Thi Công Phòng Sạch Không Đơn Thuần Là Lắp Đặt Thiết Bị

Khi nhìn vào một công trình phòng sạch đang thi công, những hạng mục dễ thấy nhất thường là panel, AHU, đường ống gió, HEPA, FFU, đèn, cửa phòng sạch, pass box hay air shower. Vì vậy, thi công phòng sạch đôi khi bị hiểu đơn giản là đưa các thiết bị này đến công trường và lắp đặt theo bản vẽ.

Thực tế phức tạp hơn nhiều.

Một phòng sạch chỉ thực sự hoàn thành khi kiến trúc, HVAC, MEP, thiết bị và công nghệ sản xuất phối hợp với nhau để tạo ra môi trường kiểm soát đáp ứng yêu cầu đặt ra. Panel đẹp hay AHU công suất lớn không tự động đồng nghĩa với một phòng sạch đạt chuẩn.

ISO 14644-4:2022 tiếp cận phòng sạch theo cả quá trình từ xác định yêu cầu, thiết kế, xây dựng đến khởi động và kiểm tra xác nhận. Điều này cho thấy thi công chỉ là một mắt xích trong toàn bộ quá trình hình thành và đưa phòng sạch vào sử dụng.

Vậy phía sau một công trình phòng sạch hoàn chỉnh thực sự có những gì?

Thi công phòng sạch bắt đầu từ việc hiểu đúng yêu cầu sản xuất

Trước khi lắp đặt bất kỳ thiết bị nào, câu hỏi quan trọng phải là: Phòng sạch này phục vụ quá trình nào và cần kiểm soát những gì?

Một nhà máy dược phẩm, nhà máy điện tử và cơ sở sản xuất thực phẩm có thể cùng sử dụng phòng sạch nhưng yêu cầu kỹ thuật không giống nhau.

Ngay trong một nhà máy, từng khu vực cũng có thể cần điều kiện khác nhau. Sự khác biệt đến từ sản phẩm, công đoạn sản xuất, mức độ nhạy cảm với nhiễm bẩn, thiết bị công nghệ và tiêu chuẩn áp dụng.

Do đó, cấp độ sạch không phải thông số duy nhất cần xác định.

Các yêu cầu về nhiệt độ, độ ẩm, chênh áp, hướng dòng khí, luồng người, luồng nguyên vật liệu, tải nhiệt từ thiết bị và điều kiện vận hành đều có thể tác động đến thiết kế hệ thống.

Đối với sản xuất dược phẩm, WHO xác định GMP nhằm bảo đảm sản phẩm được sản xuất và kiểm soát nhất quán theo tiêu chuẩn chất lượng phù hợp với mục đích sử dụng. Một trong những nhóm rủi ro quan trọng mà GMP hướng đến giảm thiểu là nhiễm chéo và nhầm lẫn trong quá trình sản xuất.

Vì vậy, nếu nhà thầu chỉ nhận một bản vẽ rồi tập trung vào lắp đặt mà không hiểu logic công nghệ phía sau, những xung đột có thể chỉ xuất hiện khi hệ thống được chạy thử hoặc khi nhà máy bắt đầu vận hành.

Xem thêm Thi công phòng sạch tại Anh Khang Cleanroom để tìm hiểu tổng thể các hạng mục của một dự án phòng sạch.

Thi công là quá trình biến thiết kế thành một hệ thống có thể vận hành

Bản vẽ cho biết hệ thống cần được xây dựng như thế nào. Nhưng từ bản vẽ đến công trình thực tế luôn tồn tại một khoảng cách cần được xử lý bằng năng lực kỹ thuật và quản lý thi công.

Trên công trường, hệ thống HVAC phải chia sẻ không gian với điện, cấp thoát nước, PCCC, khí nén và nhiều utility khác. Phía trên trần phòng sạch có thể đồng thời xuất hiện ống gió, máng cáp, đường ống kỹ thuật, sprinkler và các kết cấu treo.

Nếu không phối hợp từ trước, xung đột rất dễ xảy ra.

Một tuyến ống gió thay đổi cao độ có thể ảnh hưởng đến đường ống khác. Một vị trí HEPA hoặc FFU điều chỉnh trên công trường có thể không còn phù hợp với bố trí máy phía dưới. Một thay đổi ở cửa hoặc vách panel cũng có thể ảnh hưởng đến luồng di chuyển đã xác định trong thiết kế.

Vì vậy, thi công phòng sạch cần sự phối hợp liên tục giữa kiến trúc, HVAC, MEP và thiết bị công nghệ.

Chính ISO 14644-4:2022 cũng không giới hạn phòng sạch ở giai đoạn xây dựng mà xác định quá trình từ yêu cầu đến thiết kế, construction và start-up. Điều quan trọng cuối cùng không phải từng hạng mục đứng riêng lẻ, mà là hiệu năng của toàn bộ installation.

Đây cũng là lý do mô hình thiết kế và thi công phòng sạch đồng bộ có lợi thế ở những dự án phức tạp. Khi một đầu mối nắm được logic từ thiết kế đến triển khai, các thay đổi tại công trường có thể được đánh giá trên toàn hệ thống thay vì chỉ xử lý riêng từng bộ môn.

Panel tạo không gian sạch nhưng chưa tạo nên một phòng sạch đạt yêu cầu

Panel là một trong những hạng mục dễ nhận biết nhất tại công trường. Hệ thống vách và trần giúp hình thành không gian bao che, tạo bề mặt phù hợp với yêu cầu vệ sinh và hỗ trợ duy trì độ kín của khu vực.

Nhưng hoàn thiện panel mới chỉ giải quyết một phần bài toán.

Phòng sạch còn phụ thuộc vào cách xử lý cửa, kính, các mối nối và đặc biệt là những vị trí xuyên vách, xuyên trần của hệ thống kỹ thuật. Những điểm tiếp giáp không được xử lý tốt có thể ảnh hưởng đến độ kín của không gian và khả năng duy trì chênh áp.

Vật liệu cũng phải được lựa chọn theo mục đích sử dụng thực tế thay vì áp dụng một cấu hình cho mọi dự án.

Một khu vực có yêu cầu chống tĩnh điện sẽ khác khu vực thông thường. Một môi trường thường xuyên vệ sinh bằng hóa chất cần xem xét khả năng tương thích của vật liệu. Những khu vực có yêu cầu về PCCC cũng đặt ra các tiêu chí riêng đối với vật liệu và cấu tạo.

Vì thế, chất lượng của phòng sạch không thể đánh giá đơn thuần bằng việc “panel đã lắp xong hay chưa”.

Xem thêm Thi công panel phòng sạch tiêu chuẩn GMP tại Anh Khang.

HVAC không chỉ để làm mát phòng sạch

Đây là một trong những điểm dễ bị hiểu sai nhất.

Trong công trình thông thường, điều hòa chủ yếu tạo điều kiện tiện nghi về nhiệt độ và độ ẩm. Với phòng sạch, HVAC còn tham gia trực tiếp vào kiểm soát môi trường.

Hệ thống phải xử lý và phân phối lượng không khí phù hợp, kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm theo yêu cầu, hỗ trợ duy trì chênh áp và hạn chế sự phát tán của chất nhiễm bẩn.

WHO hướng dẫn rằng các thành phần HVAC phải có đủ năng lực để đáp ứng các thông số thiết kế như lưu lượng khí, làm lạnh, gia nhiệt, tạo ẩm hoặc khử ẩm. Thiết kế HVAC đồng thời phải được phối hợp với thiết kế kiến trúc của công trình.

Điều này lý giải tại sao chỉ lựa chọn AHU theo công suất danh định là chưa đủ.

Cần xem xét cả tải nhiệt, lưu lượng khí, tổn thất áp suất trên hệ thống, đặc tính bộ lọc, phân phối khí, đường hồi khí và mối quan hệ áp suất giữa các phòng.

Đặc biệt, chênh áp không tồn tại độc lập. Nó là kết quả của sự cân bằng giữa lượng khí cấp, khí hồi, khí thải và độ kín của không gian.

Nếu một phòng cần duy trì áp suất cao hơn khu vực bên cạnh nhưng hệ thống khí hoặc kết cấu bao che không đáp ứng được, việc lắp thêm một đồng hồ chênh áp không giải quyết được nguyên nhân.

Đó là khác biệt giữa lắp thiết bị và thi công một hệ thống có khả năng hoạt động đúng theo thiết kế.

Luồng người và luồng vật liệu cũng là một phần của bài toán thi công

Một phòng sạch có thể đạt yêu cầu về hạt bụi khi kiểm tra nhưng vẫn tồn tại bất hợp lý trong vận hành nếu layout không được tổ chức phù hợp.

Người vận hành đi vào bằng đường nào?

Nguyên liệu được đưa vào ở đâu?

Bao bì, thành phẩm và chất thải di chuyển ra sao?

Khu vực nào cần airlock?

Vị trí nào cần pass box?

Những câu hỏi này phải được giải quyết từ thiết kế và được bảo toàn trong quá trình thi công.

Đối với sản xuất vô trùng, EU GMP Annex 1 yêu cầu cơ sở phải được thiết kế và vận hành nhằm giảm thiểu nguy cơ nhiễm vi sinh, hạt và endotoxin hoặc pyrogen. Annex 1 cũng đặt ra cách tiếp cận Contamination Control Strategy, trong đó facility, equipment, personnel, utilities, nguyên liệu, quy trình và hoạt động giám sát phải được xem xét trong một chiến lược kiểm soát nhiễm tổng thể.

Do đó, một thay đổi tưởng nhỏ trên công trường đôi khi lại ảnh hưởng đến logic kiểm soát nhiễm của toàn khu vực.

Thi công đúng không chỉ là làm đúng kích thước. Quan trọng hơn là phải hiểu vì sao vị trí đó được thiết kế như vậy trước khi quyết định thay đổi.

Hệ thống MEP phải phối hợp với phòng sạch chứ không chỉ “đi cho vừa”

Điện động lực, điện nhẹ, chiếu sáng, cấp thoát nước, khí nén, PCCC, BMS và các hệ thống utility đều phải tồn tại trong cùng một không gian kỹ thuật.

Ở dự án phòng sạch, yêu cầu phối hợp cao hơn công trình thông thường vì rất nhiều thiết bị phải xuyên qua hoặc gắn trực tiếp lên kết cấu bao che.

Ví dụ, đèn và đầu báo nằm trên trần nhưng không được làm mất tính liên tục của bề mặt phòng sạch. Ống kỹ thuật xuyên panel cần được hoàn thiện phù hợp. Các thiết bị đo chênh áp phải được bố trí ở vị trí có ý nghĩa cho vận hành. Điểm bảo trì AHU, damper hay bộ lọc cũng cần khả năng tiếp cận.

Nếu chỉ tập trung hoàn thành từng hệ thống riêng lẻ, công trình có thể rơi vào tình trạng mỗi bộ môn đều “đúng bản vẽ của mình” nhưng tổng thể lại xung đột.

Anh Khang hiện triển khai giải pháp phòng sạch bao gồm kết cấu bao che, xử lý không khí, điện và tự động hóa, cấp thoát nước cùng các hệ thống phụ trợ như PCCC, khí nén và nồi hơi. 

Lắp đặt xong chưa có nghĩa là phòng sạch đã hoàn thành

Đây là ranh giới quan trọng nhất giữa một công trình thông thường và một hệ thống phòng sạch.

Sau khi panel, HVAC, điện và thiết bị được lắp đặt, hệ thống còn phải trải qua quá trình kiểm tra và đánh giá hiệu năng.

ISO 14644-3:2019 đưa ra các phương pháp thử nhằm đánh giá hiệu năng của phòng sạch và clean zone. Tùy yêu cầu dự án, các phép thử có thể liên quan đến lưu lượng hoặc vận tốc khí, chênh áp, hướng và tính trực quan của dòng khí, khả năng phục hồi, rò rỉ hệ thống lọc và các thông số khác.

Phân loại độ sạch theo nồng độ hạt cũng phải được thực hiện theo điều kiện và phương pháp phù hợp.

Điều này dẫn tới một nguyên tắc rất quan trọng:

Thiết bị đúng thông số chưa chứng minh được cả phòng sạch đạt yêu cầu.

AHU có thể chạy đúng.

HEPA có thể đúng chủng loại.

Đồng hồ chênh áp có thể hoạt động.

Nhưng toàn hệ thống vẫn cần được kiểm tra trong trạng thái tích hợp để xác nhận rằng điều kiện môi trường thực tế đáp ứng tiêu chí thiết kế.

ISO 14644-2 còn đi xa hơn giai đoạn nghiệm thu khi yêu cầu xây dựng kế hoạch giám sát dựa trên những thông số đo lường hoặc ảnh hưởng đến nồng độ hạt trong không khí. Dữ liệu giám sát giúp cung cấp bằng chứng liên tục về hiệu năng của phòng sạch trong quá trình vận hành.

Vì vậy, nghiệm thu không nên được xem là thủ tục cuối công trình. Nó là bước chứng minh rằng những gì được thiết kế và thi công thực sự hoạt động như dự kiến.

Kết luận

Thi công phòng sạch không đơn thuần là lắp đặt thiết bị. Đó là quá trình đưa yêu cầu công nghệ và tiêu chuẩn từ bản vẽ trở thành một môi trường kiểm soát có thể vận hành ổn định.

Panel tạo nên kết cấu bao che. HVAC xử lý và phân phối không khí. MEP cung cấp hạ tầng kỹ thuật. Airlock, pass box và các thiết bị hỗ trợ kiểm soát quá trình di chuyển. Hệ thống giám sát cung cấp dữ liệu vận hành. Nhưng chỉ khi tất cả những thành phần này được tính toán, phối hợp, cân chỉnh và kiểm tra như một hệ thống thống nhất, phòng sạch mới thực sự phát huy chức năng của nó.

Vì vậy, ngay từ giai đoạn chuẩn bị dự án, doanh nghiệp nên nhìn xa hơn câu hỏi “cần lắp những thiết bị nào” và tập trung vào câu hỏi quan trọng hơn:

Sau khi tất cả thiết bị được lắp đặt, toàn bộ hệ thống có thực sự tạo ra và duy trì được môi trường mà quá trình sản xuất yêu cầu hay không? Đó mới là thước đo thực sự của một dự án thiết kế và thi công phòng sạch.

Xem thêm dịch vụ tư vấn, thiết kế và thi công phòng sạch của Anh Khang Cleanroom.

CÔNG TY CỔ PHẦN CƠ ĐIỆN PHÒNG SẠCH ANH KHANG Hotline: 1900 636 814 - 0902 051 222 Email: info@akme.com.vn Website: akme.com.vn Địa Chỉ: Lô B7 - Xuân Phương Garden - Đường Trịnh Văn Bô - Phường Xuân Phương - Hà Nội