1、13.6 空氣潔凈技術(shù)屬第三章“空氣調(diào)節(jié)”的內(nèi)容第450頁(yè)465頁(yè)2014年6月2關(guān)于空氣潔凈技術(shù)的基本概念 參照國(guó)標(biāo)GB50072-2013潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)定義 1. 潔凈室 clean room （規(guī)范 2.0.1） 空氣懸浮粒子濃度受控的房間 。它的建造和使用應(yīng)減少室內(nèi)誘入、產(chǎn)生及滯留粒子。室內(nèi)的其他有關(guān)參數(shù)如溫度、濕度、壓力等按要求進(jìn)行控制（補(bǔ)充參考內(nèi)容）32. 潔凈區(qū) clean zone （規(guī)范2.0.2） 空氣懸浮粒子濃度受控的限定空間。它的建造和使用應(yīng)減少室內(nèi)誘入、產(chǎn)生及滯留粒子。室內(nèi)的其他有關(guān)參數(shù)如溫度、濕度、壓力等按要求進(jìn)行控制。潔凈區(qū)可以是開(kāi)放式或封閉式 上述定義的

2、要點(diǎn)1）潔凈室以空氣中懸浮粒子濃度為主要控制對(duì)象，明確了空氣潔凈技術(shù)的基本特征，也是潔凈室級(jí)別劃分的主要依據(jù)42）指明了空氣潔凈技術(shù)所依據(jù)的基本原理，即：防止粒子從外部進(jìn)入室內(nèi)；防止室內(nèi)產(chǎn)生粒子；及時(shí)排除已進(jìn)入室內(nèi)的或從室內(nèi)產(chǎn)生的粒子3）明確了根據(jù)不同的應(yīng)用要求及控制級(jí)別對(duì)其它有關(guān)參數(shù)的控制要求 上述定義與ISO14644-1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的定義是一致的 53. 潔凈室的分類1）按服務(wù)對(duì)象分 工業(yè)潔凈室ICR微電子、平板顯示器、精密加工制造等 生物潔凈室BCR醫(yī)療、制藥、生物、食品、日用化工等2）按室內(nèi)氣流形式分3）按潔凈室建造方式分4）按凈化空調(diào)系統(tǒng)形式分64. 主要控制對(duì)象 ICR懸浮粒子（少數(shù)

3、要求AMC） BCR微生物 Airborne Molecular Contaminants 微生物依附于懸浮粒子之上，故基本控制原理與ICR一致GMP（2010）無(wú)菌藥品潔凈區(qū)潔凈度級(jí)別 潔凈度級(jí)別懸浮粒子最大允許數(shù)/m3靜態(tài)動(dòng)態(tài)0.5m5m0.5m5mA級(jí)352020352020 B級(jí)3520293520002900C級(jí)3520002900352000029000D級(jí)352000029000不作規(guī)定不作規(guī)定7潔凈區(qū)微生物監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn) 級(jí)別浮游菌cfu/m3沉降菌（90mm）cfu /4小時(shí)(2)表面微生物接觸碟（55mm）cfu /碟5指手套cfu /手套A級(jí)1111B級(jí)10555C級(jí)10

4、05025D級(jí)2001005085. 潔凈度 cleanliness（規(guī)范2.0.12） 以單位體積空氣中大于或等于某粒徑粒子的數(shù)量來(lái)區(qū)分的潔凈程度。 通常表為大于等于某粒徑的粒子允許顆粒數(shù) 以前習(xí)慣采用英制單位顆/立方英尺（pc/ft3），自國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)頒布后，應(yīng)采用國(guó)際單位制顆/立方米（pc/m3）96. 單向流 unidirectional airflow（規(guī)范2.0.14） 通過(guò)潔凈室（區(qū)）整個(gè)斷面的風(fēng)速穩(wěn)定、大致平行的受控氣流。 以前曾習(xí)慣地稱為“層流”，但由于它實(shí)際上并不是流體力學(xué)中所規(guī)定的“層流”，所以現(xiàn)在定義為“單向流”。根據(jù)工程中的應(yīng)用方式可以包括“垂直單向流”和“水平單向流”

5、10垂直單向流非單向流117. 非單向流 non-unidirectional airflow （規(guī)范2.0.17） 送入潔凈室（區(qū)）的送風(fēng)以誘導(dǎo)方式與室（區(qū)）內(nèi)空氣混合的氣流分布類型。 （2001版：凡不符合單向流定義的其他氣流流型） 在實(shí)際工程中還可以將單向流和非單向流氣流流型組合應(yīng)用，稱為“混合流” 12各種非單向流形式138. 粒徑 particle size （規(guī)范2.0.6） 給定的粒徑測(cè)定儀所顯示的、與被測(cè)粒子的響應(yīng)量相當(dāng)?shù)那蛐误w直徑。 實(shí)際粒子大多不是標(biāo)準(zhǔn)的球形，同一種粒子用不同的測(cè)定儀器和測(cè)定方法測(cè)得的粒徑是不一樣的149. 潔凈工作區(qū) clean working area

6、（規(guī)范2.0.19） 除工藝特殊要求外，指潔凈室內(nèi)離地面高度0.81.5m的區(qū)域。10. 高效空氣過(guò)濾器 HEPA （high efficiency particulate air filter ） 超高效空氣過(guò)濾器 ULPA （ultra low penetration air filter ） 國(guó)標(biāo)GB50073-2013潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范與GB/T13554-2008的定義不同 1511. 凈化空調(diào)與普通空調(diào)的主要區(qū)別1）壓力梯度2）多級(jí)過(guò)濾3）氣流組織4）換氣次數(shù)（送風(fēng)量）5）負(fù)荷特性163.6.1 空氣潔凈等級(jí)1.空氣潔凈度標(biāo)準(zhǔn)空氣潔凈度標(biāo)準(zhǔn) GB50073-2013潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)

7、定了潔凈度等級(jí)劃分方法，等效采用了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO14644-117國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO146441 以空氣中粒徑0.1m的粒子允許數(shù)量為分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 等級(jí)的名稱為每 m3 空氣中最大允許粒子數(shù)以10為底的指數(shù) 國(guó)標(biāo)將上表中的數(shù)字四舍五入為3位有效數(shù)字18 對(duì)于表中未列出的粒徑范圍的計(jì)算 （3.6-1）式中 Cn 大于或等于要求粒徑的最大濃度值，四舍五入后有效數(shù)字不超過(guò)3位，pc/m3； N 潔凈度等級(jí)，數(shù)字從19，最小遞增量為0.1； D 要求的粒徑，m。08. 21 . 010DCNn注意：所帶計(jì)算器的功能19附：美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)FS209系列 從1963年開(kāi)始到1992年最終版FS209E FS209E

8、之前只采用英制單位，209E增加了國(guó)際單位制 2001年11月29日FS209E已宣布取消20FS209E浮游粒子潔凈等級(jí)21 以空氣中粒徑0.5m的粒子允許數(shù)量為分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 當(dāng)采用國(guó)際單位時(shí)，等級(jí)的名稱為每 m3 空氣中最大允許粒子數(shù)的常用對(duì)數(shù)值（以10為底）。例如：每m3 空氣中大于等于0.5m粒徑的最大允許粒子數(shù)為3530顆，而3530的常用對(duì)數(shù)值為3.55，所以命名為M3.5級(jí) 若采用英制單位，等級(jí)的名稱為每 ft3 空氣中最大允許粒子數(shù)值。例如：上述M3.5級(jí)對(duì)應(yīng)為每 ft3 空氣中大于等于0.5m粒徑的最大允許粒子數(shù)為100顆，所以命名為100級(jí)。 工程中常用的10、100、1000

9、、十萬(wàn)等級(jí)別的稱呼均為英制單位 兩種標(biāo)準(zhǔn)的大致?lián)Q算關(guān)系：100級(jí)5級(jí)222. 空氣潔凈度等級(jí)的表示方法空氣潔凈度等級(jí)的表示方法 “按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)”（1）等級(jí)級(jí)別N （2）所考慮的粒徑D（3）分級(jí)時(shí)占用狀態(tài) 例如：N4級(jí) / 0.2 m（2370 Pc/m3） /動(dòng)態(tài)（實(shí)際上國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)3章并未明確規(guī)定要同時(shí)表示“粒徑”和“狀態(tài)” ）233. 室內(nèi)環(huán)境狀態(tài) 空態(tài) as-built（規(guī)范2.0.25） 設(shè)施已經(jīng)建成，其服務(wù)動(dòng)力公用設(shè)施區(qū)接通并運(yùn)行，但無(wú)生產(chǎn)設(shè)備、材料及人員的狀態(tài)。 靜態(tài) at-rest （規(guī)范2.0.26） 設(shè)施已經(jīng)建成，生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)安裝好，并按供需雙方商定的狀態(tài)運(yùn)行，但無(wú)生產(chǎn)人員的狀態(tài)

10、。 動(dòng)態(tài) operational （規(guī)范2.0.27） 設(shè)施以規(guī)定的方式運(yùn)行，有規(guī)定的人員在場(chǎng)，并在商定的狀況下進(jìn)行工作。 國(guó)標(biāo)規(guī)定：空氣潔凈度等級(jí)所處狀態(tài)應(yīng)與業(yè)主協(xié)商確定（規(guī)范3.0.2）243.6.2 空氣過(guò)濾器1. 空氣過(guò)濾器標(biāo)準(zhǔn)、分類空氣過(guò)濾器標(biāo)準(zhǔn)、分類（1）中國(guó)標(biāo)準(zhǔn) 1）GB/T14295-2008空氣過(guò)濾器 2）GB/T13554-2008高效空氣過(guò)濾器 關(guān)注其分類級(jí)別、效率、初阻力、效率測(cè)試方法（2）美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（3）歐洲標(biāo)準(zhǔn)25附：兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定義不同 GB50073-2013潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范 HEPA在額定風(fēng)量下，對(duì)于粒徑大于或等于0.3 m粒子的捕集效率在99.9%以上的空氣過(guò)濾器

11、。 ULPA在額定風(fēng)量下，對(duì)于粒徑0.10.2 m粒子的捕集效率在99.999%以上的空氣過(guò)濾器 （目前已經(jīng)有阻力小于100Pa的HEPA 和ULPA ）26 GB/T13554-2008高效空氣過(guò)濾器 HEPA用于進(jìn)行空氣過(guò)濾且使用GB/ T6165規(guī)定的鈉焰法檢測(cè)，過(guò)濾效率不低于99.9%的空氣過(guò)濾器 ULPA用于進(jìn)行空氣過(guò)濾且使用GB/ T6165規(guī)定的鈉焰法檢測(cè)，過(guò)濾效率不低于99.999%的空氣過(guò)濾器27 各國(guó)分類法的對(duì)照 282. 空氣過(guò)濾器防火等級(jí)空氣過(guò)濾器防火等級(jí)（1）中國(guó)標(biāo)準(zhǔn) 耐火等級(jí)分為1、2、3三個(gè)等級(jí) 對(duì)濾料、框架、分隔板的耐火要求不同（2）美國(guó)標(biāo)準(zhǔn) 六類29各種過(guò)濾器

12、的形式30有隔板與無(wú)隔板過(guò)濾芯313. 空氣過(guò)濾器性能空氣過(guò)濾器性能（1）額定風(fēng)量（2）效率E、穿透率P 計(jì)重和計(jì)數(shù)效率 串聯(lián)效率，注意：應(yīng)當(dāng)是對(duì)于同樣粒徑范圍的分級(jí)效率才適用（3）阻力 初阻力、終阻力（4）容塵量324. 空氣過(guò)濾器組合方式空氣過(guò)濾器組合方式 效率低的在前級(jí) 一般要求有前級(jí)保護(hù) 對(duì)潔凈室潔凈度起關(guān)鍵作用的是末級(jí)335. 空氣過(guò)濾器的安裝位置空氣過(guò)濾器的安裝位置 為避免已過(guò)濾空氣由于系統(tǒng)滲漏而重新污染，故與普通空調(diào)系統(tǒng)有不同要求 注意對(duì)不同級(jí)別過(guò)濾器的“宜”和“必須”粗效 中效粗效中效高效潔凈室普通空調(diào)系統(tǒng) 凈化空調(diào)系統(tǒng)6. 訂貨時(shí)須明確事項(xiàng)訂貨時(shí)須明確事項(xiàng)343.6.3 氣流

13、流型和送、回風(fēng)量1. 大氣含塵濃度大氣含塵濃度（1）大氣含塵濃度表示方法 計(jì)數(shù)、計(jì)重、沉降濃度（2）大氣含塵濃度計(jì)算值 M 可按照表3.6-11選用 案例計(jì)算室外新風(fēng)含塵濃度352. 室內(nèi)發(fā)塵室內(nèi)發(fā)塵（1）室內(nèi)發(fā)塵源 人員、裝飾、設(shè)備 人員為室內(nèi)主要塵源（2）室內(nèi)單位容積發(fā)塵量 1）人員發(fā)塵量 參考數(shù)值，分四類 2）室內(nèi)單位容積發(fā)塵量 G（pc/min.m3） 計(jì)算公式（3.6-7）、表3.6-12 HFPqqG/363. 非單向流計(jì)算方法非單向流計(jì)算方法（1）均勻分布計(jì)算方法 假設(shè)前提 以室內(nèi)粒子數(shù)量守恒推導(dǎo)出穩(wěn)態(tài)公式，簡(jiǎn)化為sNNaGn 60（3.6-8）式中 n 均勻分布計(jì)算的潔凈室換氣

14、次數(shù)，次/h； G 室內(nèi)單位容積發(fā)塵量，pc/(m3.min)； N 室內(nèi)潔凈度級(jí)別允許含塵濃度，pc/m3； Ns 送風(fēng)含塵濃度，pc/m3； a 安全系數(shù)，見(jiàn)表3.6-13。37（2）不均勻分布計(jì)算方法 假設(shè)前提 影響因素 氣流組織、送風(fēng)口數(shù)量和形式、換氣次數(shù) 計(jì)算公式sNNGn 60（3.6-10）（3.6-9）nnv式中 nv 按不均勻分布計(jì)算的潔凈室換氣次數(shù)，次/h； 不均勻系數(shù)，見(jiàn)表3.6-14（頂送下回）。38補(bǔ)充：送風(fēng)含塵濃度計(jì)算（近似式） Ns = M (1- s)(1-zx) + N s (1- zh) 式中 M 、N 新風(fēng)、回風(fēng)含塵濃度， pc/m3； s 回風(fēng)比； (1

15、-zx、h) 新、回風(fēng)所經(jīng)過(guò)的所有過(guò)濾器總穿透率。 案例計(jì)算要用到NsNM與新風(fēng)粒子濃度相比，回風(fēng)粒子濃度可以忽略，故可采用近似式。具體看題目條件。394. 單向流潔凈室計(jì)算單向流潔凈室計(jì)算 單向流潔凈室適用條件 送風(fēng)量計(jì)算 按斷面面積乘已斷面風(fēng)速計(jì)算 GB50073-2013潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范空氣潔凈度等級(jí)氣流流型平均風(fēng)速（m/s）換氣次數(shù)（h-1）13單向流0.30.5-4、5單向流0.20.4-6非單向流-50607非單向流-15258、9非單向流-1015405. 非單向流潔凈室計(jì)算非單向流潔凈室計(jì)算 按照前面均勻或不均勻計(jì)算方法（例題）6. 輻流流潔凈室（也稱斜流、矢流）41 設(shè)計(jì)工業(yè)

16、區(qū)6級(jí)潔凈室，控制粒徑0.5m，2組過(guò)濾器組的總效率分別為1z=99.99%、 2z=99.999%，單位容積發(fā)塵量G = 2104pc/min.m3，新風(fēng)比（1- S）=0.3，求不同z下的換氣次數(shù)nv。 解：6級(jí)為非單向流，按不均勻分布計(jì)算（ nv ） 查表3.6-11 工業(yè)區(qū) M = 30107pc/m3 求不同過(guò)濾器組的送風(fēng)含塵濃度： Ns = M（1- S）（1- z） N1s = 0.330107（1-0.9999）= 9000 pc/m3 N2s = 0.330107（1-0.99999）= 900 pc/m3 6 級(jí)潔凈室的N = 35200 pc/m3（表3.6-1） 關(guān)于潔

17、凈室計(jì)算例題關(guān)于潔凈室計(jì)算例題42用均勻分布計(jì)算式3.6-9分別求換氣次數(shù)： n1= 60 2104 / (35200- 9000) = 45.8 次/h n2= 60 2104 / (35200- 900) = 35 次/h查表3.6-14得不同換氣次數(shù)下的不均勻系數(shù) （非整數(shù)時(shí)用插入法求）1= 1.13 2= 1.18 用式3.6-10分別求換氣次數(shù)nv： nv1 = 1.13 45.8 = 51.8 次/h nv2 = 1.18 35 = 41.3 次/h分析：不同過(guò)濾效率與換氣次數(shù)的關(guān)系437. 潔凈室的送風(fēng)量、回風(fēng)量潔凈室的送風(fēng)量、回風(fēng)量（1）送風(fēng)量應(yīng)取下列三項(xiàng)中的最大值 潔凈度等級(jí)

18、要求的送風(fēng)量（換氣次數(shù)） 按室內(nèi)熱濕負(fù)荷計(jì)算的送風(fēng)量 必要的新風(fēng)量（新風(fēng)量取值） （2）回風(fēng)量 回風(fēng)量 = 送風(fēng)量 （排風(fēng)量 滲透風(fēng)量） 正壓潔凈室取“+”，負(fù)壓潔凈室取“-” 用風(fēng)量平衡概念分析（工程中近似用體積流量）443.6.4 室壓控制1. 正壓潔凈室、負(fù)壓潔凈室正壓潔凈室、負(fù)壓潔凈室 應(yīng)用2. 壓差值壓差值（規(guī)范6.2.2） 不同等級(jí)的潔凈室之間不宜小于5Pa，潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間不應(yīng)小于5Pa ，潔凈區(qū)與室外的壓差，不應(yīng)小于10Pa （新版 GMP要求不同級(jí)別之間為不小于10Pa） 這是最小壓差值的要求，實(shí)際應(yīng)用有高于此值的，但過(guò)高也不好 風(fēng)速較大時(shí)的修正（3.6-11）、表3.6-16453. 滲透風(fēng)量計(jì)算滲透風(fēng)量計(jì)算 計(jì)算法 Q = a （q l） （3.6-12）式中 Q 滲透風(fēng)量，m3/h； a 安全系數(shù)，取1.11.2； q 一定壓差下單位縫隙長(zhǎng)度滲透風(fēng)量，m3/h.m； l 縫隙長(zhǎng)度，m。 難點(diǎn)：q 值的確定 換氣次數(shù)法 參考數(shù)值 實(shí)際上要靠系統(tǒng)調(diào)試來(lái)實(shí)現(xiàn)要求壓差 46潔凈室正壓值與對(duì)應(yīng)的正壓換氣次數(shù)參考值 474. 壓差控制壓差控制 基本原理 送風(fēng)量 = 回風(fēng)量 + 排風(fēng)量 滲透風(fēng)量 對(duì)于正壓潔凈室 送風(fēng)量 回風(fēng)量 + 排風(fēng)量 差額部分即滲