1.潔凈室及其四大技術要素
根據生產和科研的要求對室內空氣環(huán)境的潔凈度、溫度、相對濕度以及壓力、噪聲、振動、靜電等參數(shù)都進行控制的房間叫潔凈室或潔凈廠房。
潔凈室的四大技術要素就是:粗效,中效和高效三級過濾,足夠的凈化送風量,室內正壓的建立和維持,以及終端高效或超高效過濾器的設置。
2.潔凈室的應用和分類
當今潔凈室已廣泛地應用在電子、航天、機械、化工、制藥、食品、醫(yī)療、生物工程……各行各業(yè)。而且,隨著國民經濟和科研事業(yè)的飛速發(fā)展,潔凈室的應用將越來越廣泛,越來越重要,
潔凈室可按氣流流型和使用用途以及控制的主要對象來分類。
⑴、潔凈室按氣流流型來劃分
① 單向流(層流)潔凈室,其中又分垂直單向流潔凈室和水平單向流潔凈室。
② 非單向流(亂流)潔凈室
③ 混合流潔凈室
④ 矢流(對角流)潔凈室
⑤ 各種氣流的特點、創(chuàng)造的潔凈度、應用范圍和投資運行費。
▲ 單向流氣流的化原理是活塞和擠壓原理,把灰塵從一端向另一端擠壓出去,用潔凈氣流置換污染氣流。包括有垂直單向流和水平單向流。
垂直單向流是氣流以一定的速度(0.25m/s~0.5m/s)從頂棚流向地坪的氣流流型。這種氣流能創(chuàng)造100級、10級、1級或更高潔凈級別。但其初投資很高、運行費很高,工程中盡量將其面積壓縮到最小,用到必須用的部位。
水平單向流是氣流以一定的速度(0.3m/s~0.5m/s)從一面墻流向對面的墻的氣流流型。該氣流可創(chuàng)造100級的凈化級別。其初投資和運行費低于垂直單向流流型。
▲ 非單向流氣流的凈化原理是稀釋原理。一般型式為高效過濾器送風口頂部送風;回風的型式有下部回風、側下部回風和頂部回風等。依不同送風換氣次數(shù),實現(xiàn)不同的凈化級別,其初投資和運行費用也不同。
▲ 混合流氣流是將垂直單向流和非單向流兩種氣流組合在一起構成的氣流流型。這種氣流的特點是將垂直單向流面積壓縮到最小,用大面積非單向流替代大面積單向流以利節(jié)省初投資和運行費。
▲ 舉例給出不同氣流流型的送風量、耗冷量、初投資和運行耗電的具體指標見表一,此指標是以電子工業(yè)潔凈廠房為代表,具體數(shù)據有參考價值,但不能隨便套用。
表一 不同潔凈級別潔凈廠房的送風量、冷量投資耗電的指標
注:表中的送風量、單向流以斷面風速表示,非單向流以換氣次數(shù)表示。
表中冷量指標一般指電子工業(yè)潔凈廠房。
表中的初投資包括潔凈廠房的圍護、冷凍供應系統(tǒng)、空調凈化系統(tǒng),不含土建結構和自動控制的投資。
表中的耗電量系指制冷系統(tǒng)和空調送風系統(tǒng)耗電,不含電加熱和電加濕的耗電量。
⑵、按使用的用途或控制的主要對象劃分
① 工業(yè)用潔凈室:以控制灰塵為主要對象。用于電子、航天、機械、化工、化學制藥……。
② 生物潔凈室:以控制細菌(微生物)為主要對象。用于生物制藥、醫(yī)療、食品、生物工程、動物飼養(yǎng)、生物安全等……。
3.潔凈室與一般空調的差別見表二
表二 潔凈室與一般空調的差別
4.工業(yè)潔凈室與生物潔凈室的差別見表三
表三 工業(yè)潔凈室與生物潔凈室的差別表
5.潔凈度的等級標準ISO-14644
ISO-14644是國際標準,現(xiàn)在美國、歐洲、日本、俄羅斯和我國都采用此標準,美國原來應用的是美國聯(lián)邦標準209A、B、C、D、E,現(xiàn)在美國也不用了。原來我們熟悉的100級、1000級、10000級和100000級都是源自美國聯(lián)邦標準FS 209B,現(xiàn)在它們分別被國際標準ISO-14644標準中的5級、6級、7級和8級所替代。
ISO-14644的潔凈度等級標準列表四如下。
表四潔凈室及潔凈空氣中懸浮粒子的潔凈度等級ISO-14644
注:① 每點應至少采樣3次。
② 本標準不適用于表征懸浮粒子的物理、化學、放射及生命性。
③ 根據工藝要求可確定1~2粒徑。
④ 根據要求粒徑D的粒子最大允許濃度由下式確定(粒徑0.1μm~5μm)
(個/m3)
式中N為潔凈度等級在1~9級中間可以0.1為最小單位遞增量插入。
國標潔凈等級標準ISO- 14644與各國潔凈度等級標準的比較見表五。
表五國際標準ISO-14644與各國標準的比較表
注:美國聯(lián)邦標準FS 209E已經停止使用
二、潔凈室設計前的準備工作和應收集的有關數(shù)據資料
(一) 收集國家和地方有關潔凈室設計的標準、規(guī)范和政策。如下:
1、潔凈度等級的國家標準和國際標準ISO 14644
2、“潔凈廠房設計規(guī)范”GB 50073-2001
3、“電子工業(yè)潔凈廠房設計規(guī)范”(修訂中)
4、“制藥工業(yè)潔凈廠房設計規(guī)范”(修訂中)
5、“醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范”GB 50333-2002
6、“實驗動物環(huán)境及設施”GB 14925-2001
7、“生物安全實驗室建筑技術規(guī)范”GB 50346-2004
8、“潔凈室施工驗收規(guī)范”JGJ 71-90
9、“電子工業(yè)潔凈廠房施工及驗收規(guī)范”(制訂中)
10、“采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范”GB 50019-2003
11、“通風與空調工程施工質量驗收規(guī)范”GB 50243-2002
12、“建筑設計防火規(guī)范”(修訂中)
13、“高層民用建筑設計防火規(guī)范”GB 50045-2001等。
(二)該項目的“可行性研究報告”以及上級主管部門對報告的批復意見;該項目的“設計任務書”和建設方對該項目建造的有關要求、意見和建議。
(三)該項目建廠地區(qū)的氣象資料、水文地質資料和周圍大氣污染的環(huán)境狀況。
(四)潔凈室內生產工藝對凈化空調的要求和必須收集的生產工藝的技術條件和有關數(shù)據、資料:
1、潔凈廠房內的生產工藝設備平面布置圖和設備清單,以及工藝對吊頂高度的要求。
2、工藝對潔凈室內的潔凈度、溫度及精度、相對濕度及精度、正壓、振動、噪聲、照度、靜電、屏蔽等要求,越具體越好。
3、潔凈室內生產工藝設備的產熱量、產濕量、產塵量。各設備的安裝功率、效率、熱轉化系數(shù)和同時使用系數(shù)等。
4、潔凈室內生產工藝設備的局部排風量、排放氣體的性質、成份、濃度和廢氣排放量以及廢氣治理方法。
5、潔凈室內生產運行的班次、運行規(guī)律、生產的最大班人數(shù)。
(五)潔凈廠房的建筑和結構的情況和有關的數(shù)據
1、潔凈室建筑的平面布置圖、立面圖、剖面圖。各房間的分割、面積、名稱、層高。
2、潔凈室圍護結構(墻、地、頂、門、窗等)的建筑材料以及其熱工性能。
3、建筑結構狀況、結構的承載能力,尤其是舊建筑的改造項目結構的安全十分重要。
(六)全廠冷源、熱源、電源的情況及供應
1、冷熱源的性質、參數(shù)和供應量。有無加濕用的蒸汽等。
2、電源的性質、參數(shù)和供應量。
(七)地方消防、環(huán)保部門對該項目建設的要求和意見。
(八)其他相關專業(yè)(給水排水、氣體動力、建筑結構、強電弱電等)的要求和意見。
(九)設計時所用的設備、材料、配件的性能、參數(shù)和價格的資料。