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凈化工程之無塵室

日期:2025-02-03 18:11
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摘要:
                                                                               凈化工程之無塵室
凈化工程之無塵室;
凈化工程之無塵室的建設及驗收標準 
、凈化工程之無塵室的定義    無塵室(Clean Room)是指空氣無塵度達到規(guī)定級別的受控空間。其功能是把空氣中的微粒子、有害空氣、**等污染物排除室外,并將室內(nèi)的無塵度、溫度、濕度、室內(nèi)壓力、氣流速度與氣流分布、噪音、振動、照明及靜電控制在某一需求范圍內(nèi)。無塵室*主要的作用在于控制產(chǎn)品所接觸的空氣的無塵度及溫濕度,使產(chǎn)品能在一個良好的環(huán)境空間中生產(chǎn)、制造,此空間我們稱之為無塵室。按照國際慣例,無塵凈化級別主要是根據(jù)每立方米空氣中粒子直徑大小劃分標準的粒子數(shù)量來規(guī)定。也就是說所謂無塵并非100%沒有一點灰塵,而是控制在一個非常微量的單位上。當然這個標準中符合灰塵標準的顆粒相對于我們常見的灰塵已經(jīng)是小得微乎其微,但是對于一些精密產(chǎn)品生產(chǎn),比如光學行業(yè)而言,哪怕是一點點的灰塵都會產(chǎn)生非常大的負面影響,所以在光學行業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)上,無塵是必然的要求。 
、凈化工程之無塵室的結(jié)構(gòu)組成  無塵室的構(gòu)成是由下列各項系統(tǒng)所組成(在所組成的系統(tǒng)分子中是缺一不可的),否則將無法構(gòu)成一完整且品質(zhì)良好的無塵室:   
(1)天花板系統(tǒng):包括吊桿、綱梁(I-Beam或U-Beam)、天花板格子梁;    (2)空調(diào)系統(tǒng):包括空氣艙、過濾器系統(tǒng)、風車等;     (3)隔墻板:包括窗戶、門;    (4)地板:包括高架地板或防靜電舒美地板;           (5)照明器具:包括日光燈、黃色燈管等;  無塵室之建筑主體構(gòu)造,一般是用鋼筋或骨水泥,但無論是何種構(gòu)造,必須滿足如下之條件:  
A.不會因溫度變化與振動而發(fā)生裂痕;    B.不易產(chǎn)生微塵粒子,且很難附著粒子;   C.吸濕性小;                          D.為了維持室內(nèi)之濕度條件,熱絕緣性要高;  以上信息概括為:①組合式FFU機組 ②無塵送風管道 ③無塵回風管道 ④送風靜壓箱 ⑤高效過濾器 ⑥多孔擴散板⑦無塵室吊頂 ⑧無塵室隔斷  ⑨高效送風口 ⑩新風口 
、凈化工程之無塵室的等級 
1、無塵室等級世界各國均有自定規(guī)格,但普遍還是用美國聯(lián)邦標準209為多,以下僅就209D及209E和世界上其它各國制定標準作介紹與相互比較。 
2、209E與209D等*大的不同在于209E表示單位增加了公制單位,無塵室等級以‵M′字頭表示,如M1、 M1.5、M2.5、M3„..依此類推,配合國際公制單位的標準化,M字母后的阿拉伯數(shù)目字是以每立方公尺中>=0.5μm的微塵粒子數(shù)目字以10的冪次方表示,取指數(shù)為的,若微塵粒子數(shù)介于前后二者完全冪次方的間,則以1.5、2.5、3.5„.表示。 
3、美國聯(lián)邦標準FS 209D都以英制每立方英呎為單位,日本則是采用公制,即以每立方公尺為單位,以 0.1μm微粒子為計數(shù)標準。日本標準的表示法以Class 1,Class 2,Class 3„„Class8表示,*好的等級為Class 1,*差則為Class 8,以每立方公尺中微塵粒子總數(shù)中化為10的冪次方,取其指數(shù)而得。 
、無塵室控管的項目 
1. 能除去空氣中飄游的微塵粒子。       
2. 能防止微塵粒子的產(chǎn)生。       
3. 溫度和濕度的控制。
4. 壓力的調(diào)節(jié)。                       
5. 有害氣體的排除。         
6. 結(jié)構(gòu)物與隔間的氣密性。
7. 靜電的防制。       
8. 電磁干擾預防。        
9. **因素的考慮。      
10. 節(jié)能的考量 
、無塵室之分類 
5.1 亂流式(Turbulent Flow)  空氣由空調(diào)箱經(jīng)風管與無塵室內(nèi)之空氣過濾器(HEPA)進入無塵室,并由無塵室兩側(cè)隔間墻板或高架地板回風。氣流非直線型運動而呈不規(guī)則之亂流或渦流狀態(tài)。此型式適用于無塵室等級1,000-100,000級。    優(yōu)點:構(gòu)造簡單、系統(tǒng)建造成本,無塵室之擴充比較容易,在某些特殊用途場所,可并用無塵工作臺,提高無塵室等級缺點:亂流造成的微塵粒子于室內(nèi)空間飄浮不易排出,易污染制程產(chǎn)品。另外若系統(tǒng)停止運轉(zhuǎn)再激活,欲達需求之無塵度,往往須耗時相當長一段時間。  
5.2 層流式(Laminar)  層流式空氣氣流運動成一均勻之直線形,空氣由覆蓋率100%之過濾器進入室內(nèi),并由高架地板或兩側(cè)隔墻板回風,此型式適用于無塵室等級需定較高之環(huán)境使用,一般其無塵室等級為Class 1~100。其型式可分為二種:    (1)水平層流式:水平式空氣自過濾器單方向吹出,由對邊墻壁之回風系統(tǒng)回風,塵埃隨風向排出室外,一般在下流側(cè)污染較嚴重。    優(yōu)點:構(gòu)造簡單,運轉(zhuǎn)后短時間內(nèi)即可變成穩(wěn)定。   缺點:建造費用比亂流式高,室內(nèi)空間不易擴充。    (2)垂直層流式:房間天花板完全以ULPA過濾器覆蓋,空氣由上往下吹,可得較高之無塵度,在制程   中或工作人員所產(chǎn)生的塵埃可快速排出室外而不會影響其它工作區(qū)域。    優(yōu)點:管理容易,運轉(zhuǎn)開始短時間內(nèi)即可達穩(wěn)定狀態(tài),不易為作業(yè)狀態(tài)或作業(yè)人員所影響。   缺點:構(gòu)造費用較高,彈性運用空間困難,天花板之吊架相當占空間,維修更換過濾器較麻煩。  5.3 復合式(Mixed Type):  復合式為將亂流式及層流式予以復合或并用,可提供局部超無塵之空氣。   
(1)無塵隧道(Clean Tunnel):以HEPA或ULPA過濾器將制程區(qū)域或工作區(qū)域100%覆蓋使無塵度等級提高至10級以上,可節(jié)省安裝運轉(zhuǎn)費用。此型式需將作業(yè)人員之工作區(qū)與產(chǎn)品和機器維修予以隔離,以避免機器維修時影響了工作及品質(zhì),ULSI制程大都采用此種型式。    無塵隧道另有二項優(yōu)點:A.彈性擴充容易; B.維修設備時可在維修區(qū)輕易執(zhí)行。   
(2)無塵管道(Clean Tube):將產(chǎn)品流程經(jīng)過的自動生產(chǎn)線包圍并凈化處理,將無塵度等級提至100級以上。因產(chǎn)品和作業(yè)員及發(fā)塵環(huán)境相互隔離,少量之送風即可得到良好之無塵度,可節(jié)省能源,不需人工的自動化生產(chǎn)線為*適宜使用。藥品、食品業(yè)界及半導體業(yè)界均適用。   
(3)并裝局部無塵室(Clean Spot):將無塵室等級10,000~100,000之亂流無塵室內(nèi)之產(chǎn)品制程區(qū)的無塵度等級提高為10~1000級以上,以為生產(chǎn)之用;無塵工作臺、無塵工作棚、無塵風柜即屬此類。   無塵工作臺:等級Class 1~100級。    無塵工作棚:為在亂流式之無塵室空間內(nèi)以防靜電之透明塑料布圍成一小空間,采用獨立之HEPA或ULPA及空調(diào)送風機組而成為一較**之無塵空間,其等級為10~1000級,高度在2.5米左右,覆蓋面積約10m2以下,四支支柱并加裝活動輪,可為彈性運用。 
、無塵室氣流之流動   
無塵室的無塵度往往受到氣流的影響,換言之,即人、機器隔間、建筑結(jié)構(gòu)等所產(chǎn)生的塵埃之移動、 擴散受到氣流的支配。    無塵室系利用HEPA、ULPA過濾空氣,其塵埃的收集率達99.97~99.99995%之多,因此經(jīng)過此過濾器過濾的空氣可說十分干凈。然而無塵室內(nèi)除了人以外,尚有機器等之發(fā)塵源,這些發(fā)生的塵埃一旦擴散,即無法保持無塵空間,因此必須利用氣流將發(fā)生的塵埃迅速排出室外。    無塵室內(nèi)的氣流是左右無塵室性能的重要因素,一般無塵室的氣流速度是選0.25~0.5m/s之間,此氣流速度屬微風區(qū)域,易受人、機器等的動作而干擾趨于混亂、雖提高風速可抑制此一擾亂之影響而保持無塵度、但因風速的提高,將影響運轉(zhuǎn)成本的增加,所以應在滿足要求的無塵度水準之時,能以*適當?shù)娘L速供應,以達到適當?shù)娘L速供應以達到經(jīng)濟性效果。    另一方面欲達到無塵室無塵度之穩(wěn)定效果,均一氣流之保持亦為一重要因素,均一氣流若無法保持,表示風速有異,特別是在壁面,氣流會延著壁面發(fā)生渦流作用,此時要實現(xiàn)高無塵度事實上很困難。   垂直層流式方向要保持均一氣流必須:(a)吹出面的風速不可有速度上的差異;(b)地板回風板吸入面之風速不可有速度上的差異。速度過低或過高(0.2m/s,0.7m/s)均有渦流之現(xiàn)象發(fā)生,而0.5m/s之速度,氣流則較均一,目前一般無塵室,其風速均取在0.25~0.5m/s之間。
  影響無塵室的氣流因素很多,如制程設備、人員、無塵室組裝材、照明器具等,同時對于生產(chǎn)設備上方氣流的分流點,亦應列入考慮因素。    一般操作臺或生產(chǎn)設備等表面的氣流分流點,應設于無塵室空間與隔墻板間距2/3之處,如此可使作業(yè)人員工作時,氣流可從制程區(qū)內(nèi)部流向作業(yè)區(qū),而將微塵帶走;若分流點配置在制程區(qū)前方,將成為不當?shù)臍饬鞣至?,此時大部份的氣流將流至制程區(qū)之后,作業(yè)員操作所引起的塵埃將被帶到設備后面,工作臺因而將受到污染,良率也勢必降低。    無塵室內(nèi)的工作桌等障礙物,在相接處均會有渦流現(xiàn)象發(fā)生,相對地在其附近之無塵度將會較差,在工作桌面鉆上回風孔,將使渦流現(xiàn)象減少*低;組裝材料之選擇是否恰當、設備布局是否完善,亦為氣流是否成為渦流現(xiàn)象之重要因素。
、無塵室工程施工 
1.無塵室施工應在土建工程完成,清潔好現(xiàn)場后進行 
2.無塵室施工應按一定程序進行,就避免系統(tǒng)安裝時的帶塵作業(yè),安裝高效過濾器或送風末端時,必須避免帶塵作業(yè)。 
3.無塵室施工程序見下圖(其他輔助用房可參照此程序)。
4.施工安裝過程中必須隨時做好以下記錄  (1)土建隱蔽工程記錄 (2)管線隱蔽工程系統(tǒng)封閉記錄 (3)設備開箱檢查記錄 (4)管道壓力試驗記錄    (5)管道純氣系統(tǒng)吹洗記錄  (6)風管漏風檢查記錄 (7)風管清掃記錄 (8)設備單機試運轉(zhuǎn)記錄        (9)系統(tǒng)聯(lián)合試運轉(zhuǎn)記錄    (10)中間驗收單 
、無塵室工程評定  無塵室工程驗收,一般由法人組織驗收平定組進行現(xiàn)場檢查。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)的工程缺陷分為嚴重缺陷和一般缺陷:凡關鍵項目不完整、不齊全的屬嚴重缺陷;凡一般項目不完整、不齊全的屬一般缺陷。 驗收時不應有嚴重缺陷,一般缺陷比例不超過檢查項目的20%。  如果雖然無嚴重缺陷,但一般缺陷超過20%~40%,或嚴重缺陷不超過3項,一般缺陷比例不超過20%,一般會限期改正。嚴重缺陷和一般缺陷超過以上數(shù)值,通過的可能性就不存在了,只有限期改正,重新檢測檢查。 
、無塵車間設計及驗收規(guī)范  無塵車間作為一個“受控環(huán)境”,具有不同于其他建筑工程的特點,盡管任何建筑工程都包括設計、竣工驗收、日常維護等環(huán)節(jié),但是無塵車間還需要通過調(diào)試、檢測和綜合評價予以確認,絕不可草率行事,匆匆投入運營。 
9.1 無塵車間設計內(nèi)容有: 
1. 合理布置工藝流程和建筑平面; 
2. 選擇滿足無塵車間特點的建筑構(gòu)造和材料; 
3. 無塵車間設計應依據(jù)當時當?shù)氐哪茉垂尘埃x定可靠和經(jīng)濟的冷、熱源;
4. 劃分和布置空調(diào)凈化和排風系統(tǒng);
5. 選擇合理的空氣凈化通風設備;  無論是新建還是重新改造的無塵車間,都一定依照國家相關標準、規(guī)范進行。 
9.2  無塵車間各項工程的外觀檢查應符合以下要求: 
1. 各種管道、自動滅火裝置及空氣凈化設備的安裝應正確、牢固、嚴密;
2. 高、中、初效過濾器與支撐框架的連接以及風管與設備的連接處應可靠密封;
3. 各類調(diào)節(jié)裝置應嚴密、靈活、操作方便; 
4. 各種空氣凈化設備、靜壓箱、通風系統(tǒng)等要清洗干凈,確保無塵; 
5. 無塵車間的內(nèi)墻壁、頂棚表面、地面應光滑、平整、色澤均勻、不起灰塵、地板靜電等;
6. 送、回風口及各類末端裝置、這類管道、照明和動力線配管等穿越無塵車間時,穿越處的密封處理 應嚴密可靠;
7. 無塵車間內(nèi)的各種刷涂、保溫工程等應符合有關規(guī)定;
9.3  無塵車間竣工驗收所需文件: 
1. 設計文件、設計變更說明文件及有關協(xié)議、竣工圖; 
2. 主要材料、設備和調(diào)節(jié)裝置、自動控制系統(tǒng)等出廠合格證書或檢驗文件;
3. 各項工程質(zhì)量檢驗評定表; 
4. 開工、竣工報告、土建隱蔽工程系統(tǒng)和管線隱蔽工程系統(tǒng)封閉記錄、設備開箱檢查記錄、管道壓力 實驗記錄、管道系統(tǒng)吹洗記錄、風管檢漏記錄、中間驗收單和竣工驗收單;
5. 無塵車間里面的各種設備性能指標記錄 
9.4  無塵車間綜合性能評價:  無塵車間竣工驗收工作完成后,一般應由具有相關資質(zhì)或相關授權(quán)具有無塵車間檢測經(jīng)驗、擁有先進完備的檢測儀器、儀表的第三方來主持無塵車間的檢測工作,承建方、設計、施工、監(jiān)管單位應在現(xiàn)場配合,以完成對無塵車間的綜合性能評價。
9.5 總結(jié)  無塵車間的設計、施工、安裝、維護等一定按照國際標準化組織ISO 14644的相關標準規(guī)范進行,必須做到無塵、無菌、節(jié)能、防火、**  附、無塵室國內(nèi)標準規(guī)范 
. 無塵室的國內(nèi)標準規(guī)范 
(1).無塵廠房設計規(guī)范 GB50073-2001[2]   (2).醫(yī)院無塵手術部建筑技術規(guī)范GB50333-2002   (3).醫(yī)藥工業(yè)無塵廠房設計規(guī)范GB 50457-2008   (4).傳染病醫(yī)院建筑設計規(guī)范    (5).醫(yī)藥工業(yè)無塵室(區(qū))懸浮粒子的測試方法GB/T16292-1996   (6).QS認證質(zhì)量手冊    (7).GMP 藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范  2. 無塵室國際標準規(guī)范    (1)ISO14644-1 空氣無塵度等級劃分[3]    (2)ISO14644-2 為認證ISO14644-1的 連續(xù)的相符性的測試和監(jiān)測技術要求   (3)ISO14644-3 測試方法   (4)ISO14644-4 設計建造啟動   (5)ISO14644-5 運行(Operations)   (6)ISO14644-6 術語和定義    (7)ISO14644-7 分離裝置(無塵空氣罩、手套箱、分離器和微循環(huán)設備   (8)ISO14644-8 分子污染    (9)ISO14644-9 無塵化學品(液體)

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