一文读懂无尘室类型和无尘室技术

一、什么是无尘室?

顾名思义， 无尘室就是洁净的房间。然而，无尘室有其独特的含义，在国际标准化组织(ISO)14644-1标准中定义如下：

一个控制空气中颗粒浓度的房间，其构造和使用方式可以最大限度地减少颗粒进入、产生和滞留在房间内， 并且根据需要控制其他相关参数，如温度、湿度和压力。

定义的前三分之二基本上就是无尘室的本质。它是一个最大限度减少颗粒引入、产生和滞留的房间。这主要通过以下方式实现：

首先,向房间供应经高效过滤器过滤的大量空气。这些空气用于:

1. 稀释和去除房间内人员和机器散发的颗粒和细菌
2. 对房间加压， 确保没有脏空气流入无尘室

其次, 无尘室采用不产生颗粒且易于清洁的材料建造。最后，无尘室人员穿着包裹全身的服装，最大限度地减少他们散发的颗粒和微生物。无尘室还可以控制温度、湿度、声音、照明和振动。不过，这些功能并非无尘室所独有。图1.1 穿着特殊无尘室服的人员在无尘室内无尘室是一种现代现象。虽然无尘室设计和管理的根源可以追溯到100多年前, 源于医院感染控制，但工业制造对清洁环境的需求是现代社会的要求。无尘室之所以需要，是因为人员、生产机械和建筑结构会产生污染。人和机器会产生数百万颗粒, 常规建筑材料也容易破碎。无尘室控制这种散发，提供一个清洁环境中进行制造生产。

二、无尘室的需求

无尘室的用途多种多样，表1.1列出了一些目前在无尘室中生产的产品。

表1.1 一些无尘室应用

从表1.1可以看出，无尘室应用大致可分为两类。表1.1的蓝色部分是那些灰尘颗粒是问题的行业， 即使是亚微米大小的颗粒存在也可能妨碍产品功能或缩短其使用寿命。

图1.2 半导体上的污染颗粒

以半导体制造行业为例，他们生产用于计算机、汽车和其他机器的处理器。图1.2是一个半导体上有一个颗粒的显微照片。这样的颗粒可能导致电路短路并毁坏半导体。为了最大限度地减少污染问题，半导体必须在非常高清洁标准的无尘室中制造。

表1.1的红色部分显示了需要无微生物的制造商，因为微生物在产品(或医院患者)中的生长可能导致人类感染。

以医疗行业为例， 由于需要防止微生物或污垢通过他们的产品注射或输注到患者体内，医院手术室也使用无尘室技术来最大限度地减少伤口感染(图1.3)。

图1.3 手术室中的单向流系统

从表1.1还可以看出，许多行业都是现代才有的，这个列表肯定会在未来继续增加，对无尘室的需求会不断扩大。

三. 无尘室的类型

无尘室已经演变成两种主要类型，它们的区别在于通风方式。这两种类型是湍流通风和层流通风无尘室。湍流通风无尘室也被称为"非单向流无尘室"。层流无尘室则被称为"单向流无尘室"。单向流型无尘室使用的空气比非单向流型多得多，并提供更高的清洁度。

图1.4和图1.5示意性地展示了两种主要类型的无尘室。

图1.4显示了一个湍流通风无尘室，通过天花板上的空气扩散器接收清洁过滤的空气。这些空气与室内空气混合，并通过墙壁底部的空气排出口去除空气中的污染物。

图1.4 湍流通风无尘室

换气次数通常等于或大于每小时20次，这比普通房间(如办公室)要多得多。在这种类型的无尘室中， 人员和机器产生的污染物与供应空气混合并稀释， 然后被去除。

图1.5 层流通风无尘室图

1.5显示了层流通风无尘室的基本原理。高效过滤器安装在整个天花板上(或墙上)并供应空气。这些空气以单向方式以大约0.4 m/s(80 ft/min)的速度扫过房间，并通过地板排出， 从而去除房间内的空气污染物。这个系统比湍流通风无尘室使用更多的空气，但由于定向的空气流动, 它最大限度地减少了污染物在房间内的扩散，并将其通过地板扫出。清洁空气设备，如单向工作台或隔离器，在湍流和层流通风无尘室中都有使用。这些机器可以在需要的地方提供局部增强的过滤空气，例如在产品暴露于污染的区域。

四、 什么是无尘室技术?

如图1.6所示，无尘室技术大致可以分为三个领域，这些技术使用相互平行，因为用户从决定购买无尘室到最终操作它，涉及多个环节。

图1.6 无尘室技术的各个部分及其相互联系

首先，需要设计和建造房间。为此，必须考虑：

1. 应该使用什么设计标准。
2. 可以使用什么设计布局和建筑材料。
3. 如何向无尘室提供服务。

其次，在无尘室安装并投入使用后，需要进行测试，以确保其符合设计要求。在无尘室的使用寿命内，还需对其进行持续监控，确保始终达到标准。最后，为确保产品不被污染，必须正确操作无尘室。这包括人员和材料的进出、服装选择、无尘室内的纪律以及房间的清洁维护。