潔凈室的定義 :
潔凈室(Clean Room),亦稱為無塵室或清凈室,是指將一定空間范圍內空氣中的微粒子、有害空氣、細菌等污染物排除,並將室內的溫度、潔凈度、壓力、氣流速度、氣流分佈、噪音振動、照明及靜電控製在某一需求范圍內,而特別設計的工作室。
不論外在空氣條件如何變化,潔凈室內均能維持原先所設定的潔凈度、溫濕度及壓力等特性,從而使產品(或手術、試驗等)能在一個良好的環境空間中完成。
以下行業的產品和工藝均得益於空氣中懸浮污染物的控製:航天、微電子、醫藥、醫療器械、食品和健康食品
潔凈室所控管的項目 :1.除去空氣中飄遊的微塵粒子。
2.防止微塵粒子產生。
3.控製溫度和濕度。
4.調節潔凈室內外的壓力。
5.排除潔凈室內有害氣體。
6.保持潔凈室內氣密性。
7.防止潔凈室內靜電。
8.預防潔凈室電磁乾擾。
9.確保潔凈室內安全。
10.潔凈室內應在滿足潔凈度要求的條件下盡可能節能。 潔凈室的標準
世界各國對潔凈室均有自定標準,但目前采用美國聯邦標準209比較普遍。以下僅就209D及209E和世界上其它各國製定的凈室標準作介紹與比較。
209E與209D最大不同在於:209E表示單位增加瞭公製單位,潔凈室等級以`M′字頭表示,如M1、M1.5、M2.5、M3…..依此類推,配合國際公製單位之標準化,M字母後阿拉伯數目字是以每立方公尺中大於等於0.5μm微塵粒子數以10的冪次方表示,取指數為之,若微塵粒子數介於前後二者完全冪次方之間,則以1.5、2.5、3.5….表示。
美國聯邦標準FS 209D是以英製每立方英尺為單位。日本是采用公製,即以每立方公尺為單位,以0.1μm微粒子為計數標準。日本標準的示法以Class 1,Class 2,Class 3……Class8表示,最好的等級為Class 1,最差則為Class 8,以每立方公尺中微塵粒子總數中化為10的冪次方,取其指數而得。 中國潔凈室的潔凈等級應符合如下標準(按不同的測量方法,各等級水平的濃度數據的有效數字不應超過3位
空氣潔凈度等級(N) | 大於或等於要求粒徑的最大濃度限值(pc/m3) | |||||
0.1μm | 0.2μm | 0.3μm | 0.5μm | 1μm | 5μm | |
1 | 10 | 2 | - | - | - | - |
2 | 100 | 24 | 10 | 4 | - | - |
3 | 1000 | 237 | 102 | 35 | 8 | - |
4 | 10000 | 2370 | 1020 | 352 | 83 | - |
5 | 100000 | 23700 | 10200 | 3520 | 832 | 29 |
6 | 1000000 | 237000 | 102000 | 35200 | 8320 | 293 |
7 | - | - | - | 352000 | 83200 | 2930 |
8 | - | - | - | 3520000 | 832000 | 29300 |
9 | - | - | - | 35200000 | 8320000 | 293000 |
潔凈廠房的特點
(一)潔凈室建造投資大
一般垂直單向流的潔凈室,主要包括室以下幾部分:
傢內裝修部分, 如墻麵、頂麵、地麵、門、窗等;
空調凈化系統,包括製冷空調設備和管道配件、凈化設備和配件等;
消毒打菌系統;
其它配套設施,如廢水治理設備和管道、消防系統、供配電系統和自控系統,真空清掃系統等等。
(二)潔凈室運行費用大
潔凈室根據凈化級別不同,凈化送風量大、新風量也大及溫濕度都有相應的要求,因此空氣熱濕處理和空氣輸配的能量消耗大,耗電多,運行費用貴。
潔凈廠房的設計建設需註意的問題潔凈室凈化工程設計首先要瞭解所設計的潔凈室凈化工程的用途、使用情況、生產工藝特點等。比如設計的是集成電路生產用潔凈室凈化工程,首先要弄清楚產品的特性——集成度、外形尺寸和生產工藝特點;對潔凈室凈化工程的要求——空氣潔凈度等級、溫濕度及其控製范圍、防微振、防靜電和高純物質的供應要求等;其次要充分瞭解業主擬采用的生產工藝、工藝設備情況和對工藝佈局的設想。之後,設計人員應協同業主確定潔凈廠房各功能區的區劃,確定各類生產工序(房間)的空氣潔凈度等級和各種控製參數——溫度、相對濕度、壓差、微振動、高純物質的純度及雜質含量;初步選擇潔凈室凈化工程的氣流流型並進行凈化空調系統的初步估算及設計力案的對比、確定;進行潔凈廠房的平麵佈置、空間佈置,此時必須首先安排好產品生產區與輔助區、動力公用設施區的合理佈局,通常是順應產品的生產工藝硫程,在確保產品生產環境要求的情況下做到有利於產品生產的操作、管理,有利於節約能源、降低生產成本。在進行潔凈室凈化工程的平麵佈局時必須符合國傢的現行規范中有關安全生產、消防、環保和職業衛生方麵的各種要求;在進行潔凈室凈化工程平麵佈局時應充分考慮人流、物流的安排.盡力做到短捷、流暢。在空間設計時應考慮產品生產過程和潔凈室凈化工程內各種管線、物流運輸的合理安排。在確定潔凈廠房的平麵、空間佈置後,對潔凈室凈化工程設計涉及的各個專業提出設計內容、技術要求及設計中應註意的相關問題。
潔凈室凈化工程設計是一項各相關專業綜合完成的設計項目,它與一般工業廠房設計有類似之處,但也具有自身的特點,其主要的特點如下。
(1)根據潔凈室凈化工程擬生產的產品的門類、品種或使用情況,確定所設計潔凈室凈化工程的控製對象及技術要求。如對生物潔凈室凈化工程,其控製對象是空氣中的塵粒、微生物;不同產品或用途的生物潔凈室凈化工程,對空氣潔凈度等級、空氣中含有的微生物種類和濃度、壓差等的要求是不同的。如集成電路生產用潔凈室凈化工程.其控製對象主要是空氣中的塵粒;按集成電路的特征尺寸、集成度的不同,對空氣潔凈度等級、防微振、高純物質等的要求是不同的,應披具體工廠的產品品種確定。
(2)為確保潔凈室凈化工程內所必須的空氣潔凈度,潔凈室凈化工程設計中涉及到的各個專業設計均應采取妥善的、可靠的技術措施,以減少或防止室內產塵、滋生微生物,減少或阻止將微粒微生物或可能會造成交叉污染的物料帶人潔凈室凈化工程內,有效地將室內的微粒微生物排出,以減少或防止它們滯留潔凈室凈化工程內。對於因塵粒脆生物或物料的交叉污染會危害產品雨量或人身安全時.還應采取安全、可靠的技術措施防讓交叉污染,如嚴格控製不同用選的潔凈室凈化工程之間的靜壓差,按要求合理地劃分凈化空調系統以及回風系統的妥善設計等。
(3)潔凈室凈化工程設計是各專業設計技術的綜合,尤其是潔凈室凈化工程的工藝設計、潔凈建築設計、空氣凈化設計和各種特殊要求的設計技術的密切協同、相耳滲透和合理安排的綜合設計。潔凈室凈化工程設計應做到順應工藝(或使用)流程、合理選擇各類設備和裝置、盡力實現人流和物流的順暢短捷、氣流流型選樣得當、凈化空調系統配置合理、各種特殊要求的技術措施得當,潔凈廠房的平麵、空間佈置合理,實現可靠經濟運行的潔凈廠房設施。
(4)潔凈室凈化工程設計應確保安全生產和滿足環境保護的要求。潔凈室凈化工程的稍置和各項設施的設計均必須符合消防、防火的要求,應按國傢的有關標準、規范進行設計,由於潔凈室凈化工程內的平麵和空間扣置持殊、走道曲折等特點,在進行各項技術設施的系統設計、設備配置和材質選樣時,加特別註意按規定選用符合要求的系統、沒備和材質。
(5)隨著科學技術的發展,工業產品的更新換代很快,人們對生活質量要求也越來越高,工業潔凈室凈化工程、生物潔凈室凈化工程的建造日新月異,因此,為瞭提高潔凈室凈化工程建成後的經濟效益,在進行潔凈室凈化工程設計時應盡可能地考慮一定的靈活性,以便使建成後的潔凈室凈化工程能隨著科學技術的發展,可以方便地進行技術改造,適應產品換代或設備更新的要求。
近年來,在微電子工業超大規模集成電路生產、醫藥工廠用潔凈廠房設計、建造中,模塊式潔凈室凈化工程、隔離裝置及微環境(MLnienvkMnment)的不斷研究開發,並被廣泛采用,便是一種能夠適應技術發展的靈活的並有綜合經濟性的潔凈廠房設計。
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