潔凈室是指對空氣潔凈度、溫度、濕度、壓力、噪聲等參數根據需要都進行控制的密閉性較好的空間。潔凈室的發展與現代工業、尖端技術密切聯系在一起。由于精密機械工業(如陀螺儀、微型軸承等加工)、半導體工業(如大規模集成電路生產)等對環境的要求,促進了潔凈室技術的發展。國內曾統計過,在無潔凈級別的要求的環境下生產MOS電路管芯的合格率僅10%~15%,64為儲存器僅2%。目前在精密機械、半導體、宇航、原子能等工業中應用潔凈室已相當普遍。
一、潔凈室的分類
1、按氣流的流動狀態分
根據氣流的流動狀態分,主要有以下三種氣流分布的潔凈室 [1] :
(1) 非單向流潔凈室:以前常稱為亂流型潔凈室,室內的氣流并不都按單一方向流動。非單向流潔凈室有幾個共同的特點:終端過濾器(高效或亞高效)盡量接近潔凈室,它可以就是送風口或直接連送風口,也可以接到房間的送風靜壓箱上;回風口均設在潔凈室的下部,目的是避免出現“揚灰”現象。非單向流潔凈室中都有渦流存在,不適宜用于高潔凈度的潔凈室中,宜用于6~9級的潔凈室中。
(2) 單向流潔凈室:單向流潔凈室氣流的特征是流線平行,以單一方向流動,并且在斷截面上風速一致,有垂直單向潔凈室,準垂直單向流,水平單向流潔凈室等。
(3) 矢量潔凈室:在房間的側上角送風,采用扇形高效過濾器,也可以用普通高效過濾器配扇形送風口,在另一側的下部設回風口,房間的高長比一般在0.5~1之間為宜。這種潔凈室也可以達到5級(100級)潔凈度。
潔凈室的流型基本上是上述三種類型,但是實際應用時可演變出很多形式。潔凈室可以是單向流和非單向流組合在一起的混合流型,以在局部區域(單向流部分)實現高級別的潔凈室。例如,在潔凈室中設水平單向流的“隧道”(一側敞開),潔凈室的其余部分是渦流的單向流流型,從而實現“隧道”部分達到5級以上潔凈度,工作臺就設在“隧道內”。
2、按受控粒子的性質劃分
(1)工業潔凈室:受控粒子為塵埃等非生物粒子的潔凈室。
(2)生物潔凈室:受控粒子為生物粒子的潔凈室。
二、潔凈室設計要求
(1) 潔凈環境是為生產工藝服務的,潔凈室設計必須滿足生產工藝的環境要求,這是理所當然的。因此,在潔凈室設計時生產工藝對環境參數的要求應該實事求是,其面積、層高,溫度、濕度,潔凈度等應該該高則高,該低則低,并非越高越好。在不影響生產工藝正常運行的前提下盡可能地降低參數要求,控制凈化面積,縮小高凈化級別潔凈區的范圍,嚴格控制100級和更高級別單向流潔凈區的面積。
(2)在生產工藝平面區劃時盡可能把相同級別的潔凈房間布置在一起,把潔凈度要求高的工序設置在上風側,把產生粉灰、有毒、有害、易燃、易爆廢氣的工藝設備、容器盡可能放在潔凈區外,若必須放在潔凈區內時應盡量采取密閉措施以減少粉塵和廢氣的排放量。
三、潔凈室設計原則
(1) 當產品要求潔凈度為100級時,選用層流流型;當產品要求潔凈度為1000~100000級時,選用亂流流型。
(2) 減少渦流,避免把工作區以外的污染物帶入工作區。
(3) 為了防止灰塵的二次飛揚,氣流速度不能過大。亂流潔凈室的回風口不應設在工作區的上部。宜在地板上或側墻下部均勻布置回風口。
(4) 工作區的氣流應均勻,流速必須滿足工藝和衛生的要求;潔凈氣流應盡可能把工作部位圍罩起來,使污染物在擴散之前便流向回風口。
(5) 工作設備布置時要留有一定的間隔,為送、回風口的布置和氣流的通暢創造條件:氣流組織設計時要考慮高大設備對氣流組織的影響。
(6) 潔凈工作臺不宜布置在層流潔凈室內。當布置在亂流潔凈室時,宜將其置于工作區氣流的上風側,以提高室內的空氣潔凈度。
(7) 潔凈室內有通風柜時,宜置于工作區氣流的下風側,以減少對室內的污染。
四、潔凈室施工注意事項
1、潔凈室的建筑圍護結構和裝修材料須選用氣密性良好,且不易發生形變的材料。
2、潔凈室內壁的表面要光滑、平整、不起塵、避免眩光、減少凹凸面。便于除塵。
3、潔凈室地面應平整,耐磨、易清洗,不易積聚靜電,避免眩光,不開裂等。潔凈室內的色彩宜淡雅柔和。
4、已完成的裝飾工程表面,不得撞擊、敲打、踩踏,多水作業造成板材凹陷,暗裂和表面污染。
5、潔凈室臨時設置的設備入口不用時應封閉,防止塵土雜物進入。
6、潔凈室和人員凈化用室設置外窗時,用雙層玻璃固定窗,保持良好的氣密性。臨近潔凈室室內的側窗不宜設窗臺。
7、潔凈室不宜采用砌筑墻抹灰墻面,當必須采用時宜干燥作業,抹灰應采用高級抹灰標準。墻面抹灰后應刷涂料面層,并應選用難燃、不開裂、耐清洗、表面光滑、不易吸水變質發霉的涂料。
8、在潔凈室裝修建筑裝飾施工過程中,須隨時清掃灰塵,對隱蔽空間(如吊頂和夾墻內部等),還應做好清掃記錄。
潔凈室的裝修水準如何直接關系到潔凈室的使用效率和使用壽命,所以設計施工在一定程度上也是衡量施工企業能力的一個指標。深圳潔凈室設計施工認準華安實驗室,承接各行業潔凈室設計施工,歡迎來電咨詢。