无尘车间洁净度如何确定详细分析一、净化车间的规格净化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10x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.209E。
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8, 美国联邦规格No.209E的洁净度级别分类* 上表中表示的级别上限值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1 ,209E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2 ,JIS B 9920的洁净度级别的上限浓度表9,JIS B 9920主要内容三、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M3.5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11,各产业所要求的净化间级别一览三、净化间的形式分类作为净化间的分类方法,一般都是根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。
M3.5级(100)及M4.5级(1000)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)范例图3HEPA2,水平层流型(交叉流方式)范例图4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5.5级(10,000)及6.5级(100,000)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 图5*外气图6外气图中注解:* 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。
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14, 非层流行型概要及特征四、净化车间设计上的留意点1,净化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 + CQr 流出粉尘量CoQoPf1Pf2 + 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: 給气风量(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 Z8901试验用粉尘13—14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= EA 2g△P/j ×3600△P:=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(0.4—0.6)g: 9.8m/S2Q3= tNEA 2g△P/jA: 门的面积N: 打开次数(次/h)t: 一次的开放时间E: 流量系数(0.9—1)●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15 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* 2:试验用尘埃颗粒JIS14种的效率(0.5umDOP)表16 所需压力差。