潔凈室根據(jù)每體積空氣允許的顆粒數(shù)量和大小進(jìn)行分類?！?00級”或“1000級”等大數(shù)字指的是FED_STD-209E，表示每立方英尺空氣中允許的0.5 mm或更大尺寸的顆粒數(shù)量。該標(biāo)準(zhǔn)還允許插值，因此可以描述例如“2000級”
　　小數(shù)字指的是ISO 14644-1標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了每立方米空氣允許的0.1μm或更大顆粒數(shù)量的十進(jìn)制對數(shù)。因此，例如，ISO 5級潔凈室每立方米最多有105=100000個顆粒。
　　FS 209E和ISO 14644-1均假定顆粒尺寸和顆粒濃度之間的對數(shù)關(guān)系。因此，不存在零粒子濃度。普通室內(nèi)空氣約為1000000級或ISO 9。
　　在國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）采用全球潔凈室分類和標(biāo)準(zhǔn)之前，美國總務(wù)管理局的標(biāo)準(zhǔn)（稱為FS209E）幾乎在全球范圍內(nèi)適用。然而，隨著對國際標(biāo)準(zhǔn)需求的增長，ISO成立了一個技術(shù)委員會和幾個工作組來制定自己的一套標(biāo)準(zhǔn)。
　　FS209E包含六個等級，而ISO 14644-1分類系統(tǒng)增加了兩個更清潔的標(biāo)準(zhǔn)和一個更臟的標(biāo)準(zhǔn)（見下圖）。FS209E中“最干凈”的潔凈室稱為1級；“最臟”的潔凈室是10萬級。ISO潔凈室分類是根據(jù)每立方米存在的特定尺寸的顆粒量進(jìn)行分級的（見第二張圖表）?！白罡蓛簟钡臐崈羰沂?級，“最臟”的是9級。ISO等級3約等于FS209E等級1，而ISO等級8約等于FS209 E等級100000。
　　根據(jù)法律，聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209E可以被新的國際標(biāo)準(zhǔn)取代。預(yù)計在未來五年內(nèi)，209E將用于某些行業(yè)，但最終將由ISO 14644-1在國際上取代。
　　空氣中顆粒物清潔度等級對比ISO 14644-1法國標(biāo)準(zhǔn)209EISO等級英制公制ISO 1ISO 2ISO 31M1.5ISO 410M2.5ISO 5100M3.5ISO 61000M4.5ISO 710000M5.5ISO 810000M6.5ISO 9空氣中顆粒清潔度等級（以立方米計）：等級每立方米的顆粒數(shù)尺寸0.1微米0.2微米0.3微米0.5微米5微米SO 1102ISO 210024104ISO31000237102358ISO 4100002370102035283ISO 51000002370010200352083229ISO 61000000237000102000352008320293ISO 7352000832002930 ISO 8352000083200029300ISO 9352000008320000293000在潔凈室中，顆粒物濃度隨時間變化——從設(shè)備的建造和安裝到其運行狀態(tài)。ISO規(guī)定了三種潔凈室分類標(biāo)準(zhǔn)：竣工、靜止和運行。隨著儀器和設(shè)備的引入和顆粒物的增加，“竣工”潔凈室變成了“靜止”潔凈室。當(dāng)人被添加到矩陣時， 在“運行”潔凈室中，顆粒物水平進(jìn)一步上升。
　　ISO 14644-2描述了符合某些標(biāo)準(zhǔn)所需的測試類型和頻率。下表顯示了強制性和可選測試。
　　證明持續(xù)符合性的測試計劃測試參數(shù)類別最大時間間隔測試程序粒子計數(shù)測試<= ISO 56 MonthsISO 14644-1 Annex A> ISO 512個月空氣壓力差所有類別12個月ISO 14644-1附錄B5氣流所有類別12月ISO 14644-1附錄B4附加可選測試計劃測試參數(shù)類別最長時間間隔測試程序安裝的過濾器泄漏所有類別24個月ISO 146 44-1附錄B6安全殼泄漏所有類別18個月ISO 14.6401附錄B4恢復(fù)所有類別24月ISO 14644-1附錄B13氣流可視化所有類別24個月ISO 14644-1附錄B7今天，除了ISO 14644-1和ISO 14644-2，還有八個其他潔凈室標(biāo)準(zhǔn)文件正在編制中。許多都處于最終投票階段，可以合法用于交易（見圖表）。
　　ISO文件標(biāo)題ISO 14644-1空氣潔凈度分類ISO 14644-2潔凈室符合性測試ISO 14644-3潔凈室和相關(guān)受控環(huán)境的評估和測量方法ISO 14644-4潔凈室設(shè)計和施工ISO 14644-5潔凈室操作ISO 14644-6術(shù)語，定義和單位ISO 14644-7增強型清潔設(shè)備ISO 14664-8分子污染ISO 14698-1生物污染：控制一般原則ISO 14698-2生物污染：數(shù)據(jù)評估和解釋ISO 14698-3生物污染：測量惰性表面清潔效率的方法學(xué)ISO文件的美國來源：
　　潔凈室設(shè)計中的一個關(guān)鍵因素是控制每小時換氣次數(shù)（ACH），也稱為換氣率（ACR）。這是指每小時過濾的外部空氣替換建筑物或室內(nèi)現(xiàn)有體積的次數(shù)。在普通家庭中，空調(diào)每小時換氣0.5至2次。在潔凈室中，根據(jù)分類和用途，每小時換氣次數(shù)從10次到600多次不等。
　　ACR是確定ISO和聯(lián)邦清潔度標(biāo)準(zhǔn)的主要變量。為了達(dá)到最佳標(biāo)準(zhǔn)，ACR必須嚴(yán)格測量和控制。還有一些爭議。在ISO 14644-1清潔度標(biāo)準(zhǔn)的附錄中，國際標(biāo)準(zhǔn)組織僅針對微電子設(shè)施的應(yīng)用。（ISO等級6至8；聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)1000、10000和100000。）附錄中沒有針對制藥、醫(yī)療保健或生物技術(shù)應(yīng)用的ACR標(biāo)準(zhǔn)，這可能需要更高的ACR法規(guī)。
　　根據(jù)目前的研究、案例研究和實驗，使用ACR范圍（而不是一套標(biāo)準(zhǔn)）是清潔度分類的更好指南。這是正確的，因為最佳ACR因潔凈室而異，具體取決于內(nèi)部設(shè)備、人員配置和運營目的等因素。一切都取決于試圖進(jìn)入設(shè)施的外部污染物水平與內(nèi)部產(chǎn)生的污染物水平。
　　這些范圍的廣度反映了人員和流程對清潔度的影響。每種污染等級的低端數(shù)字通常表示竣工或靜止設(shè)施的空氣速度和空氣變化要求，在這些設(shè)施中沒有人員在場，也沒有正在進(jìn)行的污染過程。當(dāng)有人和過程產(chǎn)生污染物時，需要進(jìn)行更多的空氣更換以保持最佳清潔度標(biāo)準(zhǔn)。例如，一些制造商堅持每小時更換多達(dá)720次空氣，以達(dá)到10級標(biāo)準(zhǔn)。
　　確定特定應(yīng)用的適當(dāng)換氣次數(shù)需要仔細(xì)評估人員數(shù)量、著裝協(xié)議的有效性、進(jìn)入頻率和工藝設(shè)備的清潔度等因素。
　　Rajan Jaisinghani在2003年ESTECH上發(fā)表的論文《節(jié)能低運行成本潔凈室氣流設(shè)計》中，根據(jù)FS209E分類推薦了以下范圍：
　　FS潔凈室等級ISO等效等級空氣變化率1ISO 3360-54010ISO 4300-5440100ISO 5240-4801000ISO 6150-24010000ISO 760-901100ISO 85-48Jaisinghani的建議與ACR的其他最新研究一致，后者批評一些現(xiàn)有的空氣變化率標(biāo)準(zhǔn)（20世紀(jì)90年代制定）是不科學(xué)的，因為它們基于比當(dāng)今模型差的風(fēng)扇和過濾器。因此，當(dāng)應(yīng)用這些舊標(biāo)準(zhǔn)時，產(chǎn)生的ACR通常過高。事實上，一些研究發(fā)現(xiàn)，減少ACR（及其伴隨的空氣湍流）可以導(dǎo)致更清潔的大氣。
　　太平洋天然氣與電力公司（舊金山）和勞倫斯伯克利國家實驗室（伯克利）進(jìn)行的一項研究證明了這一點。這項研究測量了幾個ISO 5級潔凈室的空氣變化率，得出結(jié)論：“即使是相同潔凈度等級的潔凈室，空氣變化率也沒有一致的設(shè)計策略?！?br>　　ACR率具有關(guān)鍵的設(shè)計影響，特別是考慮到所需的清潔度、風(fēng)扇尺寸和較低的能源成本時。PG&E/Berkeley的研究使許多設(shè)計師減少了風(fēng)扇尺寸。簡而言之，較低的ACR通常會帶來更清潔的空氣。
　　這項研究揭示了三個永恒的原則：
　　較低的換氣率會導(dǎo)致較小的風(fēng)扇，從而降低初始投資和施工成本。風(fēng)扇功率與換氣率或氣流的立方成正比。空氣變化率降低30%可使功率降低約66%。通過減少湍流，降低氣流可提高清潔度。該研究集中于5級潔凈室，得出結(jié)論，ACR范圍為每小時250至700次空氣變化是標(biāo)準(zhǔn)的，但“實際運行ACR在90到625之間?！彼a充說，所有這些優(yōu)化的潔凈室都經(jīng)過了認(rèn)證，并在ISO 5級條件下運行，ACR較低。最后，研究得出的結(jié)論是，5級設(shè)施很少要求ACR超過300。
　　研究還發(fā)現(xiàn)，“ACR的最佳實踐是在推薦ACR范圍的低端設(shè)計新設(shè)施”，內(nèi)置變速驅(qū)動器（VSD），以便在實際運行條件下進(jìn)行氣流調(diào)節(jié)。
　　CEM PE Peter Rumsey在他的報告“ACRs的審查：降低能源和建筑成本的機會”中，基本上同意伯克利PG&E委托進(jìn)行的研究。Rumsey發(fā)出警告，隨后引用伯克利實驗室的研究結(jié)果將其置之度外：“空氣清潔度是任何潔凈室的關(guān)鍵組成部分，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了節(jié)能優(yōu)先事項。設(shè)計師和運營商需要其他嘗試過類似策略的人提供證據(jù)，以解決降低空氣變化率的風(fēng)險?！?br>　　倫西接著引用了國際Sematech（德克薩斯州奧斯?。┧龅难芯?；麻省理工學(xué)院（馬薩諸塞州劍橋）；英特爾（加利福尼亞州圣克拉拉）；和桑迪亞國家實驗室（新墨西哥州阿爾伯克基），這與伯克利的研究相呼應(yīng)。
　　總之，當(dāng)前關(guān)于空氣變化率的研究和思考表明，一些現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)過高，可以降低，同時仍然符合ACR的所有標(biāo)準(zhǔn)。
　　要達(dá)到最佳換氣率，需要適當(dāng)?shù)牡跎雀采w范圍。最干凈的模塊化潔凈室在每個2’x 4’（610 mm x 1219 mm）的天花板隔間中安裝了過濾器/風(fēng)扇單元（FFU）。這種接近100%的覆蓋率提供了過濾空氣的層流，以快速去除房間中的污染物，從而滿足FS209E 10級標(biāo)準(zhǔn)和ISO 1級標(biāo)準(zhǔn)。
　　這種覆蓋范圍，特別是在大型潔凈室中，會導(dǎo)致更高的能耗，從而增加初始建設(shè)和持續(xù)運營的成本。在大多數(shù)情況下，較小的天花板覆蓋率可產(chǎn)生足夠的清潔度。
　　該表說明了每個清潔度等級建議的天花板覆蓋率百分比，同樣是一個范圍：
　　等級天花板覆蓋率（百分比）ISO 8（等級100,00）5–15%ISO 7（等級10000）15–20%ISO 6（等級1000）25–40%ISO 5（等級100）35–70%ISO 4（等級10）50–90%ISO 3（等級1）60–100%ISO 1–280–100%除ACR和天花板覆蓋率外，保持清潔的第三個因素是風(fēng)扇產(chǎn)生的空氣速度。同樣，更高的氣流速度會導(dǎo)致“更干凈”的潔凈室。術(shù)語“通風(fēng)效率”是指過濾空氣通過潔凈室的速度以及每小時換氣次數(shù)（ACH或ACR）。
　　早期的圖表顯示了不同等級潔凈室的推薦換氣率（ACR）范圍。給出的范圍是因為竣工和休息設(shè)施所需的ACR小于操作潔凈室，在那里人員和設(shè)備都積極參與。非運行潔凈室位于較低范圍；操作潔凈室更高。
　　綜合所有三個因素——ACR、天花板覆蓋率和氣流速度，得出下表：
　　ISO 146144-1級（聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209E）平均氣流速度m/s（ft/min）每小時空氣變化上限覆蓋率ISO 8（100000級）0.005–0.041（1–8）5–485–15%ISO 7（10000級）0.051–0.076（10–15）60–9015–20%ISO 6（1000級）0.127–0.203（25–40）150–24025–40%ISO 5（100級）0.203–0.406（40–80）240–48035–70%ISO 4（10級）0.254–0.457（50–90）300–54050–90%ISO 3（1級）0.305–0.457，工藝設(shè)備的訪問頻率和清潔度。一旦確定了所需的換氣次數(shù)，可使用以下公式確定所需的FFU數(shù)量：
　　FFU數(shù)量=（換氣次數(shù)/小時÷60）x（房間立方英尺÷650*）
　　*加載FFU的CFM輸出
　　在12′x 12′x 7′（3302 mm x 3302 mm×2134 mm）潔凈室內(nèi)使用低端換氣建議（240/小時），達(dá)到100級標(biāo)準(zhǔn)，體積1008立方英尺，需要6個FFU。為了達(dá)到相同的標(biāo)準(zhǔn)，使用高端換氣建議（480/小時）需要12個FFU。
　　潔凈室的設(shè)計旨在保持正壓，防止“不潔”（污染）空氣流入室內(nèi)，并防止較清潔的空氣流入潔凈區(qū)域。其目的是確保過濾后的空氣始終從最干凈的空間流向不太干凈的空間。例如，在多室潔凈室中，最潔凈的房間保持在最高壓力。設(shè)置壓力水平，以使最清潔的空氣流入清潔空氣較少的空間。因此，可能需要保持多個壓力水平。
　　建議空間之間的氣壓差為0.03至0.05英寸水柱。為了確保門打開或發(fā)生其他事件時壓差保持恒定，控制系統(tǒng)必須到位。
　　ISO 5（100級）和清潔設(shè)施依賴單向或?qū)恿鳉饬鳌恿鳉饬魇侵高^濾后的空氣在一個方向上（以固定速度）以平行氣流（通常為垂直氣流）均勻供應(yīng)。空氣通常從墻壁底部再循環(huán)回到過濾系統(tǒng)。
　　ISO 6（1000級）及以上潔凈室通常采用非單向或湍流氣流。這意味著空氣的方向和速度不受調(diào)節(jié)。層流氣流比湍流氣流的優(yōu)勢在于它提供了一個均勻的環(huán)境，并防止了污染物聚集的氣穴。

發(fā)布者：愛寫作的可可