空氣潔凈工程技術(shù)（工業(yè)和生物潔凈室）收藏版

2023-09-15 23:07:44

摘要：

空氣潔凈技術(shù)（又稱潔凈技術(shù)或潔凈室技術(shù)）最初是指以控制室內(nèi)空氣中懸浮顆粒物濃度為目標的相關(guān)技術(shù)，懸浮顆粒物的濃度用單位體積空氣中大于等于某一粒徑顆粒物的允許數(shù)量來表示，通常也稱為空氣的潔凈度，并以此來劃分潔凈度等級或級別。

潔凈室的分類

按潔凈室主要控制對象劃分潔凈室又可劃分為：工業(yè)潔凈室、生物潔凈室。

1.工業(yè)潔凈室主要的控制對象是灰塵粒子（不分有生命的、無生命的）,某些工藝過程還要求控制分子態(tài)污染物AMC。

工業(yè)潔凈室主要應用在電子、航天、航空、機械、化工、化學制藥、能源、納米等工業(yè)中。尤其是電子工業(yè)和光電子工業(yè)更是離不開潔凈室和潔凈技術(shù)。

2.生物潔凈室主要控制對象是有生命的、活的微生物粒子，如病菌、病毒等對人類、動物、環(huán)境有害的粒子。

生物潔凈室廣泛地應用在醫(yī)療（潔凈手術(shù)室、潔凈病房）、生物制藥、實驗動物飼養(yǎng)、生物安全實驗室、衛(wèi)生防疫檢疫的事業(yè)中。生物潔凈室的發(fā)展速度非常快，而且得到了各方的認同和重視。

比較項目	工業(yè)潔凈室	生物潔凈室
研究對象（主要）	灰塵、粒子只有一次污染。	微生物、病菌等活的粒子不斷生長繁殖，會誘發(fā)二次污染（代謝物、糞便）。
控制方法凈化措施	主要是采取過濾方法。粗、中、高三級過濾，粗、中、高、超高四級過濾和化學過濾器等。	主要是采取：鏟除微生物生長的條件，控制微生物的孳生、繁殖和切斷微生物的傳播途徑。過濾和滅菌等。
控制目標	控制有害粒徑粒子濃度。	控制微生物的產(chǎn)生、繁殖和傳播，同時控制其代謝物。
對生產(chǎn)工藝的危害	關(guān)鍵部位只要一顆灰塵就能造成產(chǎn)品的極大危害。	有害的微生物達到一定的濃度以后才能夠成危害。
對潔凈室建筑材料的要求	所有材料（墻、頂、地等）不產(chǎn)塵、不積塵、耐磨擦	所有材料應耐水、耐腐且不能提供微生物孳生繁殖條件。
對人和物進入的控制	人進入要換鞋、更衣、吹淋。物進入要清洗、擦拭。人和物要分流，潔污要分流。	人進入要換鞋、更衣、淋浴、滅菌；物進入要擦拭、清洗、滅菌；空氣送入要過濾、滅菌，人物分流，潔污分流。
檢測	灰塵粒子可用粒子計數(shù)器檢測瞬時粒子濃度并顯示和打印。	微生物檢測不能測瞬時值，須經(jīng)48小時培養(yǎng)才能讀出菌落數(shù)量。

按氣流流型潔凈室的分類：單向流潔凈室、非單向流潔凈室、混合流潔凈室、矢流潔凈室。

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。

單向流氣流的凈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?qū)γ娴膲Φ臍饬髁餍汀Ｔ摎饬骺蓜?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(cè)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(gòu)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。

矢流（對角流）潔凈室：選上側(cè)圓弧型高效過濾器風口送風，對側(cè)下回風口回風的氣流流型。

矢流潔凈室的氣流是以放射型的流線流出，流線之間沒有豎向交叉，可用相對少量的送風獲得較高級別的潔凈度。多用在醫(yī)藥、醫(yī)療和電子等行業(yè)的小潔凈室中。在某些特殊的實驗室中也得到廣泛的應用。

各種氣流流型潔凈室的風量、冷量、初投資和運行費的比較（僅供參考）。

不同潔凈級別潔凈廠房的送風量、冷量投資耗電的指標

氣流流型	潔凈級別（級）		送風量（m/s）（次/h）	耗冷指標（W/m²）	投資指標（元/ m²）	耗電指標（W/m²）
單向流	垂直	10 100	>0.25m/s	1300~1500	10000~13000	1.25~1.35
單向流	水平	100	>0.3m/s	800~1000	5000~6000	0.9~1.0
非單向流	1000		50~60次/h	600~700	2800~3000	0.25~0.33
	10000		25~30次/h	500~600	2000~2200	0.22~0.26
	100000		15~20次/h	350~400	1400~1600	0.13~0.16

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(diào)凈化系統(tǒng)，不含土建結(jié)構(gòu)和自動控制的投資。

表中的耗電量系指制冷系統(tǒng)和空調(diào)送風系統(tǒng)耗電不含電加熱和電加濕的耗電量。

潔凈室的等級標準

潔凈系統(tǒng)控制--要素

潔凈室的四大技術(shù)要素：

1.送風至少經(jīng)過三級過濾（粗效、中效和高效），并且高效過濾器應設置在系統(tǒng)的末端。

2.潔凈室應有足夠的凈化和空調(diào)的送風量。

3.潔凈室應維持必要的壓力梯度（正壓梯度或負壓梯度）。

4.潔凈室應有合理的氣流組織。

潔凈室的系統(tǒng)構(gòu)成：大風量的循環(huán)空氣（考慮局部排氣）和高性能的過濾器；符合需要的控制溫濕度的空調(diào)設備（要考慮內(nèi)部發(fā)熱）；設置控制外部塵埃帶入室內(nèi)的風淋室，傳遞窗等設備。四周不易粘附塵埃，表面光滑，潔凈的房間。

空氣過濾器

潔凈空調(diào)系統(tǒng)和普通空調(diào)系統(tǒng)的主要區(qū)別是，它采用多級過濾技術(shù)﹑保證塵粒不進入系統(tǒng)和潔凈室內(nèi)的特殊措施，以及滿足潔凈室要求的氣流組織等。

空氣過濾器是空氣潔凈系統(tǒng)中最主要的設備。過濾器有三大類：初效過濾器﹑中效過濾器﹑高效過濾器（或亞高效過濾器）。

初效過濾器主要是阻擋粒徑在10微米以上的沉降性塵粒和多種異物。這種過濾器大多采用金屬絲網(wǎng)﹑鐵屑﹑玻璃絲粗孔聚氨酯泡沫和多種人造纖維做濾材。

中央空調(diào)系統(tǒng)

空調(diào)機組典型結(jié)構(gòu)圖：

空調(diào)箱由新風段、初效過濾段、預熱段、新回風混合段、表冷段、送風段、加熱段、加濕段、高中效過濾段組成。

靜壓差控制

潔凈室的正壓要求：為了保持空氣免受鄰室或外界大氣的污染，潔凈必須維持一

個比鄰室和大氣高的空氣壓力，簡稱維持正壓。

靜壓差涉及兩個問題：

（1）需要維持多大的靜壓差；防止室外空氣從門窗縫隙滲透的靜壓差；防止開門時室外空氣侵入的靜壓差。

通常無塵室均需維持正壓以防止外部污染流入,并有利于內(nèi)部微塵的排出。正壓值一般遵循以下兩條設計：

1、不同等級的潔凈室以及潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間的壓差，應不小于5Pa；

2、潔凈廠房室內(nèi)與室外的壓差應不小于10Pa，一般為10~20Pa。(1Pa=1N/m²)

（2）需要多大的送風量（換氣次數(shù)）才能維持住該靜壓差。維持靜壓差采用縫隙法和換氣次數(shù)法進行計算。

換氣次數(shù)法，宜按下列數(shù)據(jù)選用：壓差5Pa時，取1次/h~2次/h；壓差10Pa時，取2次/h~4次/h。

潔凈室的風量

潔凈室的送風量應取下列三項中的最大值：

1 滿足空氣潔凈度等級要求的送風量

2 根據(jù)熱、濕負荷計算確定的送風量。

3 按下面規(guī)范6.1.5 的要求向潔凈室內(nèi)供給的新鮮空氣量。

潔凈室的檢測項目

空氣潔凈度等級測試、風速和風量測試、靜壓差的測試、空氣過濾器安裝后的檢漏、氣流流型的檢測、溫度的檢測、密閉性測試、相對濕度的檢測、噪聲測試、照度測試、超微粒子的測試、宏粒子的測試、微振測試、靜電測試、自凈時間。www.iwuchen.com

空氣潔凈度等級測試

空氣潔凈度等級的測試一般采用粒子計數(shù)器，采樣量應大于1L/min。測試粒徑大于等于0.5μm粒子時，宜采用光散射粒子計數(shù)器；測試粒徑大于等于0.1的粒子時，宜采用大流量激光粒子計數(shù)器（采樣量每分鐘28.3L）；測試粒徑小于0.1μm的超微粒子時，宜采用凝聚核激光粒子計數(shù)器。

潔凈度等級測試前，應先進行風速，風量、靜壓差、過濾器檢漏和圍護結(jié)構(gòu)密閉性檢測。

采樣點確定：

應下式計算最少采樣點：NL = √A ，采樣點應均勻分布于潔凈室（區(qū)）的面積內(nèi)，并位于工作區(qū)高度。每個采樣點的每次采樣量：對于單向流潔凈室，采樣口應對著氣流方向，對于非單向流潔凈室，采樣口宜向上。采樣速度宜接近室內(nèi)氣流速度。

室內(nèi)測試人員必須穿潔服，不得超過3人，應位于測試點下風側(cè)并遠離測試點，并應保持靜止。進行換點操作時動作要輕，應減少人員對室內(nèi)潔凈度的干擾。

風速和風量測試

風速測試儀器可使用熱球式風速計、超聲風速計、葉片式風速計等；風量測試可使用帶流量計的風罩、文丘里流量計、孔板流量計等。

儀器：熱球風速儀，精度0.01m/s±3%,量程0~30m/s，集風罩。

方法：用集風罩住送風口，測出風口平均風速。

單向流設施的截面風速、面風速和風量測試。

對單向流設施的風速測試，應將測試平面垂直于送風氣流，該測試平面距離高效空氣過濾器出風面150～300mm,宜采用300mm。將測試平面分成若干面積相等的柵格，柵格數(shù)量不少于測試截面面積（ｍ2）的平方，測點在每個柵格的中心，全部測點不少于3點。

直接測量過濾器面風速時，測點距離過濾器出風面為150mm。將測試面劃分為面積相等的柵格，每個柵格尺寸為 600mm×600mm或更小，測點在每個柵格的中心。

對單向流設施的風速分布測試，一般選取工作面高度為測試平面，平面上劃分的柵格數(shù)量不少于測試截面面積（m2）的平方，測點在每個柵格的中心。

對非單向流設施的風速、風量的測試。

風口法測試風速、風量。風管法測試風量。風罩法測試風量。

若在高效空氣過濾器或散流器風口的上風側(cè)已安裝有文丘里或孔板流量裝置時，可利用該流量計直接測量風量。

靜壓差的測試

靜壓差的測試可采用電子壓差計、斜管微壓計或機械式壓差計。

在進行靜壓差檢測之前，應確定潔凈室送、排風量均符合設計要求。

靜壓差測試時應關(guān)閉潔凈區(qū)內(nèi)所有的門，從潔凈區(qū)最里面的房間開始向外依次檢測。檢測時應注意使測試管的管口不受氣流影響。

空氣過濾器安裝后的檢漏

高效空氣過濾器安裝后的檢漏方法有光度計法和粒子計數(shù)器法。

光度計法一般用于帶小型空氣處理系統(tǒng)的潔凈室或安裝有氣溶膠注入點的管路系統(tǒng)，可達到規(guī)定的高濃度測試氣溶膠。

由于粒子計數(shù)器法的靈敏性好和污染少，一般都采用粒子計數(shù)器法進行高效空氣過濾器安裝后的檢漏。

檢漏掃描時，采樣口距離被測部位應小于5.0cm，以0.05m/s的速度移動。空氣高效過濾器下風側(cè)測試得到的泄漏濃度換算的透過率，不得大于該過濾器出廠合格透過率的3倍。

DOP（鄰苯二甲酸二辛酯）氣溶膠（d=0.3μm,>3500個/升) 檢查過濾介質(zhì)、密封墊是否有泄漏。

操作方法：

過濾器額定風速下，在過濾器入口處導入每升空氣中含80～100微克的DOP氣溶膠，然后使用一只適當?shù)臏y光儀探頭在過濾器氣流出口處掃描，采樣速度不得低于0.3m³/min。掃描整個過濾表面及框架，探頭位置距濾器表面50～100mm。

產(chǎn)生粒子：0.3μ

上游濃度：>百萬級

高效過濾器應達到的濾除率：99.97％，穿透率：～ 0％，一些企業(yè)采用拆除中效過濾器測試法。

檢漏評價：

下游側(cè)0.3μm和0.5μm粒徑分別＜3×10-4與1×10-4，作合格論。

如某點讀數(shù)的竄透率＞0.01％，說明該點有泄漏，應修補。

累計修理面積＞總面積的5%時，過濾器應報廢。

氣流流型的檢測

氣流流型的檢測包括氣流目測和氣流流向的測試。

氣流目測可采用示蹤線法、發(fā)煙（霧）法和采用圖像處理技術(shù)等方法。

氣流流向的測試一般采用示蹤線法、發(fā)煙（霧）法和三維法測量氣流速度等方法。

溫度的檢測

潔凈室（區(qū)）的溫度測試可分為一般溫度測試和功能溫度測試。

溫度測試可采用玻璃溫度計、電阻溫度檢測裝置、數(shù)字式溫度計等。

溫度測試應在潔凈室（區(qū)）進行調(diào)試，氣流均勻性測試完成，并在凈化空調(diào)系統(tǒng)連續(xù)運行24h以上后進行。

一般溫度測試的測點，每個溫度控制區(qū)或每個房間1個測點，測試點高度宜為工作面高度。測量時間應至少1.0h，并至少6min測量一次，讀數(shù)穩(wěn)定后作好記錄。

功能溫度測試，應將潔凈工作區(qū)劃分為等面積的柵格，每個分格的面積不超過100㎡或與建設方協(xié)商確定，每格測點1個以上，每個房間測點至少2個。

相對濕度的檢測

濕度測試可采用通風干濕球溫度計、數(shù)字式溫濕度計、電容式濕度計、毛發(fā)式濕度儀器。相對濕度測試的測點，測試時間、頻度與溫度測試相同，宜一同測試。

密閉性測試

密閉性測試用于確認有無被污染的空氣從相鄰潔凈室（區(qū)）或非潔凈室（區(qū)）通過吊頂、隔墻等表面或門、窗滲漏入潔凈室（區(qū)）。

一般適用于1級至5級的潔凈室（區(qū)）進行測試。采用光度計法和粒子計數(shù)器法進行測試。

采用粒子計數(shù)器法時，測量被評價的表面的潔凈室（區(qū)）外部的空氣中懸浮粒子濃度，應比潔凈室（區(qū)）內(nèi)的濃度大一個10a(a=4)的倍數(shù)，并至少大于等于3.5×106/m3待測粒徑；若其空氣中懸浮粒子濃度小于該值，應添加氣溶膠提高濃度。

粒子計數(shù)器掃描時，儀器應距離潔凈室（區(qū)）內(nèi)待測試的接縫密封處或嚙合面5～10cm；掃描速度5cm/s。對敞開的門廊處的測試，應在距離潔凈室（區(qū)）內(nèi)敞開的門0.3 ～ 3.0m處檢測空氣中懸浮粒子濃度。

噪聲測試

噪聲測試宜采用倍頻程噪聲分析儀，一般檢測A聲壓級的數(shù)據(jù)。潔凈室（區(qū)）噪聲測試狀態(tài)為空態(tài)或與建設方協(xié)商確定。

噪聲測試點應在工作面高度進行，一般宜為距地面1.2~1.5m。測試點數(shù)量可按每100㎡潔凈室（區(qū)）面積一個點計算，但每個房間至少1點。

照度測試

照度測試宜采用便攜式數(shù)字照度計。

潔凈室（區(qū)）照度的檢測應在室內(nèi)溫度穩(wěn)定和光源光輸出穩(wěn)定的狀態(tài)后進行；對新熒光燈區(qū)應使用100h以上，并在點燃15min后進行測試。

照度測試點應選擇在工作面高度進行，一般宜為0.85m，通道測試高度宜為0.2m；測試點數(shù)量可按每50㎡潔凈室（區(qū)）面積一個點計算，但每個房間不得少于1點。

自凈時間

潔凈室的自凈時間檢測通常只適用于非單向流潔凈室，一般以大氣塵或煙霧發(fā)生器等人工塵源為基準，采用粒子計數(shù)器測試。

潔凈室的自凈性能還可以采用粒子濃度變化率評估，或者直接測量潔凈室的100:1-自凈時間進行評估。

超微粒子的測試

對潔凈室（區(qū)）內(nèi)粒徑小于0.1μm的超微粒子的測試，可在三種占用狀態(tài)中的任一種狀態(tài)下進行測試。

超微粒子的測試，宜采用凝聚核粒子計數(shù)器進行。

宏粒子的測試

對潔凈室（區(qū)）內(nèi)粒徑大于5μm的宏粒子的測，可在三種占用狀態(tài)中的任一種狀態(tài)下進行測試。

宏粒子的測試，宜采用過濾法、粒子計數(shù)器計數(shù)法等進行測量。

微振測試

根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，對潔凈廠房中需要微振控制的精密設備儀器或房間（區(qū)域），進行微振控制設施的建造質(zhì)量進行檢測。一般采用微振測試分析系統(tǒng)進行測試，包括微振動傳感器、專用儀器和計算機分析系統(tǒng)等。

靜電測試

潔凈室（區(qū)）內(nèi)的地面、墻面和工作臺面等的表面導靜電性能的測試，應根據(jù)生產(chǎn)工藝要求確定。宜采用高阻計進行測試。

浮游菌、沉降菌的檢測

根據(jù)生產(chǎn)工藝要求必須控制潔凈室（區(qū)）內(nèi)的微生物污染時，應進行潔凈室（區(qū)）內(nèi)空氣中微生物污染的檢測。微生物污染的檢測可在三種占用狀態(tài)中的任一種狀態(tài)進行。宜采用浮游菌的測試方法和沉降菌的測試方法。

浮游菌的測試方法是通過采樣器采集在空氣中的活微生物粒子，通過專門的培養(yǎng)基，在適宜的生長條件下繁殖到可見的菌落數(shù)。浮游菌的測試方法應符合現(xiàn)行國家標準《潔凈室施工及驗收規(guī)范》GB_50591-2010的要求。

沉降菌的測試方法是通過培養(yǎng)皿收集到的活微生物粒子，通過專用的培養(yǎng)基，在適宜的生長條件下繁殖到可見的菌落數(shù)。沉降菌的測試方法應符合現(xiàn)行國家標準《潔凈室施工及驗收規(guī)范》GB_50591-2010的要求。

沉降菌/浮游菌最少培養(yǎng)皿數(shù)/量

潔凈空調(diào)三大領(lǐng)域

潔凈手術(shù)室結(jié)構(gòu)

防銹鋁板結(jié)構(gòu)大圓角形

防銹鋁板結(jié)構(gòu)大圓角形設計：具人性化、有效消除氣流死角；實現(xiàn)最大空間利用效果，使醫(yī)務人員不會產(chǎn)生抑郁感。

防銹鋁板結(jié)構(gòu)墻身：強度高，防撞防火，堅固耐用，不會生銹。墻板在廠內(nèi)精確加工后運至工地安裝，施工快捷，質(zhì)量保證。

防銹鋁板結(jié)構(gòu)內(nèi)殼：彈性設計，有良好的增容性，方便隨時在內(nèi)部安裝。

固定設備而不會導致泥水、塵土的大量污染。

彩鋼板結(jié)構(gòu)

彩鋼板結(jié)構(gòu)設計：形狀可以綜合鋼結(jié)構(gòu)和防銹鋁板結(jié)構(gòu)，能有效消除氣流死角；實現(xiàn)空間利用效果，經(jīng)濟實用。

鋼彩鋼板結(jié)構(gòu)墻身：質(zhì)地輕、強度較好，防撞防火；

所有配件和墻板都在廠內(nèi)精確加工，運至工地安裝，施工快捷，質(zhì)量保證。

彩鋼板結(jié)構(gòu)內(nèi)殼：彈性設計，有良好的增容性，方便隨時在內(nèi)部安裝固定設備而不會導致泥水、塵土的大量污染。

潔凈手術(shù)室墻面裝飾材料

潔凈手術(shù)室基本裝備組成

手術(shù)室內(nèi)、藥品柜、器械柜、麻醉柜、書寫臺、Ｘ光觀片燈、多功能控制面板、醫(yī)用氣體系統(tǒng)、其他裝備、氣密封自動門、洗手池、無影燈、吊塔。

凈化空調(diào)系統(tǒng)

先進的空氣處理系統(tǒng)，創(chuàng)造可靠的潔凈效果：

配套設備先進，性能良好；符合潔凈技術(shù)要求；高效潔凈，恒溫恒濕；調(diào)控靈活，節(jié)約能源。

凈化室的各種區(qū)域

凈化手術(shù)部、凈化層流病房、ICU---EICU(急診)、PICU（兒科重癥）、CICU（心臟監(jiān)護室）、NICU（新生兒監(jiān)護室）、SICU（外科重癥）、CCU（心內(nèi)科監(jiān)護室）、中心供應室、靜脈配置中心、解剖室、IVF(體外受精-胚胎移植)、病理科、檢驗科、制劑室。