Общие классификации инженерных решений для чистых помещений

Классификация по уровню чистоты является наиболее важным и фундаментальным методом проектирования чистых помещений. Стандарт в основном основан на международном стандарте ISO 14644-1, где основным показателем оценки является концентрация взвешенных частиц ≥0,5 мкм в помещении. В зависимости от разницы в концентрации уровни чистоты делятся на ISO 1–ISO 9, каждый из которых соответствует различным сценариям применения: ISO 1–ISO 5 представляют собой высокие уровни чистоты, часто называемые чистыми помещениями класса 100 или класса 10, с чрезвычайно высокими требованиями к контролю частиц. Они в основном используются в областях со строгими требованиями к чистоте окружающей среды, таких как производство микросхем, высокотехнологичное фармацевтическое асептическое производство и операционные залы больниц третьего уровня; ISO 6–ISO 7 представляют собой средние уровни чистоты, соответствующие чистым помещениям класса 1000 и класса 10000, обеспечивающие баланс между чистотой и стоимостью, и широко используются в таких отраслях, как сборка электронных компонентов, производство медицинских изделий и упаковка пищевых продуктов; Стандарты ISO 8–ISO 9 обозначают обычные уровни чистоты, а именно чистые помещения класса 100 000 и класса 300 000, с относительно мягкими требованиями к чистоте, и в основном используются в обычных цехах пищевой промышленности, производства косметики и упаковки.

Организация воздушного потока является ключевым фактором, определяющим чистоту чистого помещения. Исходя из этого, чистые помещения можно разделить на три типа: с однонаправленным потоком, с неоднонаправленным потоком и со смешанным потоком. В чистых помещениях с однонаправленным потоком, также известных как чистые помещения с ламинарным потоком, используется однонаправленный воздушный поток (вертикальный или горизонтальный) для равномерного покрытия всего внутреннего пространства, эффективно удаляя загрязнения. Уровень чистоты может достигать класса 100 и выше, что делает их подходящими для сценариев с чрезвычайно высокими требованиями к чистоте. В чистых помещениях с неоднонаправленным потоком, также известных как чистые помещения с турбулентным потоком, используется метод смешанного и разбавленного воздушного потока без фиксированного направления воздушного потока. Они относительно недороги и часто используются в чистых помещениях со средним и низким уровнем чистоты, таких как классы 10 000 и 100 000. Чистые помещения со смешанным потоком сочетают в себе преимущества первых двух, используя комбинацию локализованного однонаправленного потока и общего неоднонаправленного потока. Это обеспечивает высокую чистоту в центральной зоне при одновременном контроле общих затрат на проект и в настоящее время является наиболее распространенным типом вентиляции в отрасли.

Классификация по назначению — наиболее практичный способ классификации чистых помещений. В зависимости от потребностей различных отраслей промышленности чистые помещения можно разделить на четыре основные категории: промышленные чистые помещения, биологические чистые помещения, операционные чистые помещения и чистые помещения для пищевой/косметической промышленности. Промышленные чистые помещения в основном используются в таких отраслях, как электроника, полупроводники, прецизионное производство и оптические приборы. Их основное требование — контроль пыли и статического электричества для предотвращения загрязнения прецизионных изделий. Биологические чистые помещения ориентированы на фармацевтику, биологические лаборатории, цеха, соответствующие стандартам GMP, и лаборатории P2/P3, уделяя приоритетное внимание контролю микроорганизмов и бактерий для обеспечения безопасности продукции и экспериментов. Операционные чистые помещения в основном используются в больницах и подразделяются на классы I, II и III в зависимости от сложности хирургических операций, снижая риск хирургической инфекции за счет контроля микроорганизмов и пыли в помещении. Чистые помещения для пищевой/косметической промышленности строятся в соответствии со стандартами QS и GMP, контролируя пыль и микроорганизмы во время производства для обеспечения гигиены и безопасности пищевых продуктов и косметики.

В зависимости от контролируемых объектов чистые помещения можно классифицировать на помещения с контролем частиц в воздухе, помещения с контролем микробиологического загрязнения, антистатические чистые помещения и антивибрационные чистые помещения. Помещения с контролем частиц в основном контролируют пыль и взвешенные частицы в помещении и являются основным типом чистых помещений в таких отраслях, как электроника и оптика. Помещения с контролем микробиологического загрязнения сосредоточены на контроле бактерий, грибков и других микроорганизмов и подходят для областей с чрезвычайно высокими требованиями к гигиене, таких как фармацевтика, производство медицинских изделий и пищевая промышленность. Антистатические чистые помещения в основном используются в таких отраслях, как производство полупроводников, микросхем и прецизионной электроники, контролируя статическое электричество в помещении для предотвращения повреждения чувствительных компонентов. Антивибрационные чистые помещения используются в таких сценариях, как производство прецизионных приборов и работа с фотолитографическим оборудованием, контролируя амплитуду вибрации в помещении для обеспечения точности прецизионных операций.

В области инженерного строительства также широко используется классификация по форме конструкции, в основном делящаяся на три категории: гражданское строительство, модульные помещения и чистые кабины. Чистые помещения гражданского строительства — это традиционный метод строительства, осуществляемый путем заливки и отделки на месте. Они обеспечивают структурную устойчивость и хорошую герметизацию, но имеют длительные циклы строительства и высокую стоимость, что делает их подходящими для больших стационарных чистых помещений. Модульные чистые помещения используют сборные конструкции, компоненты которых изготавливаются и собираются на месте. Они обеспечивают высокую скорость строительства, возможность перемещения и высокую гибкость, что делает их предпочтительным выбором для многих компаний, особенно подходящим для сценариев, требующих частой корректировки планировки. Чистые кабины — это тип простых чистых помещений, используемых в основном для локальной очистки. Они просты по конструкции, недороги и могут быть быстро возведены, подходят для временных нужд в чистых помещениях или для локальной модернизации систем очистки.

В целом, различные классификации чистых помещений не являются независимыми, а скорее объединены на основе реальных требований к применению. Например, цеха GMP в фармацевтической промышленности представляют собой биологические чистые помещения, требующие уровня чистоты приблизительно ISO 5, а также использующие однонаправленный или смешанный поток воздуха. Понимание распространенных классификаций чистых помещений помогает выбрать наиболее подходящее решение, исходя из потребностей отрасли и бюджета, обеспечивая соответствие чистой среды стандартам, а также практичность и экономичность.