Планування та дизайн чистих кімнат у різних галузях

I. Загальні принципи проектування

Функціональне зонування

• Чисті кімнати мають бути поділені на чисті зони, напівчисті зони та допоміжні зони. Функціональні зони мають бути незалежними та фізично ізольованими.

• Потоки процесів мають дотримуватися принципу одноманітного напрямку, щоб уникнути перехресного забруднення персоналу та матеріалів.

• Основні чисті зони мають розташовуватися в центрі або на навітряному боці будівлі для мінімізації зовнішніх втручань.

Організація повітряного потоку

• Чисті кімнати з одноманітним потоком : Використовуйте вертикальний або горизонтальний ламінарний потік зі швидкістю повітря 0,3–0,5 м/с. Підходить для сценаріїв з високим ступенем чистоти, таких як напівпровідники та біофармацевтика.

• Чисті кімнати без одноманітного потоку : Підтримуйте чистоту за допомогою високоефективного фільтрування та розрідження, з кратністю повітрообміну 15–60 разів на годину. Підходить для сценаріїв із середнім або низьким ступенем чистоти, таких як харчові продукти та косметика.

• Комбіновані чисті кімнати : Поєднання одностороннього потоку в центральних зонах з неодностороннім потоком у периферійних зонах для досягнення балансу між вартістю та ефективністю.

Контроль диференційного тиску

• Різниця тиску між чистими та некритичними зонами має бути ≥5 Па, а між чистими зонами та зовнішнім середовищем — ≥10 Па.

• Суміжні чисті зони мають мати обґрунтований градієнт тиску, при цьому зони з вищим тиском розташовані в зонах з вищою чистотою.

II. Вимоги до проектування, специфічні для галузі

(1) Чисті кімнати в напівпровідниковій промисловості

Клас чистоти

• Основні технологічні зони (наприклад, фотолітографія, травлення) мають відповідати класу ISO 14644-1 Клас 1 або Клас 10, із концентрацією частинок ≤3 520 частинок/м³ (0,5 мкм).

• Допоміжні зони можуть мати знижені вимоги до чистоти — ISO Клас 7 або 8.

Контроль температури та вологості

• Температура: 22 ± 1°C, відносна вологість: 40%–60%, підтримується системами опалення, вентиляції та кондиціонування повітря з постійною температурою та вологістю.

Антистатична конструкція

• Провідне епоксидне підлогове покриття або антистатичне ПВХ-покриття з опором ≤1 × 10⁶ Ω.

• Персонал має бути в антистатичному одязі та бахілах; опір заземлення обладнання ≤1 Ω.

Приклад планування

• Ключові технологічні зони розташовані в центрі будівлі, оточені кімнатами з обладнанням і випробувальними лабораторіями.

• Матеріали надходять через шлюзовані приміщення; персонал входить через повітряні душі.

• Системи витяжної вентиляції є незалежними, а викиди очищуються через фільтри HEPA перед викидом.

(2) Чисті кімнати у біофармацевтичній промисловості

Клас чистоти

• Зони асептичного наповнення мають відповідати класу А (ISO Class 5) з локальними умовами класу 100.

• Зони культивування клітин і роботи з бактеріями мають відповідати класу В (ISO Class 6).

• Допоміжні зони (наприклад, кімнати стерилізації, склади матеріалів) мають відповідати класу С (ISO Class 7) або класу D (ISO Class 8).

Вимоги біологічної безпеки

• Експерименти, що включають високопатогенні мікроорганізми, мають проводитися в лабораторіях BSL-2 або BSL-3 з негативним тиском, блокуванням дверей та обладнанням для аварійного душування.

• Кімнати стерилізації мають бути виготовлені з вогнестійких, жароміцних матеріалів і оснащені паровими стерилізаторами або вапоризаторами перекису водню.

Приклад планування

• Кімнати для культивування бактерій і клітин ізольовані та фізично відокремлені від зон чистого фасування.

• Матеріали надходять через вікна для передачі; персонал входить через роздягальні та буферні зони.

• Системи витяжної вентиляції оснащені фільтрами HEPA та адсорбційними установками з активованого вугілля.

(3) Чисті кімнати для харчової промисловості

Клас чистоти

• Зони фасування готових до вживання продуктів мають відповідати класу 100 000 (ISO Class 8) з концентрацією частинок ≤3,52 млн/м³ (0,5 мкм).

• Зони обробки сировини та фасування неготових до вживання продуктів мають відповідати класу 300 000 (ISO Class 9).

Контроль температури та вологості

• Температура: 18–26°C, відносна вологість ≤75% для запобігання росту мікроорганізмів через конденсацію.

Приклад планування

• Чисті зони (наприклад, внутрішня упаковка) розташовані з навітряного боку; напівчисті зони (наприклад, робота з сировиною) — з підвітряного.

• Матеріали надходять через буферні кімнати; персонал входить через роздягальні та зони дезінфекції рук.

• Системи витяжної вентиляції використовують фільтри першого та середнього ступенів ефективності, з регулярною заміною фільтрів.

(4) Чисті кімнати для косметичної промисловості

Клас чистоти

• Кімнати емульгування та розфасовки мають відповідати класу 100 000 (ISO Клас 8).

• Зберігання сировини та зони упаковки мають відповідати класу 300 000 (ISO Клас 9).

Вибір матеріалу

• Стіни виконані з використанням фарби, стійкої до утворення цвілі, або кольорових сталевих панелей; підлоги — з епоксидних самонивелирувальних покриттів із запеченими швами.

• Освітлювальні прилади — герметичні лампи для чистих приміщень, щоб запобігти накопиченню пилу.

Приклад планування

• Кімнати емульгування та розфасовки ізольовані та обладнані локальними боксами класу 100.

• Матеріали надходять через вікна для передачі; персонал входить через роздягальні та повітряні душові.

• Системи відводу використовують адсорбцію активованого вугілля для видалення летких органічних сполук.