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無塵室的建設(shè)及驗收標(biāo)準(zhǔn)

一、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*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(biāo)準(zhǔn)的粒子數(shù)量來規(guī)定。也就是說所謂無塵并非沒有一點灰塵，而是控制在一個非常微量的單位上。當(dāng)然這個標(biāo)準(zhǔn)中符合灰塵標(biāo)準(zhǔn)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(xué)行業(yè)而言，哪怕是一點點的灰塵都會產(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，無塵是必然的要求。鄭州十萬級無塵車間

二、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)：包括空調(diào)機組、過濾器系統(tǒng)、通風(fēng)管道等；     

(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：包括潔凈燈、殺菌燈等；

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?。?                         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(fēng)管道?、蹮o塵回風(fēng)管道 ④送風(fēng)靜壓箱 ⑤過濾器 ⑥多孔擴散板⑦無塵室吊頂 ⑧無塵室隔斷  ⑨送風(fēng)口 ⑩新風(fēng)口

三、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(biāo)準(zhǔn)209為多，以下僅就209D及209E和世界上其它各國制定標(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，無塵室等級以‵M′字頭表示，如M1、M1.5、M2.5、M3…..依此類推，配合*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(yù)防。9. 安全因素的考慮。10. 節(jié)能的考量

五、無塵室之分類

5.1 亂流式(Turbulent Flow)

空氣由空調(diào)箱經(jīng)風(fēng)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(fēng)。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?dāng)U充比較容易，在某些用途場所，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(dāng)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，空氣由覆蓋率之過濾器進入室內(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(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*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?？煽焖倥懦鍪彝舛粫绊懫渌ぷ鲄^(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(dāng)占空間，維修更換過濾器較麻煩。

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(shè)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(fēng)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(dǎo)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(fēng)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，采用立之HEPA或ULPA及空調(diào)送風(fēng)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。

六、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(fēng)區(qū)域，易受人、機器等的動作而干擾趨于混亂、雖提高風(fēng)速可抑制此一擾亂之影響而保持無塵度、但因風(fēng)速的提高，將影響運轉(zhuǎn)成本的增加，所以應(yīng)在滿足要求的無塵度水準(zhǔn)之時，能以適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速供應(yīng)，以達到適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速供應(yīng)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(fēng)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(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(fēng)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(shè)備、人員、無塵室組裝材、照明器具等，同時對于生產(chǎn)設(shè)備上方氣流的分流點，亦應(yīng)列入考慮因素。

一般操作臺或生產(chǎn)設(shè)備等表面的氣流分流點，應(yīng)設(shè)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(dāng)?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(shè)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(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、無塵室工程施工

1．無塵室施工應(yīng)在土建工程完成，清潔好現(xiàn)場后進行

2．無塵室施工應(yīng)按一定程序進行，就避免系統(tǒng)安裝時的帶塵作業(yè)，安裝過濾器或送風(fēng)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(shè)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(fēng)管漏風(fēng)檢查記錄 (7)風(fēng)管清掃記錄 (8)設(shè)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

八、無塵車間設(shè)計及驗收規(guī)范

無塵車間設(shè)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(shè)計應(yīng)依據(jù)當(dāng)時當(dāng)?shù)氐哪茉垂?yīng)背景，選定可靠和經(jīng)濟的冷、熱源；

4. 劃分和布置空調(diào)凈化和排風(fēng)系統(tǒng)；

5. 選擇合理的空氣凈化通風(fēng)設(shè)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進行。

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(shè)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。鄭州十萬級無塵車間