净化车间装修工程结构原理流程学习资料

2023-09-15 23:01:48

摘要：

净化车间，也可以称为净化车间或清净室。它是污染控制的基础。没有净化车间，污染敏感零件不可能批量生产。那么净化车间是由哪几部分组呢？
一、净化车间共有五部分组成：
1、隔间
净化车间隔间分为三大部分,更衣室,千级区和百级区,更衣室与千级区,千级区和百级区均设风淋室(airshower),净化车间与室外设有物品出入通道传递箱(passbox).当人员进入净化车间时,首先要经过风淋室,对人体所带的灰尘吹淋,减少人员带入净化车间的灰尘.传递箱则是对物品灰尘进行吹淋,达到落尘的效果。
2、风系统风系统流程图
系统采用的是全新风空调箱+FFU 系统：
<1>全新风空调箱结构
<2>FFU:(FANFILTERUNIT)即风机和过滤器
千级区过滤器采用HEPA,过滤效率99.997%,百级区过滤器采用ULPA,过滤效率99.9995%。
3、水系统水系统流程图
冰水系统分为一次侧和二次侧.
一次侧冰水水温7-12 度,供给空调箱和风机盘管,二次侧冰水12-17度供给干盘管系统.一次侧冰水和二次冰水为两个不同的回路,之间由板式换热器连接.
板式换热器原理
干盘管:不结露的盘管,因净化车间温度在22 度,其露点温度12 度左右,故7 度冰水不能直接进入净化车间,所以进干盘管的冰水温度在12-14 度.
4、控制系统(DDC)温度:干盘管系统控制
湿度:空调箱调节通过感测的信号,控制三通阀开度来调节空调箱盘管进水量。
正压:空调箱调节,根据静压感测的信号,自动调节空调箱马达变频器的频率,从而调节进入室内的新风量。
5、其他系统
不只是空调系统,净化车间系统中还包括有真空,空压,氮气,纯水,废水,二氧化碳系统,制程排气系统,检测标准：
1、气流速度及其均匀度检测，这项检测是净化车间效果的其他各项检测的前提，这项检测的目的是为了明确单向流净化车间工作区的平均气流通度及其均匀性。
2、系统或房间的风量检测。
3、室内洁净度的检测。洁净度的检测是为了确定洁净环境可达到的空气洁净度级别，可采用粒子计数器检测。
4、自净时间的检测。通过确定自净时间，查明洁净室内部发生污染时恢复其原有洁净度的能力。
5、气流流型检测。
6、噪声的检测。
7、照度的检测。照度检测的目的是为了判明洁净室的照度水平和照度的均匀性。
8、振动的检测。振动检测的目的是为了判明净化车间各表明的振动幅度。
9、温、湿度的检测。温、湿度检测的目的是把温度、湿度调整到一定限度内的能力。其内容包括检测净化车间的送风温度，检测有代表性测点的空气温度，检测净化车间中心点的空气温度，检测敏感元件处的空气度，检测室内空气相对温度，检测回风温度。
10、总风量和新风量的检测。
二、净化车间净化工程的工作流程是怎样的
无尘净化工程对车间有明确的要求，为了满足需要、保证产品质量，要对车间的环境、人员、设备和生产过程等进行控制。车间的管理，包括对车间工作人员、物料以及设备、管线管理。对车间工作人员工作服的制作，车间的清洗。室内设备及装修材料的选择和清扫、灭菌等，防止车间内尘粒、微生物的产生。设备、设施的维护管理，制定相应的操作规范，保证设备按要求运转，包括净化空调系统，水气电系统等，确保生产工艺要求和空气洁净度等级。对车间内设施的清扫、灭菌，防止车间内微生物的滞留、繁殖等。为了更好地做好无尘净化工程，就需要从无尘车间着手。
无尘净化工程的主要工作流程：
1.策划：了解客户的需求，确定合理的方案;
2.初步设计：根据客户的情况，进行项目的设计;
3.方案交流：与客户交流初步设计方案并做调整;
4.商务洽谈：根据确定的方案，洽商工程造价及签订合同;
5.施工图设计：将初步设计方案确定为施工图设计;
6.工程：按照施工图进行施工;
7.调试检测：依据验收规范及合同要求，进行调试及检测;
8.竣工验收：进行竣工验收并交付客户使用;
9.维护服务：承担责任，并提供保修期后的服务。
三、什么是净化车间(Clean Room):
用通俗易懂的语言来描述的话,净化车间就是在某个空间的空气中尘埃、微粒子控制在一定数值以下,把压力、温度、湿度、气流分布及其形状和速度控制在一定范围内为目的而建造的屋子.
什么是洁净度(Class):就是指单位体积( 通常是立方英尺) 的空气中含有大于、等于0.5μm 直径的尘粒的数量,也称为无尘度。
什么是尘粒:
尘粒是微小的灰尘、悬浮的东西.
尘粒越小,其表面积的比例相对增加,并不遵从牛顿定律运动,按重力垂落.而是在空气中做不规则的运动,这种运动叫布朗运动.
因是悬浮的东西,而且做不规则的运动,在洁净化技术、产品制造中是令人头痛的代表物.
总之,尘粒会对产品成品率高低影响至关重要.如:电腐蚀现象。
净化车间的原理：
通过空调系统和净化装置把空气进行调湿、调温和过滤,然后把净化的空气通过净化车间的高效过滤器送入到净化车间内,达到洁净等级的标准.
通常: 温度: 22℃±3 ℃;湿度:55%±5%.包括:
1.空气调节系统;
2.2. 空气净化系统.
净化车间的类型：
按洁净度和气流的状态的组合可以分为三种方式:
1.紊乱式净化车间;
2.水平平行流式净化车间;
3.垂直平行流式净化车间
净化车间的类型：
通过净化车间屋顶的高效过滤器出口向屋内送风.通过墙壁的排气口回风，以玻璃纤维为主
体的制成的高效过滤网。
净化车间的原则：
1.、杜绝把灰尘带入净化车间;
(一).空气:
(1).通过过滤网净化空气:
常用的过滤网:玻璃纤维和玻璃石棉等. 玻璃纤维:能过滤0.3 m 的悬浮尘粒,
甚至达到0.04 m 的悬浮尘粒;过滤效果:99.99%
玻璃石棉:根据石棉的的直径大小决定;
例:1m的石棉过滤1 m 的尘粒.
2、进入净化车间必须穿着无尘衣.
不得使用容易产生灰尘的材料、设备、备品等.使用净化车间用品.(无尘纸、无尘本、圆珠笔等)减少没必要的人员的活动、设备的运转.制定设备的摆放结构设计方案.没必要的物品禁止带入到净化车间.净化车间中禁止脱无尘衣.净化车间内物品数量限制在最少的限度.物品摆放作出规定,减少空气乱流.
四、净化车间吸尘器的吸尘原理及基本结构
吸尘器的清洁原理是借助吸气作用，从地板、地毯、墙壁、家具及其它不易用扫帚清除污垢的表面吸走灰尘和干的赃物，如线、纸屑、头发等。它的主要部件是真空泵、过滤袋、软管、延长管及各种形状的不同管嘴。现代的在附件上变化多样，为清除地毯污物设计出了粗毛刷、细毛刷、转动毛刷，清理墙角用的是扁形管嘴、清理地析板用磨光刷等。
第一层过滤/纸袋（丢弃式）：4gallons(15L)能有效的收集处理可目视粉尘。
第二层过滤/加大的布质过滤器（可洗式）：可以保护并延长HEPA 过滤器的寿命。
第三层过滤/马达保护套：深层过滤，可以保护马达使用寿命。
第四层过滤/HEPA 或ULPA 过滤器：
HEPA 可有效过滤0.3um 微尘达99.99%，适合用在较细微的过滤。HEPA 全部经过激光尘埃粒子计数器的检测。ULPA 可以有效过滤99.999%的0.12um（相当于人类头发直径的1/960）d大小的粉尘，适用于CLASS1-10级无尘净化环境，国家航天局指定专用吸尘器。
相信懂得净化车间吸尘器的应该比较熟悉了吧，这样的过滤系统用在百级和千级净化车间车间里面是不成问题的。
五、净化车间与普通的房间在结构上究竟有什么区别呢？
通常净化车间的气流设计工艺为单向气流，净化车间内生产设备的设计和摆放应充分考虑到气流的方向不被阻碍：既然是洁净室，顾名思义它就是为了控制污染源，提高产品洁净度而设计的高洁净度生产车间。造成污染源的因素有很多，而人的因素是污染的最大源头，所以对人的行为等控制相对也会严格一些，当然其它因素也是不容忽视的。总而言之，它只是比普通环境更加干净的工作车间，并不会对人体造成任何威胁，要保证洁净室的环境必须进行全方位控制，仅靠硬件工作是不够的，外来的污染源头也是我们在净化车间环境污染控制的重中之重！通过以上介绍希望大家能对净化车间有个正确的理解，在这样的环境下进行工业化生产，是一种必然的发展趋势。
六、认识净化车间照明灯的基本原理
净化车间的照明原理是提供可见度，它与空气供应系统和降低污染相协调的正确照明度，是净化车间设计结构中不可或缺的组成部分。净化车间的照明会根据室内的使用，等级的分类和天花板上空气供应的结构而发生改变，照明系统一定要提供良好的能见度，将污染控制把电磁场的产生与洁净度的设计考虑进去。
对于净化车间的构造来讲，照明灯具的成本不会超过总预算的1%，而照明的能源成本与净化车间的hvac以及制程设备的功率需要相比较可以说是很小的，因此净化车间的照明焦点便变成适当的照明度，与空气供应系统相互协调，同时对安装在该空间内特定的环境与制程的污染降低。很多净化车间的表面具有很高的反射性，大部分的天花板，墙面，地板表面均光鲜亮丽，尽管这样，材料颜色的选择仍在考察中，便于改善使用者的环境。在净化车间的设计结构中，照明系统使用常见的是荧光灯，因其能源效率高，使用寿命长，维护成本低，
经常使用到。荧光灯在紫外线光谱内产生一定能量，对于一些净化车间内的制程是有害的，过滤UV 可以使用灯罩遮蔽，但是这种遮蔽会转换成可见光至黄色，虽然这种遮蔽仅能降低10%到20%照明度，但由于颜色的偏差，所察觉到的照明度看起来比较少。照明灯内需要安定器来来产生灯泡所需要的启动电压与操作电流，使用在安定器的技术为电磁式和电子式。
等某一空间需要过滤器与照明时，可以将嵌入式灯具与hepa空气过滤器合并在一起，这种器具经常使用在小型且已预制好的净化车间内，这种器具为嵌入式，有开放的顶部和一个替代灯罩的巧克力制百叶，同时用于作为照明照明灯具与空气输送模块。为了防止天花板上照明与空气过滤器空间需求的冲突，同时作为泪滴型灯具的变通方式，制造业已发展出模块式的天花板系统，具有内建在格架通道内的整合照明，这些系统允许层流气流不受到影响。污染控制是净化车间设计结构的主要目标，任何带有进入净化车间的潜在污染源要严格清除使其控制在一定范围内，照明灯具要进行污染评估检测。
七、净化车间的等级和含义
净化车间是对空间内空气中的微粒做到控制，所构造的特殊封闭性建筑。总体来说，净化车间也会对温湿度、气流运动模式、与震动噪音等环境因素做控制。净化车间对等级的不同，对一定空间内的微尘粒子最大容许量有一定规范，在国际标准中分为ISO-14644，ISO-14644的等级定义。这里所指的微粒尘埃是肉眼无法看见的灰尘及粒子，一般空气清净机无法完全清除之灰尘。净化车间一般分为电子、精密工业用（ICR）；及需控制微生物浓度等制药、食品产业用。
东莞洲达实业专注精品装饰，室内装修设计，水电安装，净化工程设计与施工服务十余年经验。
在JIS 标准中，净化车间清洁度，分8 个等级，通常清洁度是指空气的洁净等级，分为1到8 个阶段。在1 立方公尺的空气中，粒径0.1微米的灰尘若是在10 个以下时为1；百个以下是100=102 是等级2；千个以下时是1000=103等级3，以此类推。21 世纪，尖端科技产业的发展，加速了产业结构的变革，净化车间设立的必要性也相对地提高。产品逐渐的小型化和精密化，尘埃和温湿的变化对产品的完成度同样造成极大的危害，导致品质下降，随着产品的高品质要求，环境无尘化的要求也越来越高。因此在净化车间中用防尘材料及产品都显得非常重要。净化车间属于人造的环境，里面含有的粒子远低于一般的环境，随着集成电路的级数的快速成长，也增加了对制造环境(净化车间)洁净度要求，在工业上即使使粒子之尺寸想小于0.1 微米.也可能阻碍产品的制作或降低其寿命。优于纳米技术的兴起，造成半导体关键尺寸持续缩小，集成电路积集度不断地增加，尘粒更容易使芯片失效或可靠度下降。例如当金属尘粒落到金属导线时，就可能会使金属导线形成短路。所以净化车间为集成电路制造必不能少的因素。
八、无车室的用途分类
⑴、工业净化车间
——以无生命微粒的控制为对象。主要控制空气尘埃微粒对工作对象的污染，内部一般保持正压状态。它适用于精密机械工业、电子工业（半导体、集成电路等）宇航工业、高纯度化学工业、原子能工业、光磁产品工业（光盘、胶片、磁带生产）LCD（液晶玻璃）、电脑硬盘、电脑磁头生产等多行业。
⑵、生物净化车间
主要控制有生命微粒（细菌）与无生命微粒（尘埃）对工作对象的污染。又可分为；
A、一般生物净化车间，主要控制微生物（细菌）对象的污染。同时其内部材料要能经受各种灭菌剂侵蚀，内部一般保证正压。实质上其内部材料要能经受各种灭菌处理的工业净化车间。例：制药工业、医院（手术室、无菌病房）食品、化妆品、饮料产品生产、动物实验室、理化检验室、血站等。
B、生物学安全净化车间：主要控制工作对象的有生命微粒对外界和人的污染。内部要保持与大气的负压。例：细菌学、生物学、洁净实验室、物物工程（重组基因、疫苗制备）。
九、净化车间与洁净室是一样的吗
净化车间(Clean Room)，亦称为净化车间或清净室。它是污染控制的基础。没有净化车间，污染敏感零件不可能批量生产。在FED-STD-2 里面，净化车间被定义为具备空气过滤、分配、优化、构造材料和装置的房间，其中特定的规则的操作程序以控制空气悬浮微粒浓度，从而达到适当的微粒洁净度级别。净化车间是指将一定空间范围内之空气中的微粒子、有害空气、细菌等之污染物排除，并将室内之温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内，而所给予特别设计之房间。洁净室：温度、湿度、压力（压差）、洁净度、浮游菌、沉降菌受控的空间。两者没有本质的区别，但适用标准、等级有所差异。
十、净化车间系统中干盘管的作用和原理
风机盘管是空调系统中的末端设备，主要用来进行本地的热交换，在冬季供暖时没有干湿之分，只有在夏季供冷时有干湿之分。
所谓干盘管指盘管的热交换只有显热交换，没有潜热交换，这对室内无湿源且对空气相对湿度要求不高的地方可以使用，因为在空气含湿量一定的情况下温度下降会使空气相对湿度增加。盘管本身无干湿之分，干盘管是通过控制冷冻水供水温度来实现的，即使供水温度高于室内空气的露点温度，使室内空气在温度下降过程中，所含水蒸汽不凝结成水。由于干盘管只进行显热交换，没有潜热交换，所以相对湿盘管相同温降所需热交换量要少一些。
十一、无尘喷漆房的无尘喷漆房工作原理
顾名思义就是在一个房间里对过滤喷漆对象进行喷漆，现在也被叫做烤漆房。
传统的喷漆是在露天用喷头给器具（汽车，家具等）喷漆，但是这样方式对于大型器具来说会使喷漆质量降低，例如：喷漆过程中会把空气中的粉尘混合在油漆里，从而降低喷漆质量；
具有不确定性浪费油漆，而且喷漆区域会非常脏；对于工作人员来说，一方面会很脏，另一方面会吸入大量油漆雾对身体不利。后来人们想把喷漆设定在一定的范围内，就产生了最早的喷漆房----抽风式喷漆房，在中国喷漆房最早是在上世纪90 年代成都地区产生的。
抽风式喷漆房的3 个关键就是：
1.通风----抽风式喷漆房工作的关键
2.过滤----过滤空气中小颗粒
3.排气----废空气的排出和新空气的进入
具体的原理是：
风（室外空气）----喷漆房过滤棉----喷漆台----利用喷漆设备对喷溅喷漆----排风扇（排出产生的漆雾）
这种喷漆房的弱点还是存在：
1.过滤布容易划伤，灰尘容易进入
2.易将室外不洁净的空气进入
3.不环保，浪费油漆
4.需要经常清理，定期清除过滤布上的污垢
十二、净化车间烟控原理及设计方式
近几年来，在我国的新竹科学工业园区内陆续发生了多次半导体厂房火灾事故，虽然所造成的人员伤亡不大，但对于财物的损失却很可观，其数目动辄以数十亿乃至百亿元新台币计算，对业界所造成的损伤与危害可想而知。高温浓烟才是造成财损的元凶，但由于土地取得不易，净化车间厂房多向高楼层发展，高智慧的技术人力及昂贵的设备机台集中在厂房内，万一发生火灾意外，损失将数十倍于一般工厂。此外，高科技净化车间厂房内使用许多的易爆性与易燃性气体，例如SiH4、H2、PH3 等，更增加厂房内的潜在危险，若无适当的对策与措施，因此，为了降低火灾发生时人员的伤亡与财物的损失，必须对建筑物进行烟流控制，这一点新加坡已强制规定执行，而在邻近的日本、大陆或香港也有类似烟流控制法规，其目的都是在降低火灾发生时，高温烟流对员工性命及设备污染的伤害。国内现有防排烟模式分析国内目前现有之净化车间烟控模式共有四种。其中，烟控设计原理，就是利用在净化车间下层回风区的一般排气风管，在其上安装闸门，平时此闸门为关闭状态，以维持一般排气的运作，若遇上净化车间或净化车间下层回风区发生火灾时，则打开闸门以进行排烟。此设计必须有两个假设成立才能发挥其功效，第一个假设为：若火灾发生于净化车间中，则净化车间上方的FFU 下吹垂直层流速度必须大过火灾烟尘向上升的速度，才能压制净化车间火灾产生的烟尘，将其导引向下至下层回风区中，然后经由排气风管打开的闸门抽走。第二个假设为：若火灾发生于下层回风区中，则上升的烟尘会蓄积于下层回风区的上部，让烟尘由排气风管打开的闸门抽走。然而上述两种假设在现实状况中皆很难成立，因为从净化车间天花板下吹的垂直层流速度在0.25-0.5 m/s 左右，而火灾的热释放率只要大于3kW，烟尘的向上速度就会大于0.5 m/s，然后烟尘会在上方蓄积形成蓄烟层，此时从净化车间天花板下吹的气流只会造成烟尘更迅速的扩散，产生更大的危害。另外，如果烟尘的温度过高，则HEAP 或ULPA 这类滤层有可能被烧穿，使得烟尘危害更形雪上加霜，故而第一种假设无法成立。其次为蓄烟的问题，高架地板因为有开洞板的关系，会使得下层回风区火灾所产生的烟尘穿过开洞板，向上进入净化车间中而无法在高架地板下蓄积，使得排烟点的有效排烟范围仅限于排烟闸门周围附近，因此只能抽取到少量的烟尘，故第二种假设亦难成立。一般而言，此类设计模式常见于老旧厂房的净化车间中，主要是因为从前的半导体厂在建立时极少会考虑到烟控系统，后来因为需要，只好在一般排气风管上开洞，在加装控制闸门后做为排烟之用，如此对原来的设备及厂务系统影响最少。利用一般排气风管做为排烟系统亦有些问题需要考虑，如管路是否耐高温？排烟量是否足够？风机是否为排烟风机？闸门是否为防烟闸门？其泄漏量为UL 555S 的何种等级？系统如何控制及可靠度问题？故建议使用专用的排烟系统，可以大幅解决上述的许多问题。
有效的烟控设计方式
主要概念是在净化车间上方开口排烟，开口处使用UL 555S认证之防排烟闸门，用以承受排烟时之高温烟尘，如果要考虑防火区划的问题，可改用防火及防烟风门。净化车间必须先进行防烟区划，利用现有隔间或额外加设防烟垂壁的方式，划分净化车间区域。当某一区划中发生火灾时，关闭该区的空调，并且打开该区的排烟闸门，启动排烟风机进行排烟，但是非火灾区的区划之空调仍然存在，如此可让排烟区形成负压力区，而非火灾区形成正压力区，此正负压设计对阻止大颗粒烟尘的扩散有一定程度的帮助，而且净化车间为一密闭空间，必须维持压力平衡，否则排烟系统的排气力量会因阻力愈来愈大而使效能愈来愈差。回风竖井中必须利用防烟风门切断回风系统，防止被污染的空气透过回风系统再循环进入其它的区划中，此时位于净化车间上方的外气MA 补充系统仍提供新鲜空气，维持空调系统仍打开的区划能持续送风。排烟闸门的开启与排烟风机的启动可以手动或由侦烟器连动，侦烟器可用寻址的离子式侦烟器或是及早型侦烟器VESDA。在旧有的净化车间厂房中，多于回风道采用轴流式风机，并且搭配HEPAFilter 或ULPA Filter 之回风形式，此种方式的厂房较不利于采用防烟区划来分区关闭回风系统并形成正负压之防烟模式，亦即当遇到火灾时，只有将回风系统之风机完全关闭或继续开启之选择。但在新的净化车间厂房中，多改用FFU 回风方式，如此一来，若预先设计好FFU 电路分区开关，即可有效利用防烟区划分区关闭FFU，形成所谓的正负压区划防烟。
参考资料：《洁净室施工及验收规范》
《无尘车间工程施工关键流程详细解释》
《最全无尘车间标准要求》
《无尘车间施工方案大揭密》
《无尘车间工程装修宝典》
《净化工程安装要求,特性及监测》
《净化工程施工大全(最新版)》
《净化工程安装标准大全》
《净化工程装修宝典》