一、低断面风速设计

断面风速就是空气处理部件中空气经过过滤器或者加热/冷却盘管的速度。

大部分工程师根据"经验"把空气处理器设计成500英寸/分钟。这样的设计虽然节省时间，但是却增加了运作费用。在低断面风速设计中，使用更大的空气处理器和更小的风机，从而降低空气的流速，降低能耗和设寿命成本。

压降决定了风机的能量损耗。由"平方定则"可知压降与速度下降的平方成正比。如果断面风速降低20%，那么压降将下降36%;如果断面风速降低50%，压降将下降四分之三。根据"立方定则"，风机能耗的变化与流量变化的立方成正比。如果空气流量降低50%，风机能耗将下降88%。

因此，较大尺寸的空气处理器、较大的过滤器和盘管面积消耗较少的风机能量，可以使用比较小的风机和马达。小风机给空气添加的热量比较少，降低了冷却的难度。厚度小的盘管更容易清洗、工作效率更高，所以冷冻水的温度可以更高。过滤器在低断面风速情况下，工作效果更好、寿命更长。

设计减少了空气和水的压降，减小了冷却盘管的带水量。流线型设计，几乎没有尖角，从而使压降减少10%到15%。

设计也可以把压降降低四分之一。目标是使能量损耗降低至少25%，减小变速风机的大小。最优的断面风速范围是250-450英尺/分钟，具体取决于使用情况和能量消耗。

二、换气次数

无尘车间维持一定的空气流量来保持清洁度和颗粒数。流量根据每小时的换气次数来确定，同时这也决定了风机尺寸、建筑构型和能量消耗。在保持洁净度的前提条件下，空气流速的降低可以降低建造及能耗成本。换气次数降低20%就可以使风机的尺寸降低50%。空气洁净度比节约能耗更重要，但是最新的研究成果已经有降低洁净成本的记载了。

关于最佳换气次数还没有达成共识。许多原则都已过时，是建立在老观念上，采用低效的空气过滤器。调查显示，ISO第5级标准的洁净室推荐的换气次数变化范围是从250到700以上。

美国的一所国家实验室正在确定ISO第5级无尘车间的标准。研究显示，实际换气次数范围是90到250――比操作规程标准低很多，而且不会影响生产和洁净度。因此建议ISO第5级洁净室的换气次数大约是200，保守的上限是300。

三、马达效率

马达消耗了洁净室的大部分电能。连续运转的马达每月消耗大量的电力。适当地提高效率、适当地调节尺寸，在翻新后，经济效果多半是不错的。效率增加几个百分点，利润就可增加。

使用优质高效的马达，不一定会花费太多。高效率意味着最小，在改变马达的尺寸之前先尽量减小负荷。在输出量变化时，利用变速驱动可以提高操作效率。

四、变速驱动的冷冻机

变速驱动冷冻机能节省大量的能量和金钱。许多无尘车间的设计人员和操作人员认为，没有必要使用变速驱动冷冻机，因为负荷通常是恒定的，多级冷冻机机组通常控制为高负荷运转。但是负荷恒定的冷冻机通常工作在满负荷以下。变速驱动冷冻机通常工作在全负荷的90%-95%以节省能量。一台1000吨的冷冻机稳定工作在满负荷的70%，如果使用了变速驱动，每年就可节省两万到三万美元。根据生产商的数据，电能的价格是0.05美元/千瓦时，这样大约一年就可以回收成本。

多级冷冻机冷水式机组很少高负荷运转。通常情况下，现场负荷通常不是正好匹配机组的能级变化。许多操作人员运行额外的冷冻机以求可靠，一旦某个冷冻机发生故障，其它的冷冻机可以立刻补充，接替其全部负荷，因此冷水式机组经常是让冷冻机在制冷能力的60%到80%运转。

在购买新冷冻机的时候，指定购买变速驱动冷冻机是划算的。用变速驱动冷冻机可降低能耗，同时让其他冷冻机可靠性运行。有许多的研究和实验证明，变速驱动冷冻机的效果是很好的。二十多年来，变速驱动冷冻机制造厂商制造出更可靠性的产品，用在新建的和升级的洁净工厂里面。

ISO/DIS 14644-1 洁净室和洁净区按空气中悬浮粒子浓度的分级

ISO分级 大于等于表中所列粒径悬浮粒子最大允许浓度(颗/m3)

0.1μm 0.2μm 0.3μm 0.5μm 1μm 5μm

ISO1级 10 2

ISO2级 100 24 10 4

ISO3级 1000 237 102 35 8

ISO4级 10000 2370 1020 352 83

ISO5级 100000 23700 10200 3520 832 29

ISO6级 1000000 237000 102000 35200 8320 293

ISO7级 352000 83200 2930

ISO8级 3520000 832000 29300

ISO9级 35200000 8320000 293000

《药品生产质量管理规范》(1992年修订)

洁净级别 活粒数/立方米 活微生物数/立方米

≥0.5μm ≥5μm

100 级 ≤3,500 0 ≤5

10,000 级 ≤350,000 ≤2,000 ≤100

100,000级 ≤3,500,000 ≤20,000 ≤500

洁净手术部洁净用房等级标准

等级 沉降(浮游)细菌最大平均浓度 表面最大染菌密度 空气洁净度级别

手术区 周边区 手术区 周边区

I 0.2个/30minΦ90皿(5个/ m3) 0.4个/30minΦ90皿(10个/ m3) 5个/cm2 100级 1000级

II 0.75个/30minΦ90皿(25个/ m3) 1.5个/30minΦ90皿(50个/ m3) 5个/cm2 1000级 10000级

III 2个/30minΦ90皿(75个/ m3) 4个/30minΦ90皿(150个/ m3) 5个/cm2 10000级 100000级

IV 5个/30min，Φ90皿(175个/ m3) 5个/cm2 300000级

美国联邦标准209E

等级名称 等极限值

0.1μm 0.2μm 0.3μm 0.5μm 5μm

国际单位 英制单位 /m3 /ft3 /m3 /ft3 /m3 /ft3 /m3 /ft3 /m3 /ft3

M1 350 9.91 75.7 2.14 30.9 0.875 10.0 0.283

M1.5 1 1240 35.0 265 7.50 106 3.00 3.53 1.00

M2 3500 99.1 757 21.4 309 8.75 100 2.83

M2.5 10 1240 350 2650 75.0 1060 30.0 353 10.0

M3 35000 991 7570 214 3090 87.5 1000 28.3

M3.5 100 26500 750 10600 300 3530 100

M4 75700 21400 30900 875 10000 283

M4.5 1000 35300 1000 247 7

M5 100000 2830 618 17.5

M5.5 10000 353000 10000 2470 70.0

M6 1000000 28300 6180 175

M6.5 100000 3530000 100000 24700 700

M7 10000000 283000 61800 1750

常用单位换算

1米m = 3.28英尺ft 1CFM(ft3/min) = 0.4719L/s

1平方米m2 = 10.76平方英尺ft2 1CFS(ft3/s) = 28.32L/s

1立方米m3 = 35.3立方英尺ft3 1FPM(ft/min) = 0.00508m/s

1英制加仑gallon = 4.55升L 1BTU/h = 0.2931W

1美制加仑gallon = 3.79升L 1千瓦kw = 860千卡/小时kcal/h

1磅lb = 454克g 1USTR美国冷吨 = 3.516 kw

1马力HP = 0.746千瓦kw 1巴bar = 100千帕kpa

1摄氏度℃ = 5(华氏度F-32)/9 1mmH2O(毫米水柱) = 9.8067帕Pa

一、无尘洁净室是指将一定空间范围内之空气中的微粒子、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，而所给予特别设计建成的无尘洁净房间。

二、无尘洁净室的原理。洁净室是利用HEPA、空气净化设备，其尘埃的收集率达99.97~99.99995%之多，因此经过此过滤器过滤的空气可说十分干净。然而洁净室内除了人以外，尚有机器等之发尘源，这些发生的尘埃一旦扩散，即无法保持洁净空间，因此必须利用气流将发生的尘埃迅速排出室外。

三、无尘洁净室中的三尘。无尘洁净室有三大原则:禁尘、带尘、产尘。风淋室作为进入洁净室的缓冲通道之一，是控制带尘的最好净化设备之一，它可以最大限度地减少员工进出无尘洁净室所带来的污染问题。风淋室的两道门电子互锁，可以兼起气闸室的作用，阻止外界污染和未被净化的空气进入无尘洁净区域，达到生产车间所要求的生产洁净环境。

四，无尘洁净室最主要之作用在于控制产品(如硅芯片等)所接触之大气的洁净度日及温湿度，使产品能在一个良好之环境空间中生产、制造，此空间我们称之为无尘洁净室。按照国际惯例，无尘净化级别主要是根据每立方米空气中粒子直径大于划分标准的粒子数量来规定。也就是说所谓无尘并非100%没有一点灰尘，而是控制在一个非常微量的单位上。当然这个标准中符合灰尘标准的颗粒相对于我们常见的灰尘已经是小的微乎其微，但是对于光学构造而言，哪怕是一点点的灰尘都会产生非常大的负面影响，所以在光学构造产品的生产上，无尘是必然的要求。

伍.每立方米将小于0.5微米粒径的微尘数量控制在3500个以下，就达到了国际无尘标准的A级。目前应用在芯片级生产加工的无尘标准对于灰尘的要求高于A级，这样的高标主要被应用在一些等级较高芯片生产上。微尘数量被严格控制在每立方米1000个以内，这也就是业内俗称的1K级别。

2.1有关推荐或参考值的应用

洁净室内一定洁净度下气流速度的确定，随洁净室用途等具体情况而异，它不仅受室内发尘量及过滤器效率还受其他因素影响，就工业洁净室而言，影响洁净度及选择气流速度的因素主要是:

(1)室内污染源:建筑物组件、人员数量及操作活动、工艺设备、工艺材料及工艺加工本身等都是尘粒释放源，根据具体情况而异，变化很大;

(2)室内气流流型及分布:单向流要求均匀、平等的流线，但会受到工艺设备布置和位置变动及人员活动情况等的干扰形成局部涡流;而非单向流要求充混合，避免死角及温度分层;

(3)自净时间(恢复时间)的控制要求:洁净室中事故释放或带入污染物或空气气流的中断或正常操作时的间歇性对流气流或人及设备的移动等都会造成洁净度的恶化，恢复到原来洁净度的自净时间决定于气流速度;对自净时间的控制要求取决于此时间框架内(恶化的洁净度下)，对产品生产的质量及成品率影响的承受能力;

(4)末级过滤器的效率:在一定的室内发尘量下，可采用较高效率的过滤器以降低气流速度;为节能应考虑采用较高效率的过滤器，并降低气流速度，或采用较低效率的过滤器并采用较高的气流速度，以求流量与阻力的乘积最小;

(5)经济性考虑:过大的气流速度造成投资及运行费用的增加，合适的气流速度为以上诸因素合理的综合，过大往往不必要，亦不一定有效果;

(6)对洁净度要求低的洁净室，有时换气次数决定于室内排热的要求。

以上因素，皆很难量化，只能分析对比并估计。因此在工程应用中，对洁净室的气流速度往往参照有关规范、导则等的推荐或参考值，再按具体情况估计以上各影响因素进行综合考虑后确定。

气流速度用于单向流洁净室;非单向流洁净室宜用换气次数，因为其气流速度难于测准;亦有用末级过滤满布率来反映的，可用于各种气流流型的洁净室，一般满布率100%相对于流速0.5m/s(100fpm)，25%相对于0.125m/s(25fpm)。当前有关规范、导则等的推荐或参考值见表1。

注:1、ISO14644-4对于气流速度/换气次数是明确作为参考资料的，表中所列仅适用于微电子及IC工厂;对制药厂只列ISO5级气流速度>0.2m/s，对ISO6~8级皆未列出参考值。

2、(M)指混合流，N指非单向流;*指对污染源已采取有效的隔离措施的洁净区。

表1中有关气流速度和换气次数的推荐或参考值，应该说是经验的反映。如ISO/DIS14664-4提出的数值皆明确适用于那类洁净室的;IEST的推荐值亦是被一些权威机构认为仅适用于半导体工厂。由于具体情况变化较大，有的经验值可能已不适合当前的室内尘源控制措施及过滤器效率提高的情况。

2.2对有关推荐或参考值的讨论

近年来不少人通过实验认为这些推荐或参考值过于保守，其论点可归纳为:

(1)洁净室内气流的横向扩散只在甚低的流速下才有可能，单向流在合理的气流组织下，流速0.05~0.1m/s就足够带走污染物，在此流速下亚微米粒子的扩散性能远低于对流性能;而大于0.36m/s的气流速度反而易千百万涡流，引起污染物的再卷入。因此，洁净室的理想自净时间Tr=体积/流率，到一定值后由于污染物的再卷入，再增大气流速度，实际的Tr并不再有明显的减少。

(2)末级过滤器的效率对洁净度的影响是值得起注意的。有的气流速度/换气次数推荐或参考值对末级过滤器效率提高的因素往往没作考虑。当前HEPA/ULPA的效率从99.67%、99.99%、99.999%、99.9995%直至8个9以上都可选择。其效率对气流速度的影响除以上已提及外，以下方面亦值得引起注意，在非单向流情况下，按衡释原理的洁净室内含尘浓度稳定公式可以得出:

(a)室内发尘量较高时，末级过滤器效率的变化对洁净度影响甚微，因此在这种情况下，过高的过滤效率是无必要的。

(b)室内发生尘量较低的情况下，采用低的气流速度下，末级过滤器效率的变速器变化，对洁净度的影响增大。

以上情况可以引用的图1a~1c看出。

作图有关数据:

新风进末过滤器前的含尘浓度1.75×106个/m3

室内发生量:G1=350个/m3.min

G2=3500个/m3.min

G3=35000个/m3.min

G4=350000个/m3.min

新风量对于全空气量的比率0.03

当前有的IC工厂其ISO5级(0.3μm)的洁净室，采用FFU系统,带ULPA(99.9995%,0.12μm)，出口风速为0.38m/s，其满布率为25%，这样室内平均气流速度为0.095m/s，在各有关推荐或参考值的下限下。此洁净室的工艺加工在微环境内洁净室内的人员亦较少，可以认为洁净室内发生较低，这种情况下采用低的气流速度可能是可取的。

据报道，目前IEST对洁净室内气流速度推荐值的下限有所降低，如:

≤ISO5级:气流速度0.2~0.5m/s;

ISO6级或5级(非单向流);换气次数>200次/h;

ISO7级:换气次数20~200次/h;

ISO8级:换气次数2~20次/h;

无尘洁净室传递窗标准操作规范(通用版)

无尘车间专用传递窗标准操作规范明确了操作内容及标准，可以让用户能更好地使用传递窗，保证洁净室的安全不受污染。传递窗是洁净室的一种辅助设备，主要用于洁净区和洁净区之间或洁净区和非洁净区之间的小件物品的传递，以减少洁净室的开门次数，把对洁净区的污染降低到最低程度。

目的：

安全有效地使用传递窗，保证物品的灭菌效果。

适用范围：

本规范适用于各种传递窗、风淋传递窗、层流传递窗、机械互锁传递窗、电子互锁传递窗、洁净传递窗、传递柜、传递箱

职责

1、生产车间有责任遵守此程序，并负责传递窗系统的正常运行保养维护工作。

2、质检部负责洁净室传递窗质量的测试。

3、传递窗发生的所有维修活动，需填写记录归档。

操作方法：

1、每天使用前用浸有消毒液的抹布清洁一次，每次使用后用清洁的干抹布抹干。

2、带有易爆性的物品不能放进传递窗。

3、传递窗两侧的门不可以同时打开。

4、物品或药品在传递窗里面至少要经过30分钟紫外线消毒。

5、物品不能够塞满传递窗，每个物品之间要有一定的距离。

6、使用传递窗传递物品时，必须先用消毒液将待传物品的所有外表面进行彻底的擦拭（擦拭时抹布不可拧太干），开传递窗的外侧门，向传递窗里面喷消毒液，将物品（包括密封有大小鼠的纸箱）或药品放进去，关好门，打开紫外线灯进行消毒。消毒完毕，关好紫外线灯，由屏障环境里面的人，从另外一侧打开，拿出物品或药品来，关好门。

7、物品从SPF区传出，先打开传递窗的内侧门，把需传出的物品放入传递窗里，关好门。外面的人员打开外侧门，取出物品，然后向传递窗里面喷消毒液，关好门。