潔凈室的設計需遵循嚴格的標準和規范,以確保環境滿足特定行業的生產或科研要求。以下是國內外主要的潔凈室設計標準體系及其核心要求:
一、國際標準
ISO 14644 系列
ISO 14644-1:潔凈室及相關受控環境的空氣潔凈度分級(如 Class 1 至 Class 9,對應每立方米空氣中≥0.1μm 的粒子數量)。
ISO 14644-2:潔凈室的建造與驗收,規定測試方法(如粒子計數、風速、壓差等)。
ISO 14644-3:檢測方法,包括潔凈度、溫度、濕度等參數的測量。
ISO 14644-4:設計、建造與啟動,指導潔凈室的規劃與施工。
美國聯邦標準
FS 209E(已被 ISO 14644 取代):曾是全球廣泛使用的潔凈度分級標準,如 Class 100(對應 ISO Class 5)。
歐盟 GMP(藥品生產質量管理規范)
EU GMP Annex 1:制藥行業潔凈室設計標準,規定不同生產階段的潔凈度要求(如 A 級、B 級、C 級、D 級)。
二、中國標準
GB 50073-2013《潔凈廠房設計規范》
空氣潔凈度分級:參考 ISO 14644,分為 1 級至 9 級。
溫濕度控制:如電子廠房溫度 22±2℃,相對濕度 45%-65%。
適用范圍:電子、醫藥、食品等行業潔凈廠房的設計。
核心要求:
GB 50333-2013《醫院潔凈手術部建筑技術規范》
手術區潔凈度:百級(局部)、千級、萬級、三十萬級。
新風量:≥40m3/h?人,保證室內空氣清新。
噪聲:≤50dB (A),避免影響手術操作。
適用范圍:醫院手術室、ICU 等醫療環境。
核心要求:
GB 50591-2010《潔凈室施工及驗收規范》
適用范圍:潔凈室的施工、檢測與驗收。
檢測項目:潔凈度、風速、壓差、溫濕度、噪聲、照度等。
GB 19489-2008《實驗室生物安全通用要求》
負壓控制:如 BSL-3 實驗室相對負壓≥-30Pa。
氣流組織:從清潔區→半污染區→污染區,避免交叉污染。
適用范圍:生物安全實驗室(BSL-1 至 BSL-4 級)。
核心要求:
三、行業特定標準
電子行業
SEMI S2:半導體制造設備的安全標準。
SEMI F20:潔凈室的化學污染物控制。
制藥行業
中國《藥品生產質量管理規范》(GMP):規定藥品生產環境的潔凈度要求。
FDA 21 CFR Part 11:電子記錄與簽名的合規性。
食品行業
GB 14881-2013《食品生產通用衛生規范》:食品加工環境的潔凈要求。
醫療器械行業
YY 0033-2000《無菌醫療器具生產管理規范》:醫療器械潔凈生產環境標準。
四、核心設計參數
空氣潔凈度
ISO Class 5(百級):手術區、高精密電子制造。
ISO Class 7(萬級):制藥車間、醫療器械組裝。
ISO Class 8(十萬級):食品加工、普通電子裝配。
分級依據:單位體積空氣中≥0.1μm、≥0.2μm 等粒徑的粒子數量。
典型應用:
溫濕度控制
電子行業:溫度 22±1℃,濕度 45%-60%(防止靜電)。
制藥行業:溫度 18-26℃,濕度 45%-65%(保證藥品穩定性)。
手術室:溫度 22-25℃,濕度 40%-60%(兼顧人員舒適與細菌控制)。
壓差控制
正壓潔凈室:防止外部污染進入,如普通潔凈車間。
負壓潔凈室:防止內部污染物外泄,如生物安全實驗室、傳染病房。
換氣次數
百級潔凈室:≥50 次 /h(單向流)。
萬級潔凈室:15-25 次 /h(非單向流)。
十萬級潔凈室:10-15 次 /h。
噪聲與照度
噪聲:≤65dB (A)(動態),確保人員溝通和設備運行正常。
照度:≥300lx(一般區域),≥500lx(精細操作區)。
五、設計要點
氣流組織
單向流(層流):垂直或水平層流,用于高潔凈度區域(如百級手術室)。
非單向流(亂流):混合流,用于較低潔凈度區域(如十萬級車間)。
材料選擇
墻面與吊頂:彩鋼板、電解鋼板(耐腐蝕、易清潔)。
地面:PVC 卷材、環氧樹脂(無縫、防靜電)。
門窗:氣密門、雙層玻璃窗(減少泄漏)。
空調系統
三級過濾:初效 + 中效 + 高效(HEPA)過濾器,確保空氣潔凈。
獨立系統:不同功能區設置獨立空調系統,避免交叉污染。
電氣與自控
雙電源:確保斷電時關鍵設備(如風機、照明)正常運行。
智能化監控:實時監測溫濕度、壓差、潔凈度等參數。
六、設計流程
需求分析:明確行業類型、產品特性、生產工藝對環境的要求。
區域劃分:根據潔凈度等級劃分功能區(如潔凈生產區、緩沖區、輔助區)。
參數確定:設定溫濕度、壓差、換氣次數等關鍵指標。
系統設計:空調、電氣、給排水等系統的詳細設計。
施工圖紙:平面圖、剖面圖、節點詳圖等。
模擬驗證:通過 CFD 模擬氣流組織,優化設計方案。
總結:潔凈室設計需結合國際標準(如 ISO 14644)和行業規范(如 GMP、SEMI),根據具體應用場景確定核心參數(潔凈度、溫濕度、壓差等),并通過合理的氣流組織、材料選擇和系統配置實現。設計過程中需注重防止交叉污染、便于清潔維護和長期運行穩定性。