無塵車間潔凈度標(biāo)準(zhǔn)

1、無塵車間工程/凈化設(shè)備風(fēng)淋室/空氣過濾器無塵車間潔凈度如何確定詳細(xì)分析一、凈化車間的規(guī)格凈化車間的規(guī)格一般適用于美國聯(lián)邦規(guī)格No.209B。這個(gè)規(guī)格對凈化間的環(huán)境要素即空氣潔凈度、溫濕度、室內(nèi)壓等都進(jìn)行了規(guī)格化規(guī)定。但是，伴隨著潔凈化程度的不斷提高，美國聯(lián)邦規(guī)格進(jìn)行了改版，其內(nèi)容主要是以潔凈度進(jìn)行分類。最新版已成為No209E，名稱也進(jìn)行了變更。No.209E的級別表示是把0.5um以上的顆粒數(shù)為10x個(gè)/m3，把X表示成級別，同時(shí)加上米制M的意思，表示成M3.5等等。在表7里表示的是美國聯(lián)邦規(guī)格No.209B，表8表示的是美國聯(lián)邦規(guī)格No.209E。在日本，相應(yīng)的規(guī)格是JIS B9920。J

2、IS9920的級別表示是把0.1um以上的 顆粒數(shù)規(guī)定為10X個(gè)，用Y表示級別。表9、圖2表示了JIS B 9920的級別的主要內(nèi)容。表7 美國聯(lián)邦規(guī)格 No.209B凈化間級別粒子室內(nèi)壓力PammH2O溫度濕度氣流換氣次數(shù)照度粒徑um累計(jì)粒子數(shù)范圍（）推薦值（）差（）高（%）最低%誤差%1001000100001000000.50.550.550.551001000101000065100000700+13（+1.3）以上19.42522.2±2.8特別時(shí)為±1.44530±10特別時(shí)為±5層流方式0.45m/s±0.1m/s非層流方式20次

3、/h1080-1620表8, 美國聯(lián)邦規(guī)格No.209E的 潔凈度級別分類級別上限值是各級別名。上限值用指定粒徑以上的濃度（單位堆積粒子數(shù)）表示。*級別名稱*級別上限值粒徑0.1um粒徑0.2um粒徑0.3um粒徑 0.5um粒徑5umSI*EnglishUnit(m3)(ft3)(m3)(ft3)(m3)(ft3)(m3)(ft3)(m3)(ft3)MIM1.5 M2M2.5M3M3.5M4M4.5M5M5.5M6M6.5M7110100100010000100000350124035001200035000-9.9135.099.1350991-75.7265757265075702650

4、075700-2.147.5021.475.02147502140-30.9106309106030901060030900-0.8753.008.7530.087.5300875-10.035.31003531000353010000 3530010000035300010000003530000100000000.2831.002.8310.028.3100283100023801000028300100000283000-247618247061802470061800-7.0017.570.01757001750 * 上表中表示的級別上限值僅僅是為了級別分類而定義的，并不表示實(shí)際的粒徑

5、分布值。* 針對中間級別的濃度上限值，用如下的公式進(jìn)行計(jì)算。 粒子直徑/m3=10M(0.5/d)2.2，其中，M : SI單位里的級別名稱，D : 粒徑（um）*國際單位（Systeme International dUnites的縮寫）圖1 ，209E的潔凈度級別（圖略） 圖中的標(biāo)記表示評價(jià)潔凈度級別用的對象粒子。（ ）內(nèi)數(shù)值是用English unit 表示級別。圖2 ，JIS B 9920的潔凈度級別的上限濃度表9，JIS B 9920主要內(nèi)容 凈化間級別標(biāo)準(zhǔn)粒徑（um）累計(jì)粒子數(shù)(個(gè)/m3)123456780.10.10.10.10.10.10.10.1101102103104105

6、106107108表10，美國航空宇宙局規(guī)格主要內(nèi)容生物凈化間級別粒子生物粒子室內(nèi)壓力PammH2O 溫度濕度%氣流換氣次數(shù)照度Lx粒徑um累計(jì)粒子數(shù)個(gè)/ft(個(gè)/l)浮游量個(gè)/ft(個(gè)/l)沉降量100100001000000.50.550.55100（3.5）10000（350）65（2.3）100000（3500）700(25)0.1（0.0035）0.5（0.0176）2.5（0.0884）1200（12900）6000（64000）30000（323000）+13（+1.3）以上推薦值4050層流方式0.45m/s±0.1m/s非層流式20次/h10801620三、不同用途

7、所要求的潔凈度如前所述，凈化間的級別一般分成M3.5（100）、M4.5（1000）、M5.5（10000）、M6.5（100000）4個(gè)級別。但根據(jù)各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的作業(yè)工序不同，形成必要的級別是不一樣的。例如，在半導(dǎo)體制造工廠等里邊，根據(jù)作業(yè)內(nèi)容，要求有M1（10）M5.5（1000）的凈化間。而且，在制藥工廠里，根據(jù)產(chǎn)品的純度、作業(yè)工序，需有從M3.5到M6.5（100，000）范圍廣泛的級別不等凈化間。因此說，各種產(chǎn)業(yè)所需要的凈化間，其要求的潔凈度是不同的。就一般級別而言，表11可以作為參考。表11，各產(chǎn)業(yè)所要求的凈化間級別一覽領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)潔凈度標(biāo)準(zhǔn)（級別）內(nèi)容SIEnglish unit半導(dǎo)

8、體工業(yè)（IC、LSI等）掩模板對準(zhǔn)工藝M3.5100刻蝕工藝M3.5100腐蝕加工擴(kuò)散工藝M3.5100高純度擴(kuò)散蒸著工藝M3.5100高純度電鍍涂布工藝M3.5100感光劑涂布電子設(shè)備計(jì)算器制造M5.510,000磁頭陰極射線管M5.510,000,遮屏磁帶M5.510,000防止雜音精密儀器陀螺、微型軸承M5.510,000提高精度導(dǎo)彈部件、繼電器M5.510,000防止誤動作鐘表、小型計(jì)量儀器M5.510,000組立、封裝、修理光學(xué)、印刷照相機(jī)、印刷電路板M5.510,000制作鏡頭、膠片M4.51,000連接電子制版M5.510,000制作、檢查化學(xué)藥品注射液充填M3.5100調(diào)和、充

9、填無菌動物養(yǎng)育M3.5100SPF化學(xué)藥品抗生物M5.510,000充填、檢查一般醫(yī)療品M6.5100,000制造食品釀造、發(fā)酵M5.510,000防止醬油、大醬腐壞乳制品、生食品M6.5100,000防止酸乳酪變質(zhì)食肉加工M5.510,000火腿、香腸攪拌(弄成糊狀)食品M5.510,000攪拌后備烤的圓筒形、半圓形魚肉、魚肉山芋丸子等食品制冷時(shí)防止細(xì)菌粘附上。醫(yī)療手術(shù)室M3.5100股關(guān)節(jié)手術(shù)、臟器移植特殊治療室M3.5100白血病、燙傷恢復(fù)、新生兒室M3.510,000早產(chǎn)兒、術(shù)后防止感染臨床檢查M5.510,000菌類培植、檢查農(nóng)林畜產(chǎn)蘑菇栽培M5.510,000防止蘑菇種菌被雜菌感染

10、植物M6.5100,000蘭花栽培（試驗(yàn)用無菌植物、強(qiáng)勢培植植物）養(yǎng)殖M5.510,000防止魚、蠶類因菌侵襲致死微生物工程一般病原體M3.5100馬爾堡病毒、拉薩氏熱、艾伯拉出血熱（排出空氣）基因轉(zhuǎn)換M3.5100大腸菌（排出空氣）三、凈化間的形式分類作為凈化間的分類方法，一般都是根據(jù)室內(nèi)氣流形狀來劃分的。按這個(gè)方法，凈化間可大致分為如下三大類。1， 垂直層流型（降下流方式）這是一種將HEPA或ULPA過濾器安裝在天花板上，從頂板上往下直對地面，能以同樣的速度向凈化間提供潔凈空氣的方式。這種設(shè)備體積龐大，造價(jià)也很昂貴，但作為凈化間的性能，無論是從什么方面講，它都是最好的。2， 水平層流型（交

11、叉流方式）這是將HEPA或ULPA過濾器安裝在壁板上，從墻壁上向?qū)γ鎵Ρ谝酝瑯拥乃俣忍峁崈艨諝獾囊环N方式。由于是水平層流，所以，與氣流的上流側(cè)相比，下流側(cè)的潔凈程度要低一些。但它與垂直層流方式相比的話，具有設(shè)備較小，費(fèi)用較低的特點(diǎn)。3， 非層流型（常規(guī)型）與上述幾種層流形式相比，其設(shè)備費(fèi)用要低廉很多，但由于出現(xiàn)了非層流部分，室內(nèi)氣流發(fā)生紊亂，微粒子浮游在空中，很難保證高的潔凈度。M3.5級（100）及M4.5級（1000）的場合在潔凈度要求達(dá)到M3.5級及M4.5級的場合，其大部分都能達(dá)到層流型。垂直層流型（降下氣流方式）范例 圖3HEPA過濾器熱交換器HEPA過濾器 檔粗大塵埃過濾器 外氣

12、預(yù)過濾器 加濕器 活性炭過濾器2，水平層流型（交叉流方式）范例 圖4熱交換器HEPA過濾器檔粗塵過濾器外氣HEPA過濾器 預(yù)過濾器 加濕器 活性炭過濾器圖注：活性炭過濾器在外氣被氣體污染的場合下使用。 在凈化間里濕度的控制也非常重要。建議使用可實(shí)施嚴(yán)格控制的阿姆斯特龍公司產(chǎn)的干蒸汽式加濕器。表12 垂直層流型的概要及特點(diǎn)概要特點(diǎn)吹出口、過濾器位置天花板（80以上）（圖3）優(yōu)點(diǎn)： 不會被室內(nèi)的作業(yè)人數(shù)、作業(yè)狀態(tài)左右，能保證高度的潔凈度。 由于是垂直層流，換氣次數(shù)多，所以，在短時(shí)間內(nèi)得到高水準(zhǔn)的潔凈度。 幾乎不會發(fā)生塵埃堆積，即便是被污染，也能很快恢復(fù)。缺點(diǎn) 設(shè)備費(fèi)高 運(yùn)轉(zhuǎn)成本高 凈化間面積很難擴(kuò)

13、建吹入口位置篩條或孔板（圖3）氣流狀態(tài)垂直層流換氣次數(shù)（氣流速度）250650次/h0.25m/s左右溫度范圍22 ±13濕度范圍RH45% ±5-10%室內(nèi)外壓力差5-25Pa(0.52.5mmH2O)所需機(jī)械室大建筑內(nèi)裝材料有規(guī)定工程的難易程度需要很高的技術(shù)水平房間大小的限制沒有特別的要求房間有效作業(yè)面積能得到很大的面積作業(yè)性好運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)費(fèi)高管理實(shí)施高水平的管理表13， 水平層流型概要及特征概要特點(diǎn)吹出口、過濾器位置房間一側(cè)的墻壁上（圖4）優(yōu)點(diǎn) 因渦流、死角等引起的粉塵的堆積、再游離現(xiàn)象很少 室內(nèi)的潔凈度不大被作業(yè)人員數(shù)、作業(yè)狀態(tài)左右。缺點(diǎn) 在距吹出層面較近的地方可以保證有

14、高水平的潔凈度，但在距吸引層面較近的地方，潔凈度會有所降低。 凈化間擴(kuò)建很困難 設(shè)備費(fèi)用雖不像垂直型那么高，但仍很貴。 柜子、更衣室、風(fēng)淋等準(zhǔn)備室的完善及清掃作業(yè)服等要予以充分的注意。吹入口位置吹出口對面的墻壁（圖4）氣流狀態(tài)雖是水平層流，但下側(cè)風(fēng)流處會逐漸被污染。換氣次數(shù)（氣流速度）30650次/H(0.45m/s)溫度范圍22 ±13濕度范圍RH45% ±5-10%室內(nèi)外壓力差5-25Pa(0.52.5mmH2O)所需機(jī)械室中等建筑內(nèi)裝材料有相當(dāng)部分受限制工程的難易程度需水平稍高的技術(shù)房間大小的限制受限制房間有效作業(yè)面積受到限制作業(yè)性人員的 移動受到限制運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)費(fèi)中等管理

15、稍微需要高水平的管理5.5級（10，000）及6.5級（100，000）的場合對于5.5級（10，000）及6.5級（100，000）的凈化間，從設(shè)備費(fèi)的角度上考慮，不大使用完全的層流型，而大部分是非層流型。無論是M5.5級（10，000）還是M6.5級（100，000），在設(shè)計(jì)上沒有根本變化，而是根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的換氣次數(shù)，使其發(fā)生變化的。非層流型（常規(guī)型）范例 圖5 HEPA過濾器熱交換器活性炭過濾器*檔粗塵過濾器外氣加濕器*圖6 HEPA過濾器 HEPA用預(yù)過濾器熱交換器活性炭過濾器*檔粗塵用過濾器 外氣 加濕器*圖中注解：* 活性炭過濾器在受到別的氣體污染的時(shí)候使用。* 在凈化間里，溫度

16、控制也非常重要。建議使用可實(shí)施嚴(yán)格控制的阿姆斯特龍公司的干蒸汽式加濕器。表14， 非層流行型概要及特征概要特征吹出口、過濾器位置空調(diào)風(fēng)管前端（圖5）優(yōu)點(diǎn)： 過濾器及空氣處理簡單且容易 設(shè)備費(fèi)用便宜 規(guī)模擴(kuò)張方便 通過使用凈化臺，可以得到級別高的潔凈度。缺點(diǎn) 室內(nèi)的潔凈度會因作業(yè)人員而改變。 易產(chǎn)生渦流、亂流，污染粒子在室內(nèi)有發(fā)生循環(huán)的可能。 由于換氣次數(shù)少，達(dá)到要求的潔凈度所需時(shí)間較長，動力費(fèi)用較高 柜子、更衣室、風(fēng)淋室等房間的完備及清掃作業(yè)服等要充分注意。吹入口位置地板上側(cè)面（圖5）氣流狀態(tài)產(chǎn)生亂流換氣次數(shù)（氣流速度）2050次/h溫度范圍22 ±15濕度范圍RH50% ±

17、;10% 室內(nèi)外壓力差525Pa(0.52.5mmH2O)所需機(jī)械室小建筑內(nèi)裝修材料若干限制工程的 難易度多少受些限制室內(nèi)大小的 限制沒有什么限制房間有效作業(yè)面積受到限制作業(yè)性對人的移動沒有沒有制約運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低廉管理管理水準(zhǔn)稍高四、凈化車間設(shè)計(jì)上的留意點(diǎn)1，凈化車間的構(gòu)成為確保室內(nèi)的潔凈度，把使用條件、空調(diào)的條件等作為最為基本的內(nèi)容，在考慮到作業(yè)性和氣流狀況后再予以確定。在構(gòu)造上要有準(zhǔn)備室、更衣室、清洗室、休息室、管理室等。2，清洗方法作為室內(nèi)的潔凈化氣流方式，有垂直層流式、水平層流式、非層流式。其中，到底使用哪一種方式，要根據(jù)潔凈度的級別及使用條件來決定。3，潔凈度和氣流方式潔凈度可通過氣流方

18、式和換氣次數(shù)改變。因而，要根據(jù)室內(nèi)的作業(yè)內(nèi)容、人員及產(chǎn)品的動向決定氣流方式。起塵性高的作業(yè)，不得將其置于氣流的上側(cè)。而且，根據(jù)場合的不同，必須設(shè)置排氣。4，構(gòu)造 凈化間的構(gòu)造具有氣密性、發(fā)塵、塵埃堆積少，不易發(fā)生振動等是非常重要的，而且，要盡可能地不產(chǎn)生亂流。5，使用材料作為內(nèi)裝修材料，須是無縫隙、裂痕，表面不易粘塵，且無磨損、無表面剝離的材料。除此之外，熱貫流率、透濕性小、吸音性好，與其他材料接合等加工性能良好也是必不可少的。6，室內(nèi)正壓為確保室內(nèi)的潔凈度，防止來自外部的污染粒子進(jìn)入室內(nèi)，室內(nèi)必須保持在正壓狀態(tài)。要想維持室內(nèi)總是處于正壓的狀態(tài)，就要有能充分的新風(fēng)，來補(bǔ)足因局部排氣、自然泄漏而

19、損失的壓力。7，關(guān)聯(lián)設(shè)備根據(jù)需要，凈化間里要在入口處設(shè)置風(fēng)淋室，壁板墻上設(shè)置物流用的傳遞箱，以及既能保證正壓又能排氣的安全風(fēng)閥擋板等。這些是非常重要的。而這些設(shè)備的選定，必須適合凈化間。8，消音裝置由于凈化間是密閉的空間，對聲音比較敏感，所以，對空氣供給系統(tǒng)發(fā)生的噪音要實(shí)施有效地控制，以改善凈化間的作業(yè)環(huán)境。9，加濕設(shè)備濕度的調(diào)整，在防止靜電的影響、創(chuàng)造舒適的作業(yè)環(huán)境方面，是非常必要的。尤其是在醫(yī)院、研究室里，保持難以產(chǎn)生微生物的濕度是至關(guān)重要的。10，使用方面的管理 作為凈化間內(nèi)的發(fā)塵源，主要是作業(yè)人員、帶入室內(nèi)的物品引起的。因而，對這些要予以充分的注意。除此之外，對各房間的壓力平衡、室內(nèi)墻

20、壁的污染等細(xì)微之處也要實(shí)施管理。11，所需設(shè)備根據(jù)不同的作業(yè)內(nèi)容，凈化間內(nèi)還要設(shè)置相應(yīng)的給排水、電氣、氣體設(shè)備。這些設(shè)備設(shè)置要便于使用，而且，由于凈化間是密閉的空間，所以必須有火災(zāi)、停電等非常狀態(tài)下的緊急對策。五、潔凈度的計(jì)算方法范例在凈化間的設(shè)計(jì)上，要計(jì)算出為確保所要求的潔凈度的風(fēng)量和溫濕度調(diào)整所需的風(fēng)量。這里，只是把確保室內(nèi)潔凈度的計(jì)算方法列舉出來。將室內(nèi)的發(fā)塵量、新風(fēng)的含塵兩量作出假定，根據(jù)使用的空氣過濾器效率，用下列公式通過換氣風(fēng)量等求出潔凈度。 CoQoP + MC=(1-P)Qr + QeCsQs + M = (CoQo + CQr)P + M 流入粉塵量Cqe + CQr 流出粉

21、塵量 Pf1 CsQs Pf2CoQoQeCQr MCoQoPf1Pf2 + MC= 1-(Pf1Pf2)Qr+Qe P= Pf1Pf2Qr=房間的體積x 1小時(shí)的換氣次數(shù)C : 室內(nèi)粉塵濃度（個(gè)/m3） Qe ：排氣風(fēng)量(m3/h)Co: 外氣粉塵濃度（個(gè)/m3） M ：室內(nèi)發(fā)塵量（個(gè)/h）Cs：供風(fēng)粉塵濃度（個(gè)/m3） Pt : 粉塵穿透率（%）Qr：換氣風(fēng)量（m3/h） Pf1: 預(yù)過濾器穿透率（%）Qo: 新風(fēng)風(fēng)量（m3/h） Pf2: 主過濾器的穿透率（%）Qs: 給氣風(fēng)量（m3/h） Co的外氣粉塵濃度采用前面的表2或表3的0.5um的粒子數(shù)。 P的粉塵穿透率是采用JIS Z890

22、1試驗(yàn)用粉塵1314種的DOP氣溶膠形成的穿過率，用（P=1-捕集率）表示。 Qo外氣風(fēng)量，要考慮環(huán)境衛(wèi)生環(huán)境上規(guī)定的、針對給氣量及有害物質(zhì)的局部排氣。為使室內(nèi)形成正壓，其所需的風(fēng)量，由下列公式求出。Qo = Q1+Q2+Q3+Q4Q1:人所需要的新鮮空氣量(30-35m3/人/h)Q2:房間的泄漏量（m3/h）Q3:門的關(guān)閉產(chǎn)生的泄漏量Q4:局部強(qiáng)制排氣量Q2= EA 2gP/j × 3600P:=室內(nèi)外的壓力差Pa(mmH2O).表16j: 空氣密度（Kg/m3）A: 縫隙面積（m2）E: 流量系數(shù)（0.40.6）g: 9.8m/S2Q3= tNEA2gP/j A: 門的面積N: 打開次數(shù)（次/h）t: 一次的開放時(shí)間E: 流量系數(shù)（0.91） Qr的換氣風(fēng)量是根據(jù)潔凈度的級別，在表15中考慮作業(yè)內(nèi)容后再作決定。 由于M的室內(nèi)發(fā)塵量，根據(jù)作業(yè)內(nèi)容的不同而異，所以，在參考表5或表6的作業(yè)員發(fā)塵量后再作決定。 為了對室內(nèi)的正壓進(jìn)行調(diào)整，要安裝安全風(fēng)閥擋板，當(dāng)壓力上升時(shí)，使其能排放出去。表15 針對潔凈度級別的換氣次數(shù)、新風(fēng)量和使用末端過濾器的效率潔凈度（級）換氣次數(shù)（層流）（次/h）新風(fēng)量（次/h）使用末端過濾器的效率SIEnglish unit99.97%99.5%M3.5100250-65010-20-M4.51,000100-2