Компоновка и дизайн чистых помещений в различных отраслях

I. Общие принципы проектирования

Функциональное зонирование

• Чистые помещения должны быть разделены на чистые зоны, полу-чистые зоны и вспомогательные зоны. Функциональные зоны должны быть независимыми и физически изолированными.

• Потоки процессов должны соответствовать принципу одностороннего направления, чтобы избежать перекрестного загрязнения между персоналом и материалами.

• Основные чистые зоны должны находиться в центральной части здания или на подветренной стороне для минимизации внешних помех.

Организация воздушного потока

• Чистые помещения с однонаправленным потоком : Используйте вертикальный или горизонтальный ламинарный поток со скоростью воздушного потока 0,3–0,5 м/с. Подходит для сценариев с высокой степенью чистоты, таких как полупроводники и биофармацевтика.

• Чистые помещения с неоднонаправленным потоком : Поддерживайте чистоту с помощью высокоэффективной фильтрации и разбавления, с кратностью воздухообмена 15–60 раз в час. Подходит для сценариев со средней и низкой степенью чистоты, таких как пищевая промышленность и косметика.

• Смешанные чистые помещения : Сочетание однонаправленного потока в основных зонах с неоднонаправленным потоком в периферийных зонах для баланса между стоимостью и эффективностью.

Контроль перепада давления

• Разность давлений между чистыми и некачественными зонами должна составить ≥5 Па, между чистыми зонами и внешней средой ≥10 Па.

• Смежные чистые помещения должны иметь разумный градиент давления, зоны с более высоким давлением находятся в зонах с более высокой степенью чистоты.

II. Требования к проектированию для конкретных отраслей

(1) Чистые помещения для полупроводниковой промышленности

Класс чистоты

• Основные технологические зоны (например, фотолитография, травление) должны соответствовать классу ISO 14644-1 Class 1 или Class 10, с концентрацией частиц ≤3 520 частиц/м³ (0,5 мкм).

• Вспомогательные зоны могут иметь сниженные требования к чистоте до класса ISO 7 или 8.

Контроль температуры и влажности

• Температура: 22 ± 1°C, относительная влажность: 40%–60%, поддерживается системой кондиционирования воздуха с постоянной температурой и влажностью.

Антиситатическая конструкция

• Токопроводящие эпоксидные полы или антистатические ПВХ-полы с сопротивлением ≤1 × 10⁶ Ом.

• Персонал обязан носить антистатическую одежду и бахилы; сопротивление заземления оборудования ≤1 Ом.

Пример компоновки

• Основные технологические зоны расположены в центре здания, окружены помещениями с оборудованием и испытательными комнатами.

• Материалы поступают через шлюзы; персонал входит через воздушные душевые.

• Системы вытяжной вентиляции независимы, с фильтрацией выбросов через HEPA перед выпуском.

(2) Чистые помещения для биофармацевтической промышленности

Класс чистоты

• Зоны асептического розлива должны соответствовать классу A (ISO Class 5), с локальными условиями класса 100.

• Зоны культивирования клеток и работы с бактериями должны соответствовать классу B (ISO Class 6).

• Вспомогательные зоны (например, помещения для стерилизации, хранения материалов) должны соответствовать классу C (ISO Class 7) или классу D (ISO Class 8).

Требования биологической безопасности

• Эксперименты с высоко патогенными микроорганизмами должны проводиться в лабораториях BSL-2 или BSL-3 с отрицательным давлением, блокировкой дверей и оборудованием для аварийного душа.

• Комнаты стерилизации должны быть выполнены из огнестойких и термостойких материалов и оснащены паровыми стерилизаторами или испарителями перекиси водорода.

Пример компоновки

• Комнаты для культивирования бактерий и клеток изолированы и физически отделены от зон чистой фасовки.

• Материалы поступают через окна передачи; персонал входит через гардеробы и буферные зоны.

• Системы вытяжной вентиляции оснащены HEPA-фильтрами и адсорбционными установками с активированным углем.

(3) Чистые помещения для пищевой промышленности

Класс чистоты

• Зоны упаковки готовой к употреблению пищи должны соответствовать классу 100 000 (ISO Class 8), с концентрацией частиц ≤3,52 млн/м³ (0,5 мкм).

• Зоны обработки сырья и упаковки пищи, не готовой к употреблению, должны соответствовать классу 300 000 (ISO Class 9).

Контроль температуры и влажности

• Температура: 18–26°C, относительная влажность ≤75% для предотвращения роста микробов из-за конденсации.

Пример компоновки

• Чистые зоны (например, внутренняя упаковка) расположены с подветренной стороны; полу-чистые зоны (например, обработка сырья) находятся с наветренной стороны.

• Материалы поступают через буферные помещения; персонал входит через гардеробные и зоны дезинфекции рук.

• Системы вытяжной вентиляции оснащены фильтрами первой и средней эффективности, с регулярной заменой фильтров.

(4) Чистые помещения для косметической промышленности

Класс чистоты

• Помещения эмульгирования и фасовки должны соответствовать классу 100 000 (ISO Class 8).

• Помещения хранения сырья и упаковки должны соответствовать классу 300 000 (ISO Class 9).

Выбор материала

• Стены покрыты краской, устойчивой к образованию плесени, или окрашенными стальными панелями; полы покрыты эпоксидным самовыравнивающимся покрытием со сплошными швами.

• Осветительные приборы используются герметичные, предназначенные для чистых помещений, чтобы предотвратить накопление пыли.

Пример компоновки

• Помещения эмульгирования и фасовки изолированы и оснащены локальными чистыми столами класса 100.

• Материалы поступают через проходные окна; персонал входит через гардеробные и воздушные душевые.

• Выхлопные системы используют адсорбцию активированным углем для удаления летучих органических соединений.