圖3. 地面回風應直接放置在主要設備附近。照片由Facility Planning & Resources股份有限公司提供。
注意,對于ISO 7潔凈室,表中的兩個變量是空氣流速和每小時的換氣次數。需要考慮的其他因素是室內空氣流模型的均勻性和潔凈室本身的構造。因此,雖然ISO 7的高效微粒空氣過濾器覆蓋率推薦值是20%,但要提供令人滿意的ISO 7清潔度,過濾器覆蓋率是可以變化的。重要的是要記住提供的數值是推薦值,并非嚴格的規定。我們成功地建造過具有各種百分比過濾面積的ISO 7潔凈室。
應注意空氣流模型的設計依賴于過濾器在天花板中的仔細安排以及空氣回風在潔凈室地面上的仔細安排。重要的是潔凈室設計者應完全明白在潔凈室內的工藝過程,保證以最低的成本實現最佳的設計。
溫度
在潔凈室內要保持的溫度取決于舒適程度或工藝的要求。在ISO 7潔凈室內的舒適度一般可將溫度保持在72oF(±2o)來實現,這時穿實驗室外套或者工作服、鞋套、發帽(hair bouffants)即可。在更嚴格的ISO 7潔凈室中,需要整套“連身(bunny)”服。在這些情況下,將溫度保持在68oF(±2o),就可以使人感到舒適。前邊,我們提到關于IS0 7潔凈室通過連續保持低的微粒數取得成功的一些經驗。其中在一些潔凈室中,工作人員就是要穿整套連身服的。
在規定溫度值和容差時應當小心,因為是工藝感受性需要的結果。保持高或者低的溫度值都需要昂貴的花費。保持嚴格的但不必要的容差,花費更大。±1oF容差要比±2oF容差花費大得多。±0.5oF的容差的花費呈指數增加。如果室外空氣條件波動巨大,工藝設備還在發熱,一天24小時,一年四季要在整個潔凈室內保持高的容差,花費更大的情況就會更明顯。 這樣會產生高的原始成本、高的運營成本和很多“不合格”周期。
一些潔凈室管理者常見的錯誤觀念是溫度始終可通過改變空氣流來控制,這不總是準確的。當空氣流量增加時,在空間內的負載的影響在減少。但是,送風溫度變化的影響增加了。
濕度
許多關于溫度控制的評論也適用于濕度控制。選擇的值和容差對應用應是現實的。如果將溫度保持在舒適的水平,在百分之三十到六十五相對濕度范圍內也可實現舒適水平。唯一需要嚴格容差的原因是工藝需要。多數區域內,如果需要正負百分之五的相對濕度容差,機械系統中必須采用加濕和去濕設備。如果需要正負百分之二相對濕度容差,應特別注意控制系統以及增加和減少空氣中的水分。
壓力控制
受控潔凈空間和非受控空間之間的壓差是潔凈室管理中另一項重要因素。一般,控制最嚴格的空間的壓力是最高的。保持潔凈空間的空氣壓力比相鄰的控制嚴格程度較低的空間高0.02英寸水柱(in.w.c.)或比相鄰的非額定空間高0.05in.w.c。更高的壓差也行;但是,如果壓差太高,就會產生噪音問題,難于將門打開或保持門的關閉。同時也會使運營成本升高。
圖4. 潔凈室在建造的最后的階段期間應每天清洗。照片由Facility Planning & Resources股份有限公司提供。
使用風機過濾機組
我們注意到幾年來,企業大多數采用在現有建筑里構建ISO 7潔凈室。這對于工業或者生產設施來說,通常帶來問題少。但在學校的研究潔凈室方面卻有很多限制。許多情況下,從地板到下層地板結構的可用空間大于或約13英尺,甚至凈高大于15英尺。新風管和空氣循環裝置要求的空間比可用的空間更大。這樣大的空間需要使用風機過濾機組代替空氣再循環裝置、風管或送風靜壓箱。
但是,使用風機過濾機組來代替過濾的再循環空氣并不總是因為高度限制。根據一般的經驗,低于20臺過濾器時,風機驅動的高效微粒空氣過濾器(FFU)設計的成本要低于傳統風管系統。利用一定的送風靜壓箱和風機驅動模組允許使用標準的現成空調設備和常規的風管系統,無需采用密封進行壓力控制,從而降低了制造和安裝成本。
照明
由于在潔凈室內要進行精細的工作,現在趨勢是采用高照明度(即100燭光,即1000勒克斯),結果帶來高能量輸入,需要高能量來冷卻負載。如對精細工作采用工作崗位照明,一般只需要70到80基本燭光,從而降低了冷負荷,通過降低照明器具的數量也降低了成本。我們發現在ISO 7潔凈室中,天花板系統采用T-5燈向吊頂龍骨系統中照明,可提供足夠大的均勻的照明和高技術圖像,支持潔凈室業主的市場部分。
本篇文章的全部以及以前的文章大部分是關于ISO 7和ISO 5潔凈室的論述,也適用于其他污染控制。重要的是什么樣的潔凈室用途,用于生產還是研究,這是設計的基礎,并且極力說明隨著時間的推移,工藝是可能改變的。
Thomas E. Hansz是Facility Planning & Resources股份有限公司的創始人,Flad & Associates公司的高級技術工程主任,潔凈室編輯咨詢委員會成員。