1.潔凈室及其四大技術(shù)要素
根據(jù)生產(chǎn)和科研的要求對室內(nèi)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(jìn)行控制的房間叫潔凈室或潔凈廠房。
潔凈室的四大技術(shù)要素就是:粗效,中效和高效三級過濾,足夠的凈化送風(fēng)量,室內(nèi)正壓的建立和維持,以及終端高效或超高效過濾器的設(shè)置。
2.潔凈室的應(yīng)用和分類
當(dāng)今潔凈室已廣泛地應(yīng)用在電子、航天、機(jī)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(jīng)濟(jì)和科研事業(yè)的飛速發(fā)展,潔凈室的應(yīng)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(diǎn)、創(chuàng)造的潔凈度、應(yīng)用范圍和投資運(yùn)行費(fèi)。
▲ 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(yùn)行費(fèi)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(yùn)行費(fèi)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(fēng)口頂部送風(fēng);回風(fēng)的型式有下部回風(fēng)、側(cè)下部回風(fēng)和頂部回風(fēng)等。依不同送風(fēng)換氣次數(shù),實(shí)現(xiàn)不同的凈化級別,其初投資和運(yùn)行費(fèi)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(diǎn)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(yùn)行費(fèi)。
▲ 舉例給出不同氣流流型的送風(fēng)量、耗冷量、初投資和運(yùn)行耗電的具體指標(biāo)見表一,此指標(biāo)是以電子工業(yè)潔凈廠房為代表,具體數(shù)據(jù)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(fēng)量、冷量投資耗電的指標(biāo)
注:表中的送風(fēng)量、單向流以斷面風(fēng)速表示,非單向流以換氣次數(shù)表示。
表中冷量指標(biāo)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(hù)、冷凍供應(yīng)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(fēng)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(jī)械、化工、化學(xué)制藥……。
② 生物潔凈室:以控制細(xì)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(diào)的差別見表二
表二 潔凈室與一般空調(diào)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(biāo)準(zhǔn)ISO-14644
ISO-14644是國際標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)在美國、歐洲、日本、俄羅斯和我國都采用此標(biāo)準(zhǔn),美國原來應(yīng)用的是美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)FS 209B,現(xiàn)在它們分別被國際標(biāo)準(zhǔn)ISO-14644標(biāo)準(zhǔn)中的5級、6級、7級和8級所替代。
ISO-14644的潔凈度等級標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)應(yīng)至少采樣3次。
② 本標(biāo)準(zhǔn)不適用于表征懸浮粒子的物理、化學(xué)、放射及生命性。
③ 根據(jù)工藝要求可確定1~2粒徑。
④ 根據(jù)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(biāo)潔凈等級標(biāo)準(zhǔn)ISO- 14644與各國潔凈度等級標(biāo)準(zhǔn)的比較見表五。
表五國際標(biāo)準(zhǔn)ISO-14644與各國標(biāo)準(zhǔn)的比較表
注:美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)FS 209E已經(jīng)停止使用
二、潔凈室設(shè)計前的準(zhǔn)備工作和應(yīng)收集的有關(guān)數(shù)據(jù)資料
(一) 收集國家和地方有關(guān)潔凈室設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和政策。如下:
1、潔凈度等級的國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 14644
2、“潔凈廠房設(shè)計規(guī)范”GB 50073-2001
3、“電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計規(guī)范”(修訂中)
4、“制藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計規(guī)范”(修訂中)
5、“醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范”GB 50333-2002
6、“實(shí)驗(yàn)動物環(huán)境及設(shè)施”GB 14925-2001
7、“生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范”GB 50346-2004
8、“潔凈室施工驗(yàn)收規(guī)范”JGJ 71-90
9、“電子工業(yè)潔凈廠房施工及驗(yàn)收規(guī)范”(制訂中)
10、“采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范”GB 50019-2003
11、“通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范”GB 50243-2002
12、“建筑設(shè)計防火規(guī)范”(修訂中)
13、“高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范”GB 50045-2001等。
(二)該項(xiàng)目的“可行性研究報告”以及上級主管部門對報告的批復(fù)意見;該項(xiàng)目的“設(shè)計任務(wù)書”和建設(shè)方對該項(xiàng)目建造的有關(guān)要求、意見和建議。
(三)該項(xiàng)目建廠地區(qū)的氣象資料、水文地質(zhì)資料和周圍大氣污染的環(huán)境狀況。
(四)潔凈室內(nèi)生產(chǎn)工藝對凈化空調(diào)的要求和必須收集的生產(chǎn)工藝的技術(shù)條件和有關(guān)數(shù)據(jù)、資料:
1、潔凈廠房內(nèi)的生產(chǎn)工藝設(shè)備平面布置圖和設(shè)備清單,以及工藝對吊頂高度的要求。
2、工藝對潔凈室內(nèi)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(nèi)生產(chǎn)工藝設(shè)備的產(chǎn)熱量、產(chǎn)濕量、產(chǎn)塵量。各設(shè)備的安裝功率、效率、熱轉(zhuǎn)化系數(shù)和同時使用系數(shù)等。
4、潔凈室內(nèi)生產(chǎn)工藝設(shè)備的局部排風(fēng)量、排放氣體的性質(zhì)、成份、濃度和廢氣排放量以及廢氣治理方法。
5、潔凈室內(nèi)生產(chǎn)運(yùn)行的班次、運(yùn)行規(guī)律、生產(chǎn)的最大班人數(shù)。
(五)潔凈廠房的建筑和結(jié)構(gòu)的情況和有關(guān)的數(shù)據(jù)
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(hù)結(jié)構(gòu)(墻、地、頂、門、窗等)的建筑材料以及其熱工性能。
3、建筑結(jié)構(gòu)狀況、結(jié)構(gòu)的承載能力,尤其是舊建筑的改造項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的安全十分重要。
(六)全廠冷源、熱源、電源的情況及供應(yīng)
1、冷熱源的性質(zhì)、參數(shù)和供應(yīng)量。有無加濕用的蒸汽等。
2、電源的性質(zhì)、參數(shù)和供應(yīng)量。
(七)地方消防、環(huán)保部門對該項(xiàng)目建設(shè)的要求和意見。
(八)其他相關(guān)專業(yè)(給水排水、氣體動力、建筑結(jié)構(gòu)、強(qiáng)電弱電等)的要求和意見。
(九)設(shè)計時所用的設(shè)備、材料、配件的性能、參數(shù)和價格的資料。