다양한 산업 분야에 걸친 클린룸의 설계 및 구조

I. 일반 설계 원칙

기능적 구역 분할

• 클린룸은 청정 구역, 반 청정 구역 및 보조 구역으로 나누어야 하며, 기능별 구역은 독립적이어야 하며 물리적으로 격리되어야 한다.

• 공정 흐름은 인원 및 물자의 교차 오염을 방지하기 위해 단일 방향 원칙을 따라야 한다.

• 핵심 청정 구역은 외부 간섭을 최소화하기 위해 건물의 중심부 또는 상풍측에 위치해야 한다.

공기 흐름 관리

• 단일 방향 흐름 클린룸 : 공기 흐름 속도가 0.3–0.5 m/s인 수직 라미나 흐름 또는 수평 라미나 흐름을 사용한다. 반도체 및 바이오 제약과 같은 고청정 요구 환경에 적합하다.

• 비단일 방향 흐름 클린룸 : 고효율 필터링과 희석을 통해 청정도를 유지하며, 시간당 15–60회의 공기 교환율을 가져야 한다. 식품 및 화장품과 같은 중간에서 저청정 요구 환경에 적합하다.

• 복합류 청정실 : 핵심 지역에는 단일 방향 흐름을, 주변 지역에는 비단일 방향 흐름을 결합하여 비용과 효율성을 균형 있게 설계합니다.

압력 차이 제어

• 청정 지역과 비청정 지역 간 압력 차이는 ≥5 Pa 이상이어야 하며, 청정 지역과 외부 간 압력 차이는 ≥10 Pa 이상이어야 합니다.

• 인접 청정 지역 간에는 합리적인 압력 기울기를 유지하여 더 높은 청정도를 요구하는 지역이 높은 압력을 유지해야 합니다.

II. 산업별 설계 요구사항

(1) 반도체 산업용 청정실

청결 등급

• 핵심 공정 지역(예: 포토리소그래피, 식각)은 ISO 14644-1 Class 1 또는 Class 10 기준을 충족해야 하며, 입자 농도는 ≤3,520 입자/m³ (0.5 μm) 이하이어야 합니다.

• 보조 지역은 ISO Class 7 또는 Class 8 수준의 청정도 기준을 적용할 수 있습니다.

온도 및 습도 제어

• 온도: 22 ± 1°C, 상대 습도: 40%–60%, 항온항습 HVAC 시스템을 통해 유지됩니다.

방전 설계

• 전도성 에폭시 바닥재 또는 저항이 1 × 10⁶ Ω 이하인 항전기 PVC 바닥재.

• 작업자는 항전기복과 신발 커버를 착용해야 하며, 장비 접지 저항은 1 Ω 이하이어야 함.

배치 예시

• 핵심 공정 구역은 건물 중심에 위치하며 주변을 장비실과 시험실이 둘러싸고 있음.

• 물자는 에어록을 통해 이동하며, 작업자는 에어샤워를 통해 입실함.

• 배기 시스템은 독립적으로 구성되며, 배출 전 HEPA 필터를 통과시켜 배출함.

(2) 바이오의약품 제조 클린룸

청결 등급

• 무균 충전 구역은 Grade A(ISO Class 5) 기준을 충족하며, 국소적으로 Class 100 조건을 만족시켜야 함.

• 세포 배양 및 세균 조작 구역은 Grade B(ISO Class 6) 기준을 충족해야 함.

• 보조 구역(예: 멸균실, 원자재 저장소)은 Grade C(ISO Class 7) 또는 Grade D(ISO Class 8) 기준을 충족해야 함.

생물안전 요구사항

• 고병원성 미생물을 사용하는 실험은 음압 환경, 연동된 문장치 및 비상 샤워 설비가 갖춰진 BSL-2 또는 BSL-3 실험실에서 수행되어야 한다.

• 멸균실은 내화성 및 고온 저항성 자재로 제작되어야 하며, 증기멸균기 또는 과산화수소 증기 발생기 장비가 설치되어야 한다.

배치 예시

• 세균 및 세포 배양실은 청정 충전 구역과 물리적으로 분리되어야 한다.

• 자재는 통과창을 통해 이동하며, 인원은 드레스룸과 버퍼 존을 통해 진입한다.

• 배기 시스템에는 HEPA 필터와 활성탄 흡착 장치가 장착되어 있다.

(3) 식품 산업 클린룸

청결 등급

• 즉석섭취 식품 포장 구역은 Class 100,000 (ISO Class 8) 기준을 충족해야 하며, 입자 농도는 3.52백만개/m³ (0.5 μm) 이하이어야 한다.

• 원료 취급 및 즉석섭취가 아닌 식품 포장 구역은 Class 300,000 (ISO Class 9) 기준을 충족해야 한다.

온도 및 습도 제어

• 온도: 18–26°C, 상대습도는 75% 이하로 유지하여 결로에 의한 미생물 성장을 방지한다.

배치 예시

• 청정 작업 구역(예: 내부 포장)은 바람이 불어오는 쪽에 위치하고, 준청정 구역(예: 원자재 취급)은 바람이 나가는 쪽에 위치한다.

• 물자는 버퍼룸을 통해 들어가며, 인원은 탈의실과 손 소독 구역을 통해 들어간다.

• 배기 시스템은 1단 및 중효율 필터를 사용하며, 정기적으로 필터를 교체한다.

(4) 화장품 산업 클린룸

청결 등급

• 유화 및 충전실은 Class 100,000(ISO Class 8) 기준을 충족해야 한다.

• 원자재 저장 및 포장 구역은 Class 300,000(ISO Class 9) 기준을 충족해야 한다.

재료 선택

• 벽은 곰팡이 방지 페인트 또는 컬러 스틸 플레이트를 사용하고, 바닥은 에폭시 셀프 레벨링 코팅을 사용하여 틈을 밀봉한다.

• 조명기구는 먼지가 쌓이지 않도록 밀폐형 클린룸 램프를 사용한다.

배치 예시

• 유화 및 충전실은 별도로 격리되어 있으며, 지역별 Class 100 청정 벤치가 설치되어 있다.

• 물자는 패스스루 윈도우를 통해 들어가고, 인원은 탈의실과 공기 샤워실을 통해 진입한다.

• 배기 시스템은 휘발성 유기 화합물을 제거하기 위해 활성탄 흡착을 사용합니다.