无尘洁净车间的设计是一个复杂且高度专业化的工程,需要综合考虑洁净度等级、生产工艺流程、空气处理系统、材料选择以及运维管理等多个方面。以下是设计无尘洁净车间的核心步骤和关键要素:
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1.明确洁净度等级与行业标准
-洁净度等级:根据ISO14644-1标准(或中国GB50073标准)划分等级(如ISO5级、ISO7级),不同行业要求不同,例如:
-半导体行业:ISO1-3级(超高洁净度)。
-制药行业:ISO5-8级(需符合GMP规范)。
-医疗器械/生物实验室:ISO5-7级(兼顾微生物控制)。
-温湿度控制:通常温度22±2℃,湿度45-65%(特殊工艺需调整)。
-静压差:核心区对相邻区域保持5-20Pa正压,防止污染物渗透。
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2.车间布局与功能区划分
-流程优化:单向流设计,减少人员/物料交叉污染。划分清洁区(核心生产区)、缓冲区(更衣室、风淋室)、辅助区(设备间、仓储)。
-人流物流通道:
-人员动线:入口→更衣→风淋→洁净区。
-物料动线:货物经传递窗/气闸消杀后进入洁净区。
-设备布局:大型设备(如风机、空气过滤器)需预留维护空间,避免阻碍气流。
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3.空气处理系统设计
-空调系统:
-三级过滤:初效→中效→高效(HEPA/ULPA过滤器),末端过滤器效率≥99.99%(对0.3μm颗粒)。
-气流组织:
-层流(单向流):用于高洁净度区域(如ISO3-5级),垂直/水平层流确保颗粒快速排出。
-湍流(非单向流):用于低等级区域,通过稀释降低颗粒浓度。
-换气次数:ISO5级需≥50次/h,ISO8级≥15次/h。
-压差控制:通过变频风机或风阀调节各区域压差梯度。
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4.材料与装修要求
-围护结构:
-墙面/天花板:彩钢板、不锈钢板或玻镁板,接缝处密封处理。
-地面:环氧自流坪、PVC卷材(耐磨、防静电可选)。
-门窗:双层中空玻璃窗,气密门(带闭门器)。
-设备与配件:选用不锈钢或防腐蚀材质,避免产尘。
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5.关键设备选型
-洁净设备:FFU(风机过滤单元)、层流罩、风淋室、传递窗。
-监测系统:实时监控颗粒物浓度(粒子计数器)、温湿度、压差。
-应急系统:备用电源、冗余风机,确保不间断运行。
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6.施工与验收
-施工要点:
-密封性:所有接缝、穿孔处用硅胶密封。
-管道安装:风管需清洁、无泄漏,避免积尘。
-过滤器安装:出厂前检漏,安装后复测(PAO/DOP法)。
-验收标准:
-空态测试:空载条件下测洁净度、压差、风速。
-静态测试:设备就绪无人员操作时验证性能。
-动态测试:模拟实际运行条件持续监测。
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7.运维管理
-日常维护:
-定期更换过滤器(初效1-3个月,高效1-3年)。
-清洁地面/墙面(无尘专用工具)。
-人员培训:严格穿戴洁净服(连体服、手套、口罩),规范操作流程。
-记录与审计:保留环境监测数据,定期验证系统合规性。
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常见问题与解决方案
-洁净度不达标:
-检查过滤器密封性。
-提高换气次数或升级高效过滤器。
-压差波动:
-调整风机频率或平衡阀开度。
-检查门/传递窗是否漏风。
-能耗过高:
-采用变频风机、热回收装置。
-分区控制不同洁净等级区域。
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行业应用案例
-电子厂(半导体):ISO3级洁净室,使用FFU+高架地板垂直层流。
-制药厂(无菌灌装):隔离器+RABS系统,配合A级层流保护。
-医院手术室:ISO7级,正压+独立空调系统防止感染。
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总结
无尘洁净车间设计需以生产工艺为核心,通过科学的空气动力学计算、合理选材、严格施工及运维管理,确保长期稳定运行。设计方案需结合具体行业标准和预算,必要时咨询专业洁净工程公司。