Чистое помещение, обычно используемое в производстве или научных исследованиях, представляет собой контролируемую среду с низким уровнем загрязнения, таким как пыль, микробы, аэрозольные частицы и пары химических веществ. Точнее, чистое помещение характеризуется контролируемым уровнем загрязнения, определяемым количеством частиц определённого размера на кубический метр. В окружающем воздухе типичной городской среды содержится 35 000 000 частиц диаметром 0,5 микрона и более на кубический метр, что соответствует стандарту чистоты ISO 9, который соответствует самому низкому уровню стандартов чистоты.
Обзор чистой комнаты
Чистые помещения используются практически во всех отраслях, где мелкие частицы могут негативно повлиять на производственный процесс. Они различаются по размеру и сложности и широко используются в таких отраслях, как производство полупроводников, фармацевтика, биотехнологии, медицинское оборудование и науки о жизни, а также в критически важных производственных процессах, распространённых в аэрокосмической, оптической, военной и энергетической промышленности.
Чистое помещение — это любое замкнутое пространство, в котором принимаются меры по снижению уровня загрязнения твердыми частицами и контролю других параметров окружающей среды, таких как температура, влажность и давление. Ключевым компонентом является высокоэффективный фильтр тонкой очистки воздуха (HEPA), который улавливает частицы размером 0,3 микрона и более. Весь воздух, подаваемый в чистое помещение, проходит через HEPA-фильтры, а в некоторых случаях, когда требуются строгие требования к чистоте, используются фильтры тонкой очистки воздуха (ULPA).
Персонал, отобранный для работы в чистых помещениях, проходит обширную подготовку по теории контроля загрязнений. Вход и выход из чистого помещения осуществляется через шлюзы, воздушные души и/или раздевалки. Персонал должен носить специальную одежду, предназначенную для улавливания загрязнений, естественным образом выделяемых кожей и организмом.
В зависимости от классификации или назначения помещения экипировка персонала может быть либо ограниченной, например, лабораторными халатами и сетками для волос, либо полностью одетой в многослойные защитные костюмы с автономными дыхательными аппаратами.
Одежда для чистых помещений используется для предотвращения выделения веществ с тела человека и загрязнения окружающей среды. Сама одежда для чистых помещений не должна выделять частицы или волокна, чтобы предотвратить загрязнение окружающей среды персоналом. Такое загрязнение персонала может привести к снижению производительности продукции в полупроводниковой и фармацевтической промышленности, а также стать причиной перекрестного заражения между медицинским персоналом и пациентами, например, в сфере здравоохранения.
Одежда для чистых помещений включает в себя сапоги, туфли, фартуки, покрытия для бороды, шапочки для волос, комбинезоны, маски для лица, платья/лабораторные халаты, халаты, перчатки и напальчники, сетки для волос, капюшоны, нарукавники и бахилы. Тип используемой одежды для чистых помещений должен соответствовать характеристикам чистого помещения и продукта. Для помещений низкого уровня чистоты может потребоваться только специальная обувь с абсолютно гладкой подошвой, которая не собирает пыль или грязь. Однако подошва обуви не должна создавать опасности скольжения, поскольку безопасность всегда превыше всего. Для входа в чистое помещение обычно требуется костюм для чистого помещения. Для помещений класса чистоты 10 000 можно использовать простые халаты, головные уборы и бахилы. Для помещений класса чистоты 10 требуются тщательные процедуры надевания халата с застегивающимся на молнию комбинезоном, сапогами, перчатками и полным корпусом респиратора.
Принципы циркуляции воздуха в чистых помещениях
В чистых помещениях поддерживается чистота воздуха благодаря использованию HEPA- или ULPA-фильтров, работающих по принципу ламинарного или турбулентного потока воздуха. Системы ламинарного, или однонаправленного, потока воздуха направляют отфильтрованный воздух вниз постоянным потоком. Системы ламинарного потока воздуха обычно используются по всей площади потолка для поддержания постоянного однонаправленного потока. Критерии ламинарного потока обычно устанавливаются для переносных рабочих станций (вытяжных шкафов) и являются обязательными в чистых помещениях, классифицированных по стандартам ISO-1–ISO-4.
Надлежащее проектирование чистого помещения охватывает всю систему воздухораспределения, включая обеспечение адекватного возврата воздуха вниз по потоку. В помещениях с вертикальным потоком воздуха это означает использование низких стеновых возвратов воздуха по периметру зоны. В помещениях с горизонтальным потоком воздуха требуется использование возвратов воздуха на границе процесса вниз по потоку. Использование потолочных возвратов воздуха противоречит надлежащему проектированию системы чистого помещения.
Классификации чистых помещений
Чистые помещения классифицируются по чистоте воздуха. В Федеральном стандарте 209 (от A до D) США количество частиц, равных и более 0,5 мкм, измеряется в одном кубическом футе воздуха, и это количество используется для классификации чистого помещения. Эта метрическая номенклатура также принята в последней версии Стандарта 209E. Федеральный стандарт 209E используется внутри страны. Более новый стандарт — TC 209 от Международной организации по стандартизации. Оба стандарта классифицируют чистое помещение по количеству частиц, обнаруженных в воздухе лаборатории. Стандарты классификации чистых помещений FS 209E и ISO 14644-1 требуют конкретных измерений и расчетов количества частиц для классификации уровня чистоты чистого помещения или чистой зоны. В Великобритании для классификации чистых помещений используется британский стандарт 5295. Этот стандарт скоро будет заменен BS EN ISO 14644-1.
Чистые помещения классифицируются по количеству и размеру частиц, допустимых к содержанию в единице объёма воздуха. Большие числа, такие как «класс 100» или «класс 1000», относятся к стандарту FED_STD-209E и обозначают допустимое количество частиц размером 0,5 мкм или более в кубическом футе воздуха. Стандарт также допускает интерполяцию, поэтому можно использовать, например, обозначение «класс 2000».
«Малые числа» относятся к стандартам ISO 14644-1, которые определяют десятичный логарифм допустимого количества частиц размером 0,1 мкм или более на кубический метр воздуха. Например, в чистом помещении класса 5 по ISO допускается не более 105 = 100 000 частиц на м³.
Как FS 209E, так и ISO 14644-1 предполагают логарифмическую зависимость между размером частиц и их концентрацией. Поэтому нулевой концентрации частиц не существует. Обычный комнатный воздух приблизительно соответствует классу 1 000 000 или ISO 9.
Стандарты чистых помещений ISO 14644-1
| Сорт | Максимальное количество частиц/м3 | Эквивалент FED STD 209EE | |||||
| >=0,1 мкм | >=0,2 мкм | >=0,3 мкм | >=0,5 мкм | >=1 мкм | >=5 мкм | ||
| ИСО 1 | 10 | 2 | |||||
| ИСО 2 | 100 | 24 | 10 | 4 | |||
| ИСО 3 | 1000 | 237 | 102 | 35 | 8 | Класс 1 | |
| ИСО 4 | 10,000 | 2,370 | 1,020 | 352 | 83 | 10 класс | |
| ИСО 5 | 100,000 | 23,700 | 10,200 | 3,520 | 832 | 29 | Класс 100 |
| ИСО 6 | 1,000,000 | 237,000 | 102,000 | 35,200 | 8,320 | 293 | Класс 1000 |
| ИСО 7 | 352,000 | 83,200 | 2,930 | Класс 10,000 | |||
| ИСО 8 | 3,520,000 | 832,000 | 29,300 | Класс 100,000 | |||
| ИСО 9 | 35,200,000 | 8,320,000 | 293,000 | Воздух в помещении | |||
Время публикации: 29 марта 2023 г.