無(wú)塵室的建設(shè)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)
一、無(wú)塵室的定義
無(wú)塵室(Clean Room)是指空氣無(wú)塵度達(dá)到規(guī)定級(jí)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(wú)塵度、溫度、濕度、室內(nèi)壓力、氣流速度與氣流分布、噪音、振動(dòng)、照明及靜電控制在某一需求范圍內(nèi)。無(wú)塵室主要的作用在于控制產(chǎn)品所接觸的空氣的無(wú)塵度及溫濕度,使產(chǎn)品能在一個(gè)良好的環(huán)境空間中生產(chǎn)、制造,此空間我們稱(chēng)之為無(wú)塵室。按照國(guó)際慣例,無(wú)塵凈化級(jí)別主要是根據(jù)每立方米空氣中粒子直徑大小劃分標(biāo)準(zhǔn)的粒子數(shù)量來(lái)規(guī)定。也就是說(shuō)所謂無(wú)塵并非沒(méi)有一點(diǎn)灰塵,而是控制在一個(gè)非常微量的單位上。當(dāng)然這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中符合灰塵標(biāo)準(zhǔn)的顆粒相對(duì)于我們常見(jiàn)的灰塵已經(jīng)是小得微乎其微,但是對(duì)于一些精密產(chǎn)品生產(chǎn),比如光學(xué)行業(yè)而言,哪怕是一點(diǎn)點(diǎn)的灰塵都會(huì)產(chǎn)生非常大的影響,所以在光學(xué)行業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)上,無(wú)塵是必然的要求。平頂山無(wú)塵車(chē)間安裝
二、無(wú)塵室的結(jié)構(gòu)組成
無(wú)塵室的構(gòu)成是由下列各項(xiàng)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(wú)法構(gòu)成一完整且品質(zhì)良好的無(wú)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):包括空調(diào)機(jī)組、過(guò)濾器系統(tǒng)、通風(fēng)管道等;
(3)隔墻板:包括窗戶(hù)、門(mén);
(4)地板:包括高架地板或防靜電舒美地板;
(5)照明器具:包括潔凈燈、殺菌燈等;
無(wú)塵室之建筑主體構(gòu)造,一般是用鋼筋或骨水泥,但無(wú)論是何種構(gòu)造,必須滿(mǎn)足如下之條件:
A.不會(huì)因溫度變化與振動(dòng)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??; 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(jī)組 ②無(wú)塵送風(fēng)管道 ③無(wú)塵回風(fēng)管道 ④送風(fēng)靜壓箱 ⑤過(guò)濾器 ⑥多孔擴(kuò)散板⑦無(wú)塵室吊頂 ⑧無(wú)塵室隔斷 ⑨送風(fēng)口 ⑩新風(fēng)口
三、無(wú)塵室的等級(jí)
1、無(wú)塵室等級(jí)世界各國(guó)均有自定規(guī)格,但普遍還是用美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209為多,以下僅就209D及209E和世界上其它各國(guó)制定標(biāo)準(zhǔn)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(wú)塵室等級(jí)以‵M′字頭表示,如M1、M1.5、M2.5、M3…..依此類(lèi)推,配合國(guó)際公制單位的標(biāo)準(zhǔn)化,M字母后的阿拉伯?dāng)?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*冪次方的間,則以1.5、2.5、3.5….表示。
3、美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)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(jì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。日本標(biāo)準(zhǔn)的表示法以Class 1,Class 2,Class 3……Class8表示,好的等級(jí)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。
四、無(wú)塵室控管的項(xiàng)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(yù)防。9. 安全因素的考慮。10. 節(jié)能的考量
五、無(wú)塵室之分類(lèi)
5.1 亂流式(Turbulent Flow)
空氣由空調(diào)箱經(jīng)風(fēng)管與無(wú)塵室內(nèi)之空氣過(guò)濾器(HEPA)進(jìn)入無(wú)塵室,并由無(wú)塵室兩側(cè)隔間墻板或高架地板回風(fēng)。氣流非直線(xiàn)型運(yùn)動(dòng)而呈不規(guī)則之亂流或渦流狀態(tài)。此型式適用于無(wú)塵室等級(jí)1,000-100,000級(jí)。
優(yōu)點(diǎn):構(gòu)造簡(jiǎn)單、系統(tǒng)建造成本,無(wú)塵室之?dāng)U充比較容易,在某些用途場(chǎng)所,可并用無(wú)塵工作臺(tái),提高無(wú)塵室等級(jí)。
缺點(diǎn):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(yùn)轉(zhuǎn)再激活,欲達(dá)需求之無(wú)塵度,往往須耗時(shí)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間。
5.2 層流式(Laminar)
層流式空氣氣流運(yùn)動(dòng)成一均勻之直線(xiàn)形,空氣由覆蓋率之過(guò)濾器進(jìn)入室內(nèi),并由高架地板或兩側(cè)隔墻板回風(fēng),此型式適用于無(wú)塵室等級(jí)需定較高之環(huán)境使用,一般其無(wú)塵室等級(jí)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(guò)濾器單方向吹出,由對(duì)邊墻壁之回風(fēng)系統(tǒng)回風(fēng),塵埃隨風(fēng)向排出室外,一般在下流側(cè)污染較嚴(yán)重。
優(yōu)點(diǎn):構(gòu)造簡(jiǎn)單,運(yùn)轉(zhuǎn)后短時(shí)間內(nèi)即可變成穩(wěn)定。
缺點(diǎn):建造費(fèi)用比亂流式高,室內(nèi)空間不易擴(kuò)充。
(2)垂直層流式:房間天花板*以ULPA過(guò)濾器覆蓋,空氣由上往下吹,可得較高之無(wú)塵度,在制程 中或工作人員所產(chǎn)生的塵??煽焖倥懦鍪彝舛粫?huì)影響其它工作區(qū)域。
優(yōu)點(diǎn):管理容易,運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)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(diǎn):構(gòu)造費(fèi)用較高,彈性運(yùn)用空間困難,天花板之吊架相當(dāng)占空間,維修更換過(guò)濾器較麻煩。
5.3 復(fù)合式(Mixed Type):
復(fù)合式為將亂流式及層流式予以復(fù)合或并用,可提供局部超無(wú)塵之空氣。
(1)無(wú)塵隧道(Clean Tunnel):以HEPA或ULPA過(guò)濾器將制程區(qū)域或工作區(qū)域覆蓋使無(wú)塵度等級(jí)提高至10級(jí)以上,可節(jié)省安裝運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。此型式需將作業(yè)人員之工作區(qū)與產(chǎn)品和機(jī)器維修予以隔離,以避免機(jī)器維修時(shí)影響了工作及品質(zhì),ULSI制程大都采用此種型式。
無(wú)塵隧道另有二項(xiàng)優(yōu)點(diǎn):A.彈性擴(kuò)充容易; B.維修設(shè)備時(shí)可在維修區(qū)輕易執(zhí)行。
(2)無(wú)塵管道(Clean Tube):將產(chǎn)品流程經(jīng)過(guò)的自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)包圍并凈化處理,將無(wú)塵度等級(jí)提至100級(jí)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(fēng)即可得到良好之無(wú)塵度,可節(jié)省能源,不需人工的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)為適宜使用。藥品、食品業(yè)界及半導(dǎo)體業(yè)界均適用。
(3)并裝局部無(wú)塵室(Clean Spot):將無(wú)塵室等級(jí)10,000~100,000之亂流無(wú)塵室內(nèi)之產(chǎn)品制程區(qū)的無(wú)塵度等級(jí)提高為10~1000級(jí)以上,以為生產(chǎn)之用;無(wú)塵工作臺(tái)、無(wú)塵工作棚、無(wú)塵風(fēng)柜即屬此類(lèi)。
無(wú)塵工作臺(tái):等級(jí)Class 1~100級(jí)。
無(wú)塵工作棚:為在亂流式之無(wú)塵室空間內(nèi)以防靜電之透明塑料布圍成一小空間,采用立之HEPA或ULPA及空調(diào)送風(fēng)機(jī)組而成為一較之無(wú)塵空間,其等級(jí)為10~1000級(jí),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(dòng)輪,可為彈性運(yùn)用。
六、無(wú)塵室氣流之流動(dòng)
無(wú)塵室的無(wú)塵度往往受到氣流的影響,換言之,即人、機(jī)器隔間、建筑結(jié)構(gòu)等所產(chǎn)生的塵埃之移動(dòng)、擴(kuò)散受到氣流的支配。
無(wú)塵室系利用HEPA、ULPA過(guò)濾空氣,其塵埃的收集率達(dá)99.97~99.99995%之多,因此經(jīng)過(guò)此過(guò)濾器過(guò)濾的空氣可說(shuō)十分干凈。然而無(wú)塵室內(nèi)除了人以外,尚有機(jī)器等之發(fā)塵源,這些發(fā)生的塵埃一旦擴(kuò)散,即無(wú)法保持無(wú)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(wú)塵室內(nèi)的氣流是左右無(wú)塵室性能的重要因素,一般無(wú)塵室的氣流速度是選0.25~0.5m/s之間,此氣流速度屬微風(fēng)區(qū)域,易受人、機(jī)器等的動(dòng)作而干擾趨于混亂、雖提高風(fēng)速可抑制此一擾亂之影響而保持無(wú)塵度、但因風(fēng)速的提高,將影響運(yùn)轉(zhuǎn)成本的增加,所以應(yīng)在滿(mǎn)足要求的無(wú)塵度水準(zhǔn)之時(shí),能以適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速供應(yīng),以達(dá)到適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速供應(yīng)以達(dá)到經(jīng)濟(jì)性效果。
另一方面欲達(dá)到無(wú)塵室無(wú)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(wú)法保持,表示風(fēng)速有異,特別是在壁面,氣流會(huì)延著壁面發(fā)生渦流作用,此時(shí)要實(shí)現(xiàn)高無(wú)塵度事實(shí)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(fēng)速不可有速度上的差異;(b)地板回風(fēng)板吸入面之風(fēng)速不可有速度上的差異。速度過(guò)低或過(guò)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(wú)塵室,其風(fēng)速均取在0.25~0.5m/s之間。
影響無(wú)塵室的氣流因素很多,如制程設(shè)備、人員、無(wú)塵室組裝材、照明器具等,同時(shí)對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備上方氣流的分流點(diǎn),亦應(yīng)列入考慮因素。
一般操作臺(tái)或生產(chǎn)設(shè)備等表面的氣流分流點(diǎn),應(yīng)設(shè)于無(wú)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(shí),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(diǎn)配置在制程區(qū)前方,將成為不當(dāng)?shù)臍饬鞣至鳎藭r(shí)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(shè)備后面,工作臺(tái)因而將受到污染,良率也勢(shì)必降低。
無(wú)塵室內(nèi)的工作桌等障礙物,在相接處均會(huì)有渦流現(xiàn)象發(fā)生,相對(duì)地在其附近之無(wú)塵度將會(huì)較差,在工作桌面鉆上回風(fēng)孔,將使渦流現(xiàn)象減少低;組裝材料之選擇是否恰當(dāng)、設(shè)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。
七、無(wú)塵室工程施工
1.無(wú)塵室施工應(yīng)在土建工程完成,清潔好現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行
2.無(wú)塵室施工應(yīng)按一定程序進(jìn)行,就避免系統(tǒng)安裝時(shí)的帶塵作業(yè),安裝過(guò)濾器或送風(fēng)末端時(shí),必須避免帶塵作業(yè)。
3.無(wú)塵室施工程序見(jiàn)下圖(其他用房可參照此程序)。
4.施工安裝過(guò)程中必須隨時(shí)做好以下記錄
(1)土建隱蔽工程記錄 (2)管線(xiàn)隱蔽工程系統(tǒng)封閉記錄 (3)設(shè)備開(kāi)箱檢查記錄 (4)管道壓力試驗(yàn)記錄(5)管道純氣系統(tǒng)吹洗記錄 (6)風(fēng)管漏風(fēng)檢查記錄 (7)風(fēng)管清掃記錄 (8)設(shè)備單機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)記錄(9)系統(tǒng)聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)記錄(10)中間驗(yàn)收單。平頂山無(wú)塵車(chē)間安裝
八、無(wú)塵車(chē)間設(shè)計(jì)及驗(yàn)收規(guī)范
無(wú)塵車(chē)間設(shè)計(jì)內(nèi)容有:
1. 合理布置工藝流程和建筑平面;
2. 選擇滿(mǎn)足無(wú)塵車(chē)間特點(diǎn)的建筑構(gòu)造和材料;
3. 無(wú)塵車(chē)間設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐哪茉垂?yīng)背景,選定可靠和經(jīng)濟(jì)的冷、熱源;
4. 劃分和布置空調(diào)凈化和排風(fēng)系統(tǒng);
5. 選擇合理的空氣凈化通風(fēng)設(shè)備;
無(wú)論是新建還是重新改造的無(wú)塵車(chē)間,都一定依照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行。
無(wú)塵車(chē)間作為一個(gè)“受控環(huán)境”,具有不同于其他建筑工程的特點(diǎn),盡管任何建筑工程都包括設(shè)計(jì)、竣工驗(yàn)收、日常維護(hù)等環(huán)節(jié),但是無(wú)塵車(chē)間還需要通過(guò)調(diào)試、檢測(cè)和綜合評(píng)價(jià)予以確認(rèn),絕不可草率行事,匆匆投入運(yùn)營(yíng)。