单向流洁净室的系统判断与技术规范-清阳工程

2025-09-19 14:39 昆山清阳净化系统工程有限公司

单向流洁净室作为高洁净度环境的核心载体，其判定需基于气流特性、性能指标、设计标准及应用场景的多维度分析，严格遵循ISO 14644、GB 50073-2013等规范，结合上海地区环保安全要求，形成科学的判定体系。以下从核心特征、检测方法、设计要素及维护标准展开系统解析。

 

一、核心定义与气流特性判定

 

本质特征界定

 

单向流洁净室的核心在于通过定向平行气流实现污染物的“推移式排出”，而非非单向流的“稀释控制”，其本质特征包括：

 

- 气流形态：流线平行且方向一致（垂直或水平），无明显涡流或回流，通过“活塞效应”将微粒从洁净区推向回风区。

- 风速要求：垂直单向流风速稳定在0.3-0.5m/s（偏差≤±20%），水平单向流风速0.3-0.4m/s，确保微粒不沉降。

- 洁净度等级：至少满足ISO 5级（≥0.5μm粒子≤3,520个/m³），高端应用可达ISO 4级（百级）及以上，适用于半导体光刻、无菌灌装等对微尘零容忍的场景。

 

与非单向流的关键差异

 

维度 单向流洁净室 非单向流洁净室（乱流）

控污原理 定向气流推移污染物 空气稀释混合污染物

换气次数 ≥300次/小时（ISO 5级） 10-60次/小时（ISO 6级及以下）

洁净度上限 ISO 1级（最高） 通常≤ISO 6级

适用场景 晶圆制造、无菌手术 电子装配、食品包装

气流均匀性 全室断面风速偏差≤15% 存在涡流，局部浓度波动大

 

二、检测验证方法与指标体系

 

核心参数检测

 

1. 风速与均匀性测试：

- 测点布置：距高效过滤器出风口0.3m处，按0.5m×0.5m网格布点（每区域测点数≥5个），采用热球风速仪（精度±0.05m/s）测量。

- 判定标准：平均风速需在0.3-0.5m/s范围内，且单点风速与平均值偏差≤±20%，不均匀度β0≤0.25（β0=标准差/平均值）。

2. 粒子浓度检测：

- 测试条件：空态（无设备人员）、静态（设备运行无人员）、动态（满负荷生产）三状态均需检测。

- 粒径与限值：至少检测≥0.3μm、≥0.5μm粒子，ISO 5级静态要求≥0.3μm粒子≤3,520个/m³，动态需满足工艺允许波动（通常≤120%静态值）。

- 采样要求：每2-4㎡设1个采样点，每个点采样量≥1L/min，持续时间≥1分钟。

3. 气流流型可视化验证：

- 方法：采用发烟法（如干冰雾化、四氯化钛蒸汽）或激光粒子示踪技术，观察气流方向与扩散情况。

- 判定标准：气流需平行于地面（水平流）或垂直于地面（垂直流），无横向交叉或回流，在工作区（0.8-1.5m高度）形成连续气幕。

4. 自净时间测试：

- 方法：人为引入污染物（如发烟），记录浓度从超标值降至合格值的时间。

- 要求：ISO 5级单向流洁净室自净时间通常≤1分钟，远低于非单向流的30分钟以上。

 

辅助性能验证

 

- 压差梯度：洁净区与相邻低洁净区压差≥5Pa，与室外压差≥10Pa，通过数显压差计（精度±1Pa）连续监测24小时，波动≤1Pa。

- 高效过滤器完整性：采用DOP检漏法，向过滤器上游发尘，下游扫描检测泄漏率≤0.01%（H14过滤器）。

 

三、设计要素与材料合规性判定

 

系统设计特征

 

- 空气处理系统：

- 过滤层级：必须采用“初效（G4）→中效（F8）→亚高效（H10）→高效（H13/H14）”四级过滤，末端通过FFU风机过滤单元满布（垂直流覆盖率≥60%）。

- 气流组织：垂直流需采用“顶棚送风+高架地板回风”，水平流采用“侧墙送风+对侧回风”，确保气流路径无遮挡。

- 围护结构设计：

- 材料：墙面/顶棚采用岩棉夹芯彩钢板（防火A级），板厚≥50mm，表面平整光滑（Ra≤3.2μm）。

- 接缝处理：板缝需密封（硅酮胶宽度≥5mm），墙角、地角做R≥50mm圆弧过渡，避免积尘与气流扰动。

- 地面：防静电环氧自流平（厚度≥2mm）或PVC导静电地板，表面电阻10⁶-10⁹Ω，通过铜箔网格接地（接地电阻≤1Ω）。

 

 

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