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。“100級(jí)”或“1000級(jí)”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(jí)”
　　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(duì)數(shù)。因此，例如，ISO 5級(jí)潔凈室每立方米最多有105=100000個(gè)顆粒。
　　FS 209E和ISO 14644-1均假定顆粒尺寸和顆粒濃度之間的對(duì)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(jí)或ISO 9。
　　在國(guó)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(guó)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(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)需求的增長(zhǎng)，ISO成立了一個(gè)技術(shù)委員會(huì)和幾個(gè)工作組來制定自己的一套標(biāo)準(zhǔn)。
　　FS209E包含六個(gè)等級(jí)，而ISO 14644-1分類系統(tǒng)增加了兩個(gè)更清潔的標(biāo)準(zhǔn)和一個(gè)更臟的標(biāo)準(zhǔn)（見下圖）。FS209E中“最干凈”的潔凈室稱為1級(jí)；“最臟”的潔凈室是10萬(wàn)級(jí)。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(jí)的（見第二張圖表）?！白罡蓛簟钡臐崈羰沂?級(jí)，“最臟”的是9級(jí)。ISO等級(jí)3約等于FS209E等級(jí)1，而ISO等級(jí)8約等于FS209 E等級(jí)100000。
　　根據(jù)法律，聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209E可以被新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)取代。預(yù)計(jì)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(guó)際上取代。
　　空氣中顆粒物清潔度等級(jí)對(duì)比ISO 14644-1法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)209EISO等級(jí)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(jí)（以立方米計(jì)）：等級(jí)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(shí)間變化——從設(shè)備的建造和安裝到其運(yùn)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(yùn)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(shí)， 在“運(yùn)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(cè)試類型和頻率。下表顯示了強(qiáng)制性和可選測(cè)試。
　　證明持續(xù)符合性的測(cè)試計(jì)劃測(cè)試參數(shù)類別最大時(shí)間間隔測(cè)試程序粒子計(jì)數(shù)測(cè)試<= ISO 56 MonthsISO 14644-1 Annex A> ISO 512個(gè)月空氣壓力差所有類別12個(gè)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(cè)試計(jì)劃測(cè)試參數(shù)類別最長(zhǎng)時(shí)間間隔測(cè)試程序安裝的過濾器泄漏所有類別24個(gè)月ISO 146 44-1附錄B6安全殼泄漏所有類別18個(gè)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(gè)月ISO 14644-1附錄B7今天，除了ISO 14644-1和ISO 14644-2，還有八個(gè)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(cè)試ISO 14644-3潔凈室和相關(guān)受控環(huán)境的評(píng)估和測(cè)量方法ISO 14644-4潔凈室設(shè)計(jì)和施工ISO 14644-5潔凈室操作ISO 14644-6術(shù)語(yǔ)，定義和單位ISO 14644-7增強(qiáng)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(píng)估和解釋ISO 14698-3生物污染：測(cè)量惰性表面清潔效率的方法學(xué)ISO文件的美國(guó)來源：
　　潔凈室設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素是控制每小時(shí)換氣次數(shù)（ACH），也稱為換氣率（ACR）。這是指每小時(shí)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(shí)換氣0.5至2次。在潔凈室中，根據(jù)分類和用途，每小時(shí)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(cè)量和控制。還有一些爭(zhēng)議。在ISO 14644-1清潔度標(biāo)準(zhǔn)的附錄中，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織僅針對(duì)微電子設(shè)施的應(yīng)用。（ISO等級(jí)6至8；聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)1000、10000和100000。）附錄中沒有針對(duì)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(shí)驗(yàn)，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?yàn)樽罴袮CR因潔凈室而異，具體取決于內(nèi)部設(shè)備、人員配置和運(yùn)營(yíng)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(duì)清潔度的影響。每種污染等級(jí)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(chǎng)，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(shí)，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(jiān)持每小時(shí)更換多達(dá)720次空氣，以達(dá)到10級(jí)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(píng)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(yùn)行成本潔凈室氣流設(shè)計(jì)》中，根據(jù)FS209E分類推薦了以下范圍：
　　FS潔凈室等級(jí)ISO等效等級(jí)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(píng)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?yàn)樗鼈兓诒犬?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(shí)，產(chǎn)生的ACR通常過高。事實(shí)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(guó)家實(shí)驗(yàn)室（伯克利）進(jìn)行的一項(xiàng)研究證明了這一點(diǎn)。這項(xiàng)研究測(cè)量了幾個(gè)ISO 5級(jí)潔凈室的空氣變化率，得出結(jié)論：“即使是相同潔凈度等級(jí)的潔凈室，空氣變化率也沒有一致的設(shè)計(jì)策略?！?br>　　ACR率具有關(guān)鍵的設(shè)計(jì)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(shí)。PG&E/Berkeley的研究使許多設(shè)計(jì)師減少了風(fēng)扇尺寸。簡(jiǎn)而言之，較低的ACR通常會(huì)帶來更清潔的空氣。
　　這項(xiàng)研究揭示了三個(gè)永恒的原則：
　　較低的換氣率會(huì)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(jí)潔凈室，得出結(jié)論，ACR范圍為每小時(shí)250至700次空氣變化是標(biāo)準(zhǔn)的，但“實(shí)際運(yùn)行ACR在90到625之間?！彼a(bǔ)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(jí)條件下運(yùn)行，ACR較低。最后，研究得出的結(jié)論是，5級(jí)設(shè)施很少要求ACR超過300。
　　研究還發(fā)現(xiàn)，“ACR的最佳實(shí)踐是在推薦ACR范圍的低端設(shè)計(jì)新設(shè)施”，內(nèi)置變速驅(qū)動(dòng)器（VSD），以便在實(shí)際運(yùn)行條件下進(jìn)行氣流調(diào)節(jié)。
　　CEM PE Peter Rumsey在他的報(bào)告“ACRs的審查：降低能源和建筑成本的機(jī)會(huì)”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(shí)驗(yàn)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(xiàng)。設(shè)計(jì)師和運(yùn)營(yíng)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(xiǎn)?！?br>　　倫西接著引用了國(guó)際Sematech（德克薩斯州奧斯汀）所做的研究；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(guó)家實(shí)驗(yàn)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(shí)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(gè)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)和ISO 1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
　　這種覆蓋范圍，特別是在大型潔凈室中，會(huì)導(dǎo)致更高的能耗，從而增加初始建設(shè)和持續(xù)運(yùn)營(yíng)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(gè)清潔度等級(jí)建議的天花板覆蓋率百分比，同樣是一個(gè)范圍：
　　等級(jí)天花板覆蓋率（百分比）ISO 8（等級(jí)100,00）5–15%ISO 7（等級(jí)10000）15–20%ISO 6（等級(jí)1000）25–40%ISO 5（等級(jí)100）35–70%ISO 4（等級(jí)10）50–90%ISO 3（等級(jí)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(gè)因素是風(fēng)扇產(chǎn)生的空氣速度。同樣，更高的氣流速度會(huì)導(dǎo)致“更干凈”的潔凈室。術(shù)語(yǔ)“通風(fēng)效率”是指過濾空氣通過潔凈室的速度以及每小時(shí)換氣次數(shù)（ACH或ACR）。
　　早期的圖表顯示了不同等級(jí)潔凈室的推薦換氣率（ACR）范圍。給出的范圍是因?yàn)榭⒐ず托菹⒃O(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(yùn)行潔凈室位于較低范圍；操作潔凈室更高。
　　綜合所有三個(gè)因素——ACR、天花板覆蓋率和氣流速度，得出下表：
　　ISO 146144-1級(jí)（聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209E）平均氣流速度m/s（ft/min）每小時(shí)空氣變化上限覆蓋率ISO 8（100000級(jí)）0.005–0.041（1–8）5–485–15%ISO 7（10000級(jí)）0.051–0.076（10–15）60–9015–20%ISO 6（1000級(jí)）0.127–0.203（25–40）150–24025–40%ISO 5（100級(jí)）0.203–0.406（40–80）240–48035–70%ISO 4（10級(jí)）0.254–0.457（50–90）300–54050–90%ISO 3（1級(jí)）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(shí)÷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(shí)），達(dá)到100級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，體積1008立方英尺，需要6個(gè)FFU。為了達(dá)到相同的標(biāo)準(zhǔn)，使用高端換氣建議（480/小時(shí)）需要12個(gè)FFU。
　　潔凈室的設(shè)計(jì)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(gè)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(shí)壓差保持恒定，控制系統(tǒng)必須到位。
　　ISO 5（100級(jí)）和清潔設(shè)施依賴單向或?qū)恿鳉饬?。層流氣流是指過濾后的空氣在一個(gè)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(jí)）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(shì)在于它提供了一個(gè)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