影響潔凈室設計、建造成本的十個因素    上海

1、換氣次數

潔凈室內的空氣分配設備（通常是吊頂過濾器）被設計成“噴淋式”，用來提供統一的、潔凈的已過濾的空氣。向房間補給的空氣量，讓人想起與普通的淋浴噴頭相反的消防龍頭。美國聯邦標準209E、日本標準JIS B9920和ISO 標準14644-1的標題是：潔凈室外和相關控制環境——部分：清潔空氣的分級。這些標準提供了潔凈室參數、分級和檢測方法的指導方針，但并未說明如何經濟有效地達到要求。這是因為每種生產過程和潔凈室外的要**不同的，因此，可以采用不同的再循環空氣量，達到預期的環境要求。至少有五種不同的“可能”設計能夠達到預期的結果，然而只有一種設計是佳方案。為項目尋找佳和經濟的解決方案，是潔凈室外換氣項目的基本的目標理念。

房間內污染物的比率和實際微粒產生情況，是影響潔凈室空氣換氣次數的主要因素。在生產過程中，不對其他因素產生任何影響的情況下，**微粒的速度是非常重要的。其他可能影響再循環空氣數量的因素是：房間的結構、設備的位置、設備表面溫度、空氣對流、氣流類型（單向通過敏感區或者通過全空間）、操作空間和規章、使用的材料和化學藥品等。

潔凈室可能需要在靜態下進行鑒定，在工況下進行鑒定，對生產過程進行確認或者cGMP認證。由綜合服務管理部制定的聯邦標準209（e），建議100或90fpm。然而有可能建立一個空氣流動速度較低，但比100級潔凈度更高的潔凈室。實際上，已經有潔凈室的空氣流動速度是45cfm/平方英尺。

2、單向的、紊流的、垂直或水平氣流

在許多案例中，單向氣流只在小空間和潔凈室的敏感區域內使用，并且使用微環境。污染物的源頭可能存在于手套箱、過濾模塊等地方。多數設計為整體單向氣流潔凈室外的方案，只有在這些區域中沒有作業者、生產設備和排風裝置時才能實現單向氣流。垂直或水平氣流的選擇，取決于房間的結構和設備的安放位置，紊流就可以將污染物帶走。

潔凈室內的架空地板是用來掩蓋工具、設備與動力設備之間的電線、通訊電纜、水電、管道的連接的。后來，為了節約成本，在“bay-and-chase”式的潔凈室結構中，這些架空地板被當作從港灣到夾層的回內通道。在完全單向氣流的潔凈室內，人們希望微粒從工作區域流到帶小孔的地板下。我們已經成功的建立了10級和100級的潔凈室，在這些潔凈室內沒有架空地板，采用墻下部回風系統，而且潔凈室的氣流被設計成紊流。另個一種辦法是用薄的空氣噴射裝置隔離超清潔區域，這種空氣噴射的速度是每分鐘500到800英尺。它的功能類似于塑料門簾。

3、空氣過濾。花費因素變量：-0.032至0.10

采用未端HEPA過濾器對空氣進行過濾，0.3到0.5微米的去除效率為99.99%,0.12微米的去除效率為99.999%;若使用ULPA過濾器，0.12微米的去除效率為99.99995%。根據潔凈室外的用途，也可以選擇其他的設備，例如，在循環風加新風處理系統中，使用HEPA過濾器用碳吸附或相似功能的合成過濾器處理VOC，靜電過濾箱，等等。

在潔凈室市場上，風機過濾不再是新產品，正確的應用它可以為許多高水平潔凈室提供的、經濟的解決方案，尤其是在吊頂高度有限的建筑內。已證明降低成本和減小過濾器的壓降（在潔凈室壽命期內，使用低等級過濾器，長時間采用高壓降方式運轉，所帶來的效益并不總是十分明顯）。

4、空氣處理器。花費因素變量：-0.07至0.15

新風處理空調箱[Make-up AHU s]。典型的新風處理空調箱（初級AHU s）為循環風空調箱（**AHU s）提供必需的新風。新風由離心排風機、軸流或plug風機加上過濾器、預熱和再熱用熱水盤管、冷卻和除濕使用的冷凍水盤管、蒸汽和絕熱加濕器等組成。附件和差異包括靜電空氣混合器、蒸汽預熱盤管、超聲波加濕器、鹽水、除濕用的直接交換[Dx]或乙二醇低溫冷凍盤管、VOC吸附過濾器、噪聲衰減器，VFP（變頻）驅動等。

新風處理空調箱通道是將空氣注入集管，再通過支管系統給循環風空調箱提供新風。在初級和**風管上進行空氣測量，并調節送風機、VFD或進口風閥以便恒定風量。Magnahelic講量器臨測安裝在各個空調箱內HEPA過濾器布袋過濾器和預過濾器的荷載。有吊頂風機過濾器的情況下，新風處理空調箱出來的空氣進入循環風空調箱再送出。典型的循環風空調箱由高效離心式風機、過濾器和濕熱（干）冷盤管組成。附加和差異包括用于局部溫度控制的再熱盤管、用于局部濕度控制的蒸汽或超聲波加濕器、風量恒定控制箱。這種采用Whisper-Air and Compac Space 風機系統的方式提供了一種節約成本和充分使用能源的選擇。多重循環風空調箱通過送風管，再經過ULPA過濾器或HEPA過濾器，將空氣送入潔凈室，在潔凈度等級為10級和1級的潔凈間的吊頂上，這些過濾器通常是覆蓋。垂直單向氣流向下通過潔凈間，穿過帶孔的架空地板磚進入地板下面的回風空間，再通過垂直回風夾道向上進入吊頂回風靜壓箱。然后 ，空氣再次進入循環風空調箱，以上的空氣循環再次重復。如果是使用吊頂風機過濾器，在風機過濾器上面的吊頂空間時，可以安裝水或直接交換冷卻[DX-cooled]風機盤管實現表面冷卻。

5、空氣壓差。花費因素變量：-0.041至0.08

潔凈室增壓是必須的，它的作用是確保潔凈室遠離其臨近區域的污染，控制有害污染物的流向，防止不同區域間的交叉污染，并幫助保持所要求的溫度和濕度水平。潔凈室與相關走廊、設施內的其他區域的壓差應維持在0.25到0.005英寸水柱（in.w.g.）之間。一般制藥企業所要求的壓差值比這更高，在不同區域之間采用層疊壓差來避免交叉污染。在不同的區域間安裝一系列的層疊式氣閘和允許空氣快速擴散的正壓門，從而產生壓差。好的微電子潔凈室設計中，通常在潔凈室的入口安裝一個半密封的氣閘來使壓差保持在0.02到0。005in.w.g.之間。更衣間和穿衣間用氣閘分離。入口入的機械風淋相對于它的必要性而言，更是設施文化和潔凈室的原則問題。許多微電子和光刻潔凈室成功地采用被動氣壓控制，只有在大門全部打開的情況下，入口處的風量維持在每分鐘50到100英尺。一些生物制藥企業要求主動壓差控制，采用補充新風的方式，自動補足通過門泄漏的空氣（當門打開時）。

壓差臨測器用來完成這個任務。監視器可能被安裝在潔凈室外面，而在潔凈室內有一個LED的顯示器，該顯示器帶有一個聲音報警裝置和兩個指示器，可以表示氣壓的正常與否。這種設備在生物制藥潔凈室中有生物限制要求的區域內通常用來測負壓值，而在電子類潔凈室內，通常用來檢測負壓值，而在電子類潔凈室內，通常用來檢測正壓值。它帶有數字壓差顯示器，顯示的**度是0.001 in.w.c.,測量壓力值或真空度的范圍是0.5 in.w.c。壓差通過閃亮LED和自動報警裝置來表示。當打開大門時，設備內部有一個可調整的延遲報警時間，用來避免啟動聲音報警裝置。

6、溫度控制。花費因素變量：-0.0321至 0.15

溫度和濕度的變化能夠引起生產設備的誤差，從而影響生產過程的可重復性，終導致產品合格率降低、增加浪費。因此，潔凈室對溫度嚴格控制要**顯而易見的，這項花費是必須的。通常情況下，要求工程師在設計時降低施工費用，同時要求在很大區域內對溫度進行**的控制，允許的溫度變化范圍在±4到6華氏度之間（例如使用卷簾門的倉庫）。在沒有硬墻和氣閘裝置時，這將是十分苛刻的要求，并且實際上無法控制濕度的變化。人們通常認為潔凈室外的潔凈度、溫度、濕度和氣壓等項目的層疊性是非常容易達到的，并且很容易維持，但需要仔細的評估這些項目的誤差范圍。如果對潔凈室內的暖通、動力專業裝置和控制系統有嚴格要求，例如潔凈室的溫度控制要求為正負0.1華氏度所用花費，可能比基準點為70華氏度，±2.0度（即標準要求68到72華氏度）的高出20%到50%。在每個潔凈室區域內，有局部自動調溫器來控制設計溫度。它能驅動安裝在風管上的局部再熱或再冷盤管工作，來滿足房間內的濕熱的要求。如果使用風機盤管裝置，局部自動調溫器控制本區域內盤管出口空氣的溫度。

7、溫度控制。花費因素變量：-0.034至0.19

每個潔凈室內的相對濕度，通過局部濕度調節器來進行控制。如果窨內的相對濕度較高，恒濕器通過降低冷凍盤管流出空氣的溫度來加強除濕。同時，再熱盤管提供熱量來保持窨的溫度。任何一個潔凈間的相對濕度超出了設計范圍，局部恒濕器將啟動安裝在風管上的局部濕度調節器。當必須滿足**的濕度控制時，通常利用空調箱中的新風的絕熱增濕效果來實現，并通過潔凈室的結露點來維持。

濕度水平的局部變動可以通過超聲波濕度調節器進行控制，該調節器位于終過濾前的風管靜壓箱內。用水水質為RO/DI，水電陰率在3到5mgm之間。如果相對濕度低于設計范圍，恒濕器將啟動濕度調節器來增加新風的水分含量。如果相對濕度較高，恒濕器將降低新風控制冷凍盤管流出空氣的露點溫度，從而加強除濕效果。

8、排風系統。花費因素變量：-0.031至0.16

典型的工藝排風系統包括：酸、溶劑和VOC、毒性物質、熱和一般的房間排風。如果廢氣中有氨氣出現，一些廠家會選擇使用分開的風管系統和處理系統。使用多、普遍的酸消除方法，是水平或垂直氣體洗滌塔。溶劑和VOC的去除通常運用就地或當場高溫破壞的方法。需要認真選擇支隊的方式及必須支隊的廢氣流量。

的空氣處理設備能夠將廢氣量降至低，因此，在實施過程中可降低工程費用和能源浪費。保持排風量增加的潛在需求、擴大生產和安裝這些備用品所需的經濟價值之間的平衡是十分重要的。通常情況下，考慮到潔凈室將來的擴展，當其它動力設備和暖通、動力專業系統（例如新風和冷卻）不能滿足這種擴充的需求時，超大的昂貴的、不銹鋼襯里的或FRP排風系統就已經建立了。沒有考慮將來的需求而建立的酸排隊系統也是十分普遍的。增加風量和新的風管支管，，就會使風管系統中的風速超過每分鐘4000英尺。這樣的系統保持平衡是十分困難的或不可能的，并且運行的費用昂貴。

9、振動和噪聲控制。花費因素變量：-0.027至0.10

設備的大小和重量影響振動的傳播及控制。潔凈室地板下面的“華夫（waffle）”混凝土板層，能夠很好地避免將設備的振動傳送到其他生產區域或度量衡工具上。即使為了安裝管道而在潔凈室的地面上鉆洞，Waffle混凝土板層仍能保持其風性。因為地板的強度在于它的柵格系統，并可進行重新整理。因此可在地板上沖壓額外的孔洞，而不會對振動因素有任何副作用。

所有的暖通、動力專業設備應使用彈簧、軟件接和隔離安裝等隔絕振動的方式，將振動效應降到低。低噪音的節能風機和馬達，可以用來維持潔凈室NC水平。振動和噪聲方面的專家應是評估小組的成員，他們來**用于振動和噪聲方面的專家應是評估小組的成員，他們來核實用于振動和噪聲控制中的機械和建筑學原理。完工后的再處理可能是十分昂貴的。如果建筑師、暖通、動力專業工程師、業主和顧問從設計的開始就考慮這些因素，可以免去許多潛在的昂貴的檢測，或用更經濟的辦法取代。

10、磁通量和電磁通量。花費因素變量：0.037至0.15

磁通量被認為是銀河系中海洋微粒背景的流量。銀河系的放置也被認為是自然界的電磁循環。“通量”這個詞代表流量，我們可以認為磁力線就象某種液體流動的路線那樣穿過一個假想的表面。磁場的大小代表流動的速度，它的方向就是流動的方向。磁通量就是流過這個表面的所有的容量。為了更好地理解，我們可以認為磁通量就是穿過這個表面的磁力線的數量。對于給定的速度，當微粒移動的方向垂直于磁場方向時，磁力是大的，當與磁場方向平等運動時，磁場力為零。在大多數基本水平，移動電荷之間的相互作用產生磁力，就象靜電產生于導電電荷與其他導電電荷（不論他們是否運動）之間的相互作用。

通過對行星的拍照研究表明，由于地球的放置和它熔化的金屬內核使得它有一個強大的磁場。磁通量的密度（替代“牛頓的每安培米”）有它自己的單位---特斯拉。地球表面的磁場近似代表值是二分之一高斯，大約是200,000特斯拉。在對公眾開放的區域內，職業安全和健康要求磁場強度不能大于5個高斯。

潔凈室的磁場防護是十分昂貴的。例如，潔凈室使用4到5毫米厚的磁性（鐵--硅）鋼板（M15型）作為屏蔽材料仍不能滿足要求。當前的半導體、度量衡和通訊實驗室區域內要求磁通量的強度限制在0.05高斯或更低。