเข้าใจหลักการเหล่านี้เพื่อออกแบบระบบปรับอากาศให้สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด และช่วยรักษาคุณภาพอากาศในห้องคลีนรูมได้ตามมาตรฐานที่กำหนด โดยมีสิ่งที่ต้องคำนึงถึงดังนี้
- การกรองอากาศและการระบายอากาศ (Air Filtration and Ventilation) : เลือกใช้ระบบกรองอากาศที่มีประสิทธิภาพสูง เช่น HEPA Filter (High Efficiency Particulate Air) เพื่อลดระดับอนุภาคและมลพิษในอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- การควบคุมอุณหภูมิและความชื้น (Temperature and Humidity Control) : ระบบจะต้องควบคุมอุณหภูมิและความชื้นให้อยู่ในช่วงที่เหมาะสมตามข้อกำหนดของห้องคลีนรูม เพื่อป้องกันการเกิดความเสียหายต่อผลิตภัณฑ์หรืออุปกรณ์
- การควบคุมการไหลของอากาศ (Airflow Control) : วิศวกรจะต้องออกแบบระบบการไหลเวียนของอากาศให้เหมาะสม โดยทั่วไปจะใช้ระบบลมเย็นจากด้านบนสู่ด้านล่างหรือจากหน้าไปหลัง เพื่อป้องกันการสะสมของอนุภาค
- การควบคุมแรงดัน (Pressurization) : ต้องรักษาความดันอากาศในห้องคลีนรูมให้สูงกว่าพื้นที่โดยรอบ เพื่อป้องกันการเข้าของอากาศเสียและอนุภาคจากภายนอก
สามารถอ่านหลักการออกแบบเพิ่มเติมได้ที่ : 12 จุดสำคัญ การออกแบบห้องคลีนรูมต้องดูอะไรบ้าง
ความแตกต่างระหว่างระบบ HVAC ในห้องคลีนรูมกับระบบทั่วไป
ระบบ HVAC ในห้องคลีนรูม (Cleanroom) มีความสามารถในการควบคุมอุณหภูมิและความชื้นอย่างแม่นยำมากกว่าระบบทั่วไป เนื่องจากสภาพอากาศที่คงที่และความสะอาดเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับห้องคลีนรูม โดยมักจะมีการออกแบบให้มีการจ่ายอากาศเพิ่มเมื่อมีความจำเป็น เช่น เมื่อมีการเปิดปิดประตูหรือเมื่อมีการทำงานในห้องที่ทำให้เกิดอุณหภูมิสูง ระบบ HVAC ในห้องคลีนรูมมักใช้ตัวกรองที่มีประสิทธิภาพสูงอย่าง HEPA Filters เพื่อลดการสะสมของอนุภาคขนาดเล็กและมลพิษในอากาศ ซึ่งมีความสำคัญสำหรับการรักษาสภาพอากาศให้คงที่และสะอาด และมักจะมีการควบคุมแรงดันภายในห้องเพื่อป้องกันอากาศที่ไม่บริสุทธิ์และอนุภาคจากภายนอกเข้ามาภายในห้อง ซึ่งช่วยรักษาสภาพอากาศในห้องคลีนรูมให้คงที่และปลอดภัยสำหรับการใช้งานในสถานที่ที่ต้องการความสะอาดอย่างมาก เช่น ห้องคลีนรูม เป็นต้น
CAI Engineering ผู้เชี่ยวชาญด้านอุตสาหกรรมปรับอากาศและคลีนรูม
CAI Engineering คือ ผู้เชี่ยวชาญด้านอุตสาหกรรมปรับอากาศและคลีนรูม (Cleanroom) ที่มีประสบการณ์ยาวนานมากกว่า 20 ปีแบบครบวงจร โดยในการออกแบบ ติดตั้ง และบำรุงรักษาระบบ HVAC สำหรับห้องคลีนรูมนั้นจะต้องตอบโจทย์ความต้องการลูกค้าและถูกต้องตามหลักการออกแบบวิศวกรรม ตลอดจนการควบคุมการติดตั้งให้เป็นไปตามที่ออกแบบไว้และสอดคล้องกับมาตรฐาน ISO 14644 เพื่อให้ได้ห้องคลีนรูมที่มีประสิทธิภาพ และอำนวยความสะดวกสบายต่อผู้ใช้งานไปพร้อม ๆ กับการรักษ์โลก ด้วยการนำเทคโนโลยีที่ทันสมัยอย่าง BIM เข้ามาช่วยในการออกแบบห้องคลีนรูม และนำเทคโนโลยี BAS มาประยุกต์เข้ากับห้องคลีนรูม เพื่อให้สามารถบรรลุเป้าหมาย NET Zero ได้ในอนาคต
