无尘车间洁净度标准.pdf

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1、无尘车间洁净度如何确定详细分析无尘车间洁净度如何确定详细分析一、净化车间的规格一、净化车间的规格净化车车间的规格一般适用于美国联邦规格 No.209B。这个规格对净化间的环境要素即空气洁净度、温湿度、室内压等都进行了规格化规定。但是，伴随着洁净化程度的不断提高，美国联邦规格进行了改版， 其内容主要是以洁净度进行分类。 最新版已成为 No209E， 名称也进行了变更。 No.209E的级别表示是把 0.5um 以上的颗粒数为 10 x个/m3，把 X 表示成级别，同时加上米制 M 的意思，表示成 M3.5 等等。在表 7 里表示的是美国联邦规格No.209B，表 8 表示的是美国联邦规格No.2

2、09E。在日本，相应的规格是JIS B9920。JIS9920 的级别表示是把 0.1um 以上的 颗粒数规定为 10X个，用Y 表示级别。表 9、图 2 表示了 JIS B 9920 的级别的主要内容。表 7 美国联邦规格 No.209B净化间级别粒子粒径um1001000100001000000.5555累计粒子数室内压力PammH2O+13（+1.3）以上范围（）温度推荐 值（）差（）高（%）湿度最低%100106570019.42522.22.8特别时为1.4453010特别时为5层流方式0.45m/s0.1m/s非层流方式20次/h1080-16200.510000.5100000.

3、5100000误差%气流换气次数照度表表 8, 8, 美国联邦规格美国联邦规格 No.209ENo.209E 的的 洁净度级别分类洁净度级别分类级别上限值是各级别名。上限值用指定粒径以上的浓度（单位堆积粒子数）表示。*级别名称*级别上限值粒径0.1umSI*English(m3)UnitMI1M1.510M2100M2.51000M310000M3.5100000M4M4.5M5M5.5M6M6.5M7350124035001200035000-(ft3)9.9135.099.1350991-粒径0.2um(m3)75.7265757265075702650075700-(ft3)2.147.

4、5021.475.02147502140-粒径0.3um(m3)30.9106309106030901060030900-(ft3)0.8753.008.7530.087.5300875-粒径0.5um(m3)10.035.310035310003530100003530010000035300010000003530000(ft3)0.2831.002.8310.028.3100283100023801000028300100000283000粒径5um(m3)-247618247061802470061800(ft3)-7.0017.570.01757001750* 上表中表示的级别上限值

5、仅仅是为了级别分类而定义的，并不表示实际的粒径分布值。* 针对中间级别的浓度上限值，用如下的公式进行计算。粒子直径/m3=10M(0.5/d)2.2，其中，M : SI 单位里的级别名称，D : 粒径（um）*国际单位（Systeme International d Unites 的缩写）图图 1 1 ，209E209E 的洁净度级别（图略）的洁净度级别（图略） 图中的标记表示评价洁净度级别用的对象粒子。（ ）内数值是用 English unit 表示级别。图图 2 2 ，JIS B 9920JIS B 9920 的洁净度级别的上限浓度的洁净度级别的上限浓度表表 9 9，JIS B 9920J

6、IS B 9920 主要内容主要内容净化间级别12345678表表 1010，美国航空宇宙局规格主要内容，美国航空宇宙局规格主要内容生 物净 化间 级别10010000100000标准粒径（um）0.10.10.10.10.10.10.10.1生物粒子累计粒子数(个/m3)101102103104105106107108室内压力PammH2O粒子粒径um累计粒子数个/ft(个/l)浮游量个/ft(个/l)0.1（0.0035）0.5（0.0176）2.5（0.0884）沉降量温度湿度%气流换 气 次数照度Lx0.51000.5（3.5）551000065（2.3）100000（3500）700

7、(25)0.5（350）1200（12900）6000（64000）30000（323000）+13（+1.3）以上推荐值4050层流方式0.45m/s0.1m/s非层流式20 次/h10801620三、不同用途所要求的洁净度三、不同用途所要求的洁净度如前所述，净化间的级别一般分成M3.5（100） 、M4.5（1000） 、M5.5（10000） 、M6.5（100000）4 个级别。但根据各产业领域的作业工序不同，形成必要的级别是不一样的。例如，在半导体制造工厂等里边，根据作业内容，要求有 M1（10）M5.5（1000）的净化间。而且，在制药工厂里，根据产品的纯度、作业工序，需有从M3.

8、5 到 M6.5（100，000）范围广泛的级别不等净化间。因此说，各种产业所需要的净化间，其要求的洁净度是不同的。就一般级别而言，表11 可以作为参考。表表 1111，各产业所要求的净化间级别一览，各产业所要求的净化间级别一览领域和产业半导体工业（IC、LSI 等）掩模板对准工艺刻蚀工艺扩散工艺蒸着工艺涂布工艺电子设备计算器制造阴极射线管洁净度标准（级别）SIM3.5M3.5M3.5M3.5M3.5M5.5M5.5内容腐蚀加工高纯度扩散高纯度电镀感光剂涂布磁头遮屏English unit10010010010010010,00010,000,磁带精密仪器陀螺、微型轴承导弹部件、继电器钟表、小

9、型计量仪器光学、印刷照相机、印刷电路板镜头、胶片电子制版化学药品注射液充填无菌动物养育化学药品抗生物一般医疗品食品酿造、发酵乳制品、生食品食肉加工搅拌(弄成糊状)食品M5.5M5.5M5.5M5.5M5.5M4.5M5.5M3.5M3.5M5.5M6.5M5.5M6.5M5.5M5.510,00010,00010,00010,00010,0001,00010,00010010010,000100,00010,000100,00010,00010,000防止杂音提高精度防止误动作组立、封装、修理制作连接制作、检查调和、充填SPF充填、检查制造防止酱油、大酱腐坏防止酸乳酪变质火腿、香肠搅拌后备烤的

10、圆筒形、半圆形鱼肉、鱼肉山芋丸子等食品制冷时防止细菌粘附上。医疗手术室特殊治疗室恢复、新生儿室临床检查M3.5M3.5M3.5M5.5M5.5M6.510010010,00010,00010,000100,000股关节手术、脏器移植白血病、烫伤早产儿、术后防止感染菌类培植、检查防止蘑菇种菌被杂菌感染兰花栽培（试验用无菌植物、强势培植植物）农林畜产蘑菇栽培植物养殖微生物工程一般病原体M5.5M3.510,000100防止鱼、蚕类因菌侵袭致死马尔堡病毒、拉萨氏热、艾伯拉出血热（排出空气）基因转换M3.5100大肠菌（排出空气）三、净化间的形式分类三、净化间的形式分类作为净化间的分类方法，一般都是根

11、据室内气流形状来划分的。按这个方法，净化间可大致分为如下三大类。1， 垂直层流型（降下流方式）这是一种将 HEPA或 ULPA过滤器安装在天花板上，从顶板上往下直对地面，能以同样的速度向净化间提供洁净空气的方式。 这种设备体积庞大， 造价也很昂贵， 但作为净化间的性能，无论是从什么方面讲，它都是最好的。2， 水平层流型（交叉流方式）这是将 HEPA或 ULPA过滤器安装在壁板上，从墙壁上向对面墙壁以同样的速度提供洁净空气的一种方式。由于是水平层流，所以，与气流的上流侧相比，下流侧的洁净程度要低一些。但它与垂直层流方式相比的话，具有设备较小，费用较低的特点。3， 非层流型（常规型）与上述几种层流

12、形式相比，其设备费用要低廉很多，但由于出现了非层流部分，室内气流发生紊乱，微粒子浮游在空中，很难保证高的洁净度。M3.5M3.5 级（级（100100）及）及 M4.5M4.5 级（级（10001000）的场合）的场合在洁净度要求达到 M3.5 级及 M4.5 级的场合，其大部分都能达到层流型。垂直层流型（降下气流方式）范例垂直层流型（降下气流方式）范例图图 3 3HEPA过滤器热交换器HEPA过滤器档粗大尘埃过滤器外气预过滤器加湿器活性炭过滤器2 2，水平层流型（交叉流方式）范例，水平层流型（交叉流方式）范例图图 4 4热交换器HEPA过滤器档粗尘过滤器外气HEPA过滤器预过滤器加湿器活性炭

13、过滤器图注：活性炭过滤器在外气被气体污染的场合下使用。在净化间里湿度的控制也非常重要。建议使用可实施严格控制的阿姆斯特龙公司产的干蒸汽式加湿器。表表 1212垂直层流型的概要及特点垂直层流型的概要及特点概要吹出口、过滤器位置吹入口位置气流状态换气次数（气流速度）温度范围湿度范围室内外压力差所需机械室建筑内装材料工程的难易程度房间大小的限制房间有效作业面积作业性运转经费管理表表 1313， 水平层流型概要及特征水平层流型概要及特征概要吹出口、过滤器位置吹入口位置气流状态换气次数（气流速度）温度范围湿度范围室内外压力差所需机械室特点房间一侧的墙壁上（图 4） 优点死角等引起的吹出口对面的墙壁（图

14、4） 因涡流、粉尘的堆积、 再游离现虽是水平层流， 但下侧风流象很少处会逐渐被污染。 室内的洁净度不大被30650 次/H(0.45m/s)作业人员数、 作业状态2213左右。RH45%5-10%缺点5-25Pa(0.52.5mmH2O) 在距吹出层面较近的中等特点天花板（80 以上） （图 3）优点： 不会被室内的作业人筛条或孔板（图 3）数、作业状态左右，能垂直层流保证高度的洁净度。250650 次/h0.25m/s 左右 由于是垂直层流， 换气2213次数多，所以，在短时RH45%5-10%间内得到高水准的洁5-25Pa(0.52.5mmH2O)净度。大 几乎不会发生尘埃堆有规定积，即便

15、是被污染，也需要很高的技术水平能很快恢复。没有特别的要求缺点能得到很大的面积 设备费高好 运转成本高高 净化间面积很难扩建实施高水平的管理建筑内装材料工程的难易程度房间大小的限制房间有效作业面积作业性运转经费管理有相当部分受限制需水平稍高的技术受限制受到限制人员的 移动受到限制中等稍微需要高水平的管理地方可以保证有高水平的洁净度， 但在距吸引层面较近的地方， 洁净度会有所降低。 净化间扩建很困难 设备费用虽不像垂直型那么高，但仍很贵。 柜子、更衣室、风淋等准备室的完善及清扫作业服等要予以充分的注意。5.55.5 级（级（1010，000000）及）及 6.56.5 级（级（100100，000

16、000）的场合）的场合对于 5.5 级（10，000）及 6.5 级（100，000）的净化间，从设备费的角度上考虑，不大使用完全的层流型，而大部分是非层流型。无论是M5.5 级（10，000）还是M6.5 级（100，000） ，在设计上没有根本变化，而是根据单位时间内的换气次数，使其发生变化的。非层流型（常规型）范例非层流型（常规型）范例图图 5 5HEPA过滤器热交换器活性炭过滤器*档粗尘过滤器外气加湿器*图图 6 6HEPA过滤器HEPA用预过滤器热交换器活性炭过滤器*档粗尘用过滤器外气加湿器*图中注解：*活性炭过滤器在受到别的气体污染的时候使用。* 在净化间里，温度控制也非常重要。

17、建议使用可实施严格控制的阿姆斯特龙公司的干蒸汽式加湿器。表表 1414， 非层流行型概要及特征非层流行型概要及特征概要吹出口、过滤器位置吹入口位置气流状态换气次数（气流速度）温度范围湿度范围室内外压力差所需机械室建筑内装修材料空调风管前端（图 5）地板上侧面（图 5）产生乱流2050 次/h2215RH50% 10%525Pa(0.52.5mmH2O)小若干限制特征优点： 过滤器及空气处理简单且容易 设备费用便宜 规模扩张方便 通过使用净化台， 可以得到级别高的洁净度。缺点 室内的洁净度会因作业工程的 难易度室内大小的 限制房间有效作业面积作业性运转费用管理多少受些限制没有什么限制受到限制对人

18、的移动没有没有制约低廉管理水准稍高人员而改变。 易产生涡流、乱流，污染粒子在室内有发生循环的可能。 由于换气次数少， 达到要求的洁净度所需时间较长，动力费用较高 柜子、更衣室、风淋室等房间的完备及清扫作业服等要充分注意。四、净化车间设计上的留意点四、净化车间设计上的留意点1，净化车车间的构成为确保室内的洁净度，把使用条件、空调的条件等作为最为基本的内容，在考虑到作业性和气流状况后再予以确定。在构造上要有准备室、更衣室、清洗室、休息室、管理室等。2，清洗方法作为室内的洁净化气流方式，有垂直层流式、水平层流式、非层流式。其中，到底使用哪一种方式，要根据洁净度的级别及使用条件来决定。3，洁净度和气流

19、方式洁净度可通过气流方式和换气次数改变。因而，要根据室内的作业内容、人员及产品的动向决定气流方式。起尘性高的作业，不得将其置于气流的上侧。而且，根据场合的不同，必须设置排气。4，构造净化间的构造具有气密性、发尘、尘埃堆积少，不易发生振动等是非常重要的，而且，要尽可能地不产生乱流。5，使用材料作为内装修材料，须是无缝隙、裂痕，表面不易粘尘，且无磨损、无表面剥离的材料。除此之外，热贯流率、透湿性小、吸音性好，与其他材料接合等加工性能良好也是必不可少的。6，室内正压为确保室内的洁净度，防止来自外部的污染粒子进入室内，室内必须保持在正压状态。要想维持室内总是处于正压的状态，就要有能充分的新风，来补足因

20、局部排气、自然泄漏而损失的压力。7，关联设备根据需要，净化间里要在入口处设置风淋室，壁板墙上设置物流用的传递箱，以及既能保证正压又能排气的安全风阀挡板等。这些是非常重要的。而这些设备的选定，必须适合净化间。8，消音装置由于净化间是密闭的空间，对声音比较敏感，所以，对空气供给系统发生的噪音要实施有效地控制，以改善净化间的作业环境。9，加湿设备湿度的调整，在防止静电的影响、创造舒适的作业环境方面，是非常必要的。尤其是在医院、研究室里，保持难以产生微生物的湿度是至关重要的。10，使用方面的管理作为净化间内的发尘源，主要是作业人员、带入室内的物品引起的。因而，对这些要予以充分的注意。除此之外，对各房间

21、的压力平衡、室内墙壁的污染等细微之处也要实施管理。11，所需设备根据不同的作业内容，净化间内还要设置相应的给排水、电气、气体设备。这些设备设置要便于使用，而且，由于净化间是密闭的空间，所以必须有火灾、停电等非常状态下的紧急对策。五、洁净度的计算方法范例在净化间的设计上，要计算出为确保所要求的洁净度的风量和温湿度调整所需的风量。这里，只是把确保室内洁净度的计算方法列举出来。将室内的发尘量、新风的含尘两量作出假定，根据使用的空气过滤器效率，用下列公式通过换气风量等求出洁净度。CoQoP + MC=(1-P)Qr + QeCsQs + M = (CoQo + CQr)P + M 流入粉尘量Cqe +

22、 CQr流出粉尘量Pf1CsQsPf2CoQoQeCQrMCoQoPf1Pf2 + MC=1-(Pf1Pf2)Qr+QeP= Pf1Pf2Qr=房间的体积 x 1 小时的换气次数C : 室内粉尘浓度（个/m3）Qe ：排气风量(m3/h)Co: 外气粉尘浓度（个/m3）M ：室内发尘量（个/h）Cs：供风粉尘浓度（个/m3）Pt :粉尘穿透率（%）Qr：换气风量（m3/h）Pf1: 预过滤器穿透率（%）Qo: 新风风量（m3/h）Pf2: 主过滤器的穿透率（%）Qs: 给气风量（m3/h） Co 的外气粉尘浓度采用前面的表2 或表 3 的 0.5um 的粒子数。 P 的粉尘穿透率是采用JIS

23、Z8901 试验用粉尘 1314 种的 DOP 气溶胶形成的穿过率，用（P=1-捕集率）表示。 Qo 外气风量，要考虑环境卫生环境上规定的、针对给气量及有害物质的局部排气。为使室内形成正压，其所需的风量，由下列公式求出。Qo = Q1+Q2+Q3+Q4Q1:人所需要的新鲜空气量(30-35m3/人/h)Q2:房间的泄漏量（m3/h）Q3:门的关闭产生的泄漏量Q4:局部强制排气量Q2= EA2gP/j 3600P:=室内外的压力差 Pa(mmH2O).表 16j: 空气密度（Kg/m3）A: 缝隙面积（m2）E: 流量系数（0.40.6）g: 9.8m/S2Q3= tNEA2gP/jA: 门的面

24、积N: 打开次数（次/h）t: 一次的开放时间E: 流量系数（0.91） Qr 的换气风量是根据洁净度的级别，在表15 中考虑作业内容后再作决定。 由于 M 的室内发尘量，根据作业内容的不同而异，所以，在参考表5 或表 6 的作业员发尘量后再作决定。 为了对室内的正压进行调整，要安装安全风阀挡板，当压力上升时，使其能排放出去。表表 1515 针对洁净度级别的换气次数、新风量和使用末端过滤器的效率针对洁净度级别的换气次数、新风量和使用末端过滤器的效率洁净度（级）SIM3.5M4.5M5.5M6.5English unit1001,00010,000100,000换气次数（层流）（次/h）250-

25、650100-20050-7020-30新风量（次/h）10-205-102-41-2使用末端过滤器的效率99.97%-换气次数的增加99.5%7090换气次数的增加3050* 1：试验用尘埃颗粒 JIS13 种的效率（0.3umDOP）* 2：试验用尘埃颗粒 JIS14 种的效率（0.5umDOP）表表 1616 所需压力差所需压力差相应处所不同级别的净化间之间净化间和准净化间净化间与一般房间最低压力差5Pa(0.5mmH2O)10Pa(1.0mmH2O)15Pa(1.5mmH2O)进口 H13 玻纤料300*300*292304 镜面不锈钢铝隔板耐高温无硅胶40099.99%0.3m5.0

26、m550m /h15010Pa进口 H13 玻纤料610*305*292304 镜面不锈钢铝隔板耐高温无硅胶40099.99%0.3m32国产滤料与进口滤料参数对照表滤料类型规格：外框材质：分隔物：密封胶耐温性过滤效率：滤料面积：额定风量：初阻力：滤料类型规格：外框材质：分隔物：密封胶耐温性过滤效率：国产 H13 玻纤料300*300*292304 镜面不锈钢铝隔板耐高温无硅胶40099.99%0.3m5.0m550m /h18010Pa国产 H13 玻纤料610*305*292304 镜面不锈钢铝隔板耐高温无硅胶40099.99%0.3m32进口 U15 玻纤料300*300*292304 镜面不锈钢铝隔板耐高温无硅胶40099.999%0.12m5.0m270 m /h14010Pa进口 U15 玻纤料610*305*292304 镜面不锈钢铝隔板耐高温无硅胶40099.999%0.12m32滤料面积：额定风量：初阻力：10.3m1100m /h18010Pa3210.3m1100m /h15010Pa3210.3m550 m /h14010Pa32