洁净室,就是让粉尘粒子可以迅速从空间中排除出去的气流组织空间。
简单的说,就是四大任务:“少产生,少进来,快出去,全出去”。
控制污染源 控制污染输入 保证换气数 保证换气质量
首先我们看一下洁净室等级的划分,主要是以不同粒径的颗粒物的数量为标准的。
粒子的大小,下图可以有一个初步的感觉。
洁净室里关注的粒子范围,量级在-1微米到1微米之间,可以看到,这个范围的颗粒,在空气中,主要是以空气的传播为主要驱动力的。气流的影响就成为了最为核心的因素。
洁净室的四大任务“少进来,少产生,快出去,全出去“。
少进来,由运营管控,高效过滤和洁净风机组来完成。
少产生,由运营管控,污染源管控,建材原料及生产原料管控监管。
快出去和全出去,则是由气流组织完成。
四大任务 | 管控内容 | 职责 |
少进来 | 污染输入 | 运营管控、高效过滤、洁净空调机组 |
少产生 | 污染源 | 运营管控,污染源管控 |
快出去 | 净化强度 | 气流组织 |
全出去 | 净化范围 | 气流组织 |
洁净室中讲“人机物料环“”五大因素。
人机物料在环境中运动,会产生和带进来污染物,但是并不能排除污染物。最终还是通过“环”这一个要素来完成净化过程。
所以,洁净室的管理主要包含两大部分。一个是人机物料的管理,一个是环境,也就是气流组织的管理。
气流组织实施方案,就是一句话,让单向流清理污染物。
这就像是交通运输。一条道路,遇到交叉路口会有冲突。我们得让这个冲突像单向流一样顺畅。
流体力学有一个管道的概念,就是说空气都是沿着管道在流动的,这个管道,不是我们寻常说的管道。而是气流的一个线路。
每一个单向流就是一个气道。一个良好的气流组织,就是在房间内建设一个为污染物准备的单向流气道交通网络。
压力保障了气流结构的稳定性。同时,也引导了气道盲区的气流向排风口(回风口)运动。
洁净室内保障正压,主要的原因有两个:
让洁净室外部的(包括下技术层)污染物不进入到洁净室内
保障洁净室的气流组织的稳定性
气流结构,在排除了乱流和回流等问题之后,气体会规则的从洁净室内排出去,但是由于洁净室是一个动态的环境,人员的走动,机器的运行,开门关门等操作,都会对洁净室的气流组织结构形成影响。
FFU的布置,高架地板的布置,出风口,回风口等的布置,确保不出现乱流、涡流、滞留、回流,扬尘等气流结构,保障气流以单向流的气道组成污染物运动道路网。
合适的正压,保障了气流结构的稳定,在实际生产中产生的各类扰动,可以保障气流组织结构的稳定,不会引起太大的偏离。
洁净室按气流组织来划分,主要分为:
乱流(非单向流)洁净室
单向流洁净室
和辐流洁净室。
本质上,可以按照单向流在其中的比例来划分。
乱流洁净室中单向气道较少,存在多区域的大片的乱流,单向流洁净室中,只有很少的区域有乱流。辐射洁净室,则是以辐射的形式来布置气流结构,盲区内存在部分乱流,总体是一种辐射性单向流占主导的气流结构。
有扩散板的乱流洁净室
辐流洁净室
气流组织实施是一种策划和执行的过程:首先都知己知彼,其次因地制宜,第三施工建设,第四运营管理。
我们必须清楚,每一个等级,每一个洁净要求背后是能源是成本,是庞大的工作量。越高等级,需要越多的投入。而气流组织是无法避免洁净盲区的。
首先是要明确洁净室的生产内容,从洁净室的需求开始,确定洁净要求的范围,不同范围对洁净室的洁净等级要求。
主要确定如下六个因素:
设备的保障等级是多少?
人员操作的空间在什么范围?
污染物,包括人员,设备,物料可能携带的污染物情况,分布的允许区域在什么范围?
建筑环境允许的洁净室空间有多大?空间结构如何?
洁净室周边环境是怎样的?
未来可变因素有哪些?
根据六个因素,明确气流组织模式及相关方案,设计出气流组织结构。主要分为如下五个部分:
洁净室污染点分布
产生和传播的颗粒物属性及气流影响因素
洁净室设备和生产线保障区层次分布
洁净室设备及生产线空间优先级分布
洁净室各房间的等级分布
根据上面五个部分的内容,设计洁净室的工作。
施工建设阶段主要把控严格按图纸施工,把控好材料和安装工艺,洁净室的气密性,可清洁性,防火,防腐,洁净等的施工要求。
一个好的气流组织,不仅仅包含气流组织结构,更重要的是与运营管理紧密结合。所以,洁净室,是一个空气环境与运营管理系统的综合体。
运营管理,是一套非常综合的管理体系。需要非常专业的管理机制定制和人员规范培训才能完成的。