Διάταξη και Σχεδιασμός Καθαρών Χώρων σε Διαφορετικές Βιομηχανίες
2025-09-02
Ι. Γενικές αρχές σχεδιασμού
Λειτουργική ζώνη
Τα καθαρά δωμάτια πρέπει να χωρίζονται σε καθαρές ζώνες, ημι-καθαρές ζώνες και βοηθητικές ζώνες.
Οι ροές διαδικασίας πρέπει να ακολουθούν μονοκατευθυντικές αρχές για να αποφεύγεται η διασταυρούμενη μόλυνση μεταξύ προσωπικού και υλικών.
Οι κεντρικοί καθαροί χώροι πρέπει να βρίσκονται στο κέντρο ή στην πλευρά του κτιρίου προς τα εμπρός από τον άνεμο για να ελαχιστοποιούνται οι εξωτερικές παρεμβολές.
Οργάνωση της ροής αέρα
Μονόκατευθυνόμενες καθαρές αίθουσες ροής: Χρησιμοποιήστε κάθετη λαμιναρική ροή ή οριζόντια λαμιναρική ροή με ταχύτητα ροής αέρα 0,3 ̇ 0,5 m/s. Κατάλληλο για σενάρια υψηλής καθαρότητας όπως ημιαγωγοί και βιοφαρμακευτικά προϊόντα.
Καθαρότερα μη μονόδρομων ροών: Διατηρεί καθαρότητα μέσω υψηλής απόδοσης διήθησης και αραίωσης, με ρυθμούς αλλαγής αέρα 15~60 φορές την ώρα. Κατάλληλο για σενάρια μεσαίας έως χαμηλής καθαρότητας όπως τα τρόφιμα και τα καλλυντικά.
Καθαρά δωμάτια μικτής ροής: Συνδυασμός μονοκατευθυνόμενης ροής στις κεντρικές περιοχές με μη μονοκατευθυνόμενη ροή στις περιφερειακές περιοχές για την εξισορρόπηση του κόστους και της αποδοτικότητας.
Ελέγχος διαφορικής πίεσης
Η διαφορά πίεσης μεταξύ καθαρών και μη καθαρών χώρων πρέπει να είναι ≥ 5 Pa και μεταξύ καθαρών χώρων και εξωτερικών χώρων ≥ 10 Pa.
Οι γειτονικές καθαρές περιοχές θα πρέπει να έχουν εύλογη κλίση πίεσης, με ζώνες υψηλότερης πίεσης σε περιοχές υψηλότερης καθαρότητας.
ΙΙ. Απαιτήσεις σχεδιασμού ειδικών κλάδων
(1) Καθαρότερα της βιομηχανίας ημιαγωγών
Τάξη καθαριότητας
Οι βασικές περιοχές επεξεργασίας (π.χ. φωτολιθογραφία, χαρακτική) πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις του προτύπου ISO 14644-1 κλάση 1 ή κλάση 10, με συγκεντρώσεις σωματιδίων ≤ 3,520 σωματίδια/m3 (0,5 μm).
Οι βοηθητικές περιοχές μπορούν να έχουν χαλαρότερα πρότυπα καθαριότητας της κλάσης ISO 7 ή 8.
Έλεγχος θερμοκρασίας και υγρασίας
Θερμοκρασία: 22 ± 1°C, σχετική υγρασία: 40%~60%, διατηρείται με σταθερή θερμοκρασία και υγρασία από συστήματα HVAC.
Αντιστατικό σχέδιο
Διοχετικό έδαφος από επωξικό ή αντιστατικό PVC με αντίσταση ≤1 × 106 Ω.
Το προσωπικό πρέπει να φορά αντιστατικά ρούχα και καλύμματα παπουτσιών· αντίσταση γείωσης του εξοπλισμού ≤1 Ω.
Παράδειγμα διάταξης
Οι βασικές περιοχές διεργασίας βρίσκονται στο κέντρο του κτιρίου, περιτριγυρισμένες από εξοπλισμό και αίθουσες δοκιμών.
Τα υλικά εισέρχονται μέσω των αεροφράκτων, το προσωπικό εισέρχεται μέσω των αεραγωγών.
Τα συστήματα εξάτμισης είναι ανεξάρτητα, με τις εκπομπές να φιλτράρονται μέσω HEPA πριν από την απελευθέρωση.
(2) Βιοφαρμακευτική βιομηχανία
Τάξη καθαριότητας
Οι ασηπτικές περιοχές πλήρωσης πρέπει να ανταποκρίνονται στην κατηγορία Α (κατηγορία ISO 5), με τοπικές συνθήκες της κατηγορίας 100.
Οι κυτταρικές καλλιέργειες και οι περιοχές λειτουργίας βακτηρίων πρέπει να πληρούν την κατηγορία Β (κατηγορία ISO 6).
Οι βοηθητικές περιοχές (π.χ. χώροι αποστείρωσης, αποθήκευση υλικού) πρέπει να πληρούν την κατηγορία C (κατηγορία ISO 7) ή την κατηγορία D (κατηγορία ISO 8).
Απαιτήσεις βιοασφάλειας
Τα πειράματα που περιλαμβάνουν πολύ παθογόνους μικροοργανισμούς πρέπει να διεξάγονται σε εργαστήρια BSL-2 ή BSL-3 με αρνητική πίεση, κλειδωμένες πόρτες και εξοπλισμό ντους έκτακτης ανάγκης.
Τα δωμάτια αποστείρωσης πρέπει να χρησιμοποιούν ανθεκτικά στη φωτιά και στις υψηλές θερμοκρασίες υλικά και να είναι εξοπλισμένα με αποστείρωτες ατμού ή απολύτες υπεροξειδίου του υδρογόνου.
Παράδειγμα διάταξης
Τα δωμάτια καλλιέργειας βακτηρίων και κυττάρων απομονώνονται και διαχωρίζονται φυσικά από τις καθαρές περιοχές πλήρωσης.
Τα υλικά εισέρχονται μέσω των παραθύρων διέλευσης· το προσωπικό εισέρχεται μέσω των αποδυτήρων και των ζωνών ασφαλείας.
Τα συστήματα εξάτμισης είναι εξοπλισμένα με φίλτρα HEPA και μονάδες απορρόφησης ενεργού άνθρακα.
(3) Καθαρότερα της βιομηχανίας τροφίμων
Τάξη καθαριότητας
Οι χώροι συσκευασίας των έτοιμων για κατανάλωση τροφίμων πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις της κατηγορίας 100.000 (κατηγορία ISO 8) με συγκεντρώσεις σωματιδίων ≤3,52 εκατ./m3 (0,5 μm).
Οι χώροι χειρισμού πρώτων υλών και συσκευασίας μη έτοιμων για κατανάλωση τροφίμων πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις της κατηγορίας 300.000 (κατηγορία ISO 9).
Έλεγχος θερμοκρασίας και υγρασίας
Θερμοκρασία: 18~26°C, σχετική υγρασία ≤75% για την αποτροπή της ανάπτυξης μικροβίων από συμπύκνωση.
Παράδειγμα διάταξης
Οι καθαρές περιοχές λειτουργίας (π.χ. εσωτερική συσκευασία) βρίσκονται κατά τον άνεμο· οι ημι-καθαρές περιοχές (π.χ. χειρισμός πρώτων υλών) βρίσκονται κατά τον άνεμο.
Τα υλικά εισέρχονται από τα δωμάτια ασφαλείας, το προσωπικό εισέρχεται από τα αποδυτήρια και τους χώρους απολύμανσης χεριών.
Τα συστήματα εξάτμισης χρησιμοποιούν φίλτρα πρωτογενούς και μεσαίας απόδοσης, με τακτική αντικατάσταση φίλτρων.
(4) Καθαρότερα της βιομηχανίας καλλυντικών
Τάξη καθαριότητας
Οι αίθουσες γαλακτωματοποίησης και γεμίσματος πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις της κατηγορίας 100.000 (κατηγορία ISO 8).
Οι χώροι αποθήκευσης και συσκευασίας πρώτων υλών πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις της κατηγορίας 300.000 (κατηγορία ISO 9).
Επιλογή υλικού
Οι τοίχοι χρησιμοποιούν ανθεκτικό στη μούχλα χρώμα ή χρωματιστές πλάκες από χάλυβα· τα πατώματα χρησιμοποιούν επικάλυψη από εποξείδιο που ισοπεδώνεται με σφραγισμένες ραφές.
Τα φωτιστικά χρησιμοποιούν φώτα καθαρού δωματίου που είναι σφραγισμένα για να αποφεύγεται η συσσώρευση σκόνης.
Παράδειγμα διάταξης
Οι αίθουσες γαλακτωματοποίησης και γέμισης είναι απομονωμένες και εξοπλισμένες με τοπικά καθαρά παγκάκια κλάσης 100.
Τα υλικά εισέρχονται από τα παράθυρα, το προσωπικό εισέρχεται από τα αποδυτήρια και τα ντους.
Τα συστήματα εξάτμισης χρησιμοποιούν προσρόφηση ενεργού άνθρακα για την αφαίρεση πτητικών οργανικών ενώσεων.
IV. Σχεδιασμός ασφάλειας και έκτακτης ανάγκης
Εκκένωση έκτακτης ανάγκης
Κάθε επίπεδο καθαρού δωματίου πρέπει να διαθέτει τουλάχιστον δύο εξόδους έκτακτης ανάγκης· οι πόρτες εκκένωσης πρέπει να είναι ανοιχτές προς την κατεύθυνση διαφυγής.
Οι αεριούχοι ντους πρέπει να διαθέτουν πόρτες παράκαμψης εάν η χωρητικότητα υπερβαίνει τα 5 άτομα.
Εγκαταστάσεις πυρασφάλειας
Οι καθαρές περιοχές χρησιμοποιούν συστήματα καταστολής πυρκαγιάς με αέρια (π.χ. ηπατφθοροπροπάνιο) για την αποφυγή ζημιών από το νερό.
Ο φωτισμός έκτακτης ανάγκης και οι πινακίδες εκκένωσης πρέπει να παρέχουν τουλάχιστον 30 λεπτά εφεδρικής ενέργειας.
Ανταπόκριση σε έκτακτη ανάγκη
Τα εργαστήρια βιοασφάλειας πρέπει να διαθέτουν οδούς εκκένωσης έκτακτης ανάγκης και σταθμούς πλύσης ματιών.
Οι χώροι αποθήκευσης χημικών πρέπει να διαθέτουν δίσκους συγκράτησης διαρροών και απορροφητικά υλικά.
Διάταξη και Σχεδιασμός Καθαρών Χώρων σε Διαφορετικές Βιομηχανίες
2025-09-02
Ι. Γενικές αρχές σχεδιασμού
Λειτουργική ζώνη
Τα καθαρά δωμάτια πρέπει να χωρίζονται σε καθαρές ζώνες, ημι-καθαρές ζώνες και βοηθητικές ζώνες.
Οι ροές διαδικασίας πρέπει να ακολουθούν μονοκατευθυντικές αρχές για να αποφεύγεται η διασταυρούμενη μόλυνση μεταξύ προσωπικού και υλικών.
Οι κεντρικοί καθαροί χώροι πρέπει να βρίσκονται στο κέντρο ή στην πλευρά του κτιρίου προς τα εμπρός από τον άνεμο για να ελαχιστοποιούνται οι εξωτερικές παρεμβολές.
Οργάνωση της ροής αέρα
Μονόκατευθυνόμενες καθαρές αίθουσες ροής: Χρησιμοποιήστε κάθετη λαμιναρική ροή ή οριζόντια λαμιναρική ροή με ταχύτητα ροής αέρα 0,3 ̇ 0,5 m/s. Κατάλληλο για σενάρια υψηλής καθαρότητας όπως ημιαγωγοί και βιοφαρμακευτικά προϊόντα.
Καθαρότερα μη μονόδρομων ροών: Διατηρεί καθαρότητα μέσω υψηλής απόδοσης διήθησης και αραίωσης, με ρυθμούς αλλαγής αέρα 15~60 φορές την ώρα. Κατάλληλο για σενάρια μεσαίας έως χαμηλής καθαρότητας όπως τα τρόφιμα και τα καλλυντικά.
Καθαρά δωμάτια μικτής ροής: Συνδυασμός μονοκατευθυνόμενης ροής στις κεντρικές περιοχές με μη μονοκατευθυνόμενη ροή στις περιφερειακές περιοχές για την εξισορρόπηση του κόστους και της αποδοτικότητας.
Ελέγχος διαφορικής πίεσης
Η διαφορά πίεσης μεταξύ καθαρών και μη καθαρών χώρων πρέπει να είναι ≥ 5 Pa και μεταξύ καθαρών χώρων και εξωτερικών χώρων ≥ 10 Pa.
Οι γειτονικές καθαρές περιοχές θα πρέπει να έχουν εύλογη κλίση πίεσης, με ζώνες υψηλότερης πίεσης σε περιοχές υψηλότερης καθαρότητας.
ΙΙ. Απαιτήσεις σχεδιασμού ειδικών κλάδων
(1) Καθαρότερα της βιομηχανίας ημιαγωγών
Τάξη καθαριότητας
Οι βασικές περιοχές επεξεργασίας (π.χ. φωτολιθογραφία, χαρακτική) πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις του προτύπου ISO 14644-1 κλάση 1 ή κλάση 10, με συγκεντρώσεις σωματιδίων ≤ 3,520 σωματίδια/m3 (0,5 μm).
Οι βοηθητικές περιοχές μπορούν να έχουν χαλαρότερα πρότυπα καθαριότητας της κλάσης ISO 7 ή 8.
Έλεγχος θερμοκρασίας και υγρασίας
Θερμοκρασία: 22 ± 1°C, σχετική υγρασία: 40%~60%, διατηρείται με σταθερή θερμοκρασία και υγρασία από συστήματα HVAC.
Αντιστατικό σχέδιο
Διοχετικό έδαφος από επωξικό ή αντιστατικό PVC με αντίσταση ≤1 × 106 Ω.
Το προσωπικό πρέπει να φορά αντιστατικά ρούχα και καλύμματα παπουτσιών· αντίσταση γείωσης του εξοπλισμού ≤1 Ω.
Παράδειγμα διάταξης
Οι βασικές περιοχές διεργασίας βρίσκονται στο κέντρο του κτιρίου, περιτριγυρισμένες από εξοπλισμό και αίθουσες δοκιμών.
Τα υλικά εισέρχονται μέσω των αεροφράκτων, το προσωπικό εισέρχεται μέσω των αεραγωγών.
Τα συστήματα εξάτμισης είναι ανεξάρτητα, με τις εκπομπές να φιλτράρονται μέσω HEPA πριν από την απελευθέρωση.
(2) Βιοφαρμακευτική βιομηχανία
Τάξη καθαριότητας
Οι ασηπτικές περιοχές πλήρωσης πρέπει να ανταποκρίνονται στην κατηγορία Α (κατηγορία ISO 5), με τοπικές συνθήκες της κατηγορίας 100.
Οι κυτταρικές καλλιέργειες και οι περιοχές λειτουργίας βακτηρίων πρέπει να πληρούν την κατηγορία Β (κατηγορία ISO 6).
Οι βοηθητικές περιοχές (π.χ. χώροι αποστείρωσης, αποθήκευση υλικού) πρέπει να πληρούν την κατηγορία C (κατηγορία ISO 7) ή την κατηγορία D (κατηγορία ISO 8).
Απαιτήσεις βιοασφάλειας
Τα πειράματα που περιλαμβάνουν πολύ παθογόνους μικροοργανισμούς πρέπει να διεξάγονται σε εργαστήρια BSL-2 ή BSL-3 με αρνητική πίεση, κλειδωμένες πόρτες και εξοπλισμό ντους έκτακτης ανάγκης.
Τα δωμάτια αποστείρωσης πρέπει να χρησιμοποιούν ανθεκτικά στη φωτιά και στις υψηλές θερμοκρασίες υλικά και να είναι εξοπλισμένα με αποστείρωτες ατμού ή απολύτες υπεροξειδίου του υδρογόνου.
Παράδειγμα διάταξης
Τα δωμάτια καλλιέργειας βακτηρίων και κυττάρων απομονώνονται και διαχωρίζονται φυσικά από τις καθαρές περιοχές πλήρωσης.
Τα υλικά εισέρχονται μέσω των παραθύρων διέλευσης· το προσωπικό εισέρχεται μέσω των αποδυτήρων και των ζωνών ασφαλείας.
Τα συστήματα εξάτμισης είναι εξοπλισμένα με φίλτρα HEPA και μονάδες απορρόφησης ενεργού άνθρακα.
(3) Καθαρότερα της βιομηχανίας τροφίμων
Τάξη καθαριότητας
Οι χώροι συσκευασίας των έτοιμων για κατανάλωση τροφίμων πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις της κατηγορίας 100.000 (κατηγορία ISO 8) με συγκεντρώσεις σωματιδίων ≤3,52 εκατ./m3 (0,5 μm).
Οι χώροι χειρισμού πρώτων υλών και συσκευασίας μη έτοιμων για κατανάλωση τροφίμων πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις της κατηγορίας 300.000 (κατηγορία ISO 9).
Έλεγχος θερμοκρασίας και υγρασίας
Θερμοκρασία: 18~26°C, σχετική υγρασία ≤75% για την αποτροπή της ανάπτυξης μικροβίων από συμπύκνωση.
Παράδειγμα διάταξης
Οι καθαρές περιοχές λειτουργίας (π.χ. εσωτερική συσκευασία) βρίσκονται κατά τον άνεμο· οι ημι-καθαρές περιοχές (π.χ. χειρισμός πρώτων υλών) βρίσκονται κατά τον άνεμο.
Τα υλικά εισέρχονται από τα δωμάτια ασφαλείας, το προσωπικό εισέρχεται από τα αποδυτήρια και τους χώρους απολύμανσης χεριών.
Τα συστήματα εξάτμισης χρησιμοποιούν φίλτρα πρωτογενούς και μεσαίας απόδοσης, με τακτική αντικατάσταση φίλτρων.
(4) Καθαρότερα της βιομηχανίας καλλυντικών
Τάξη καθαριότητας
Οι αίθουσες γαλακτωματοποίησης και γεμίσματος πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις της κατηγορίας 100.000 (κατηγορία ISO 8).
Οι χώροι αποθήκευσης και συσκευασίας πρώτων υλών πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις της κατηγορίας 300.000 (κατηγορία ISO 9).
Επιλογή υλικού
Οι τοίχοι χρησιμοποιούν ανθεκτικό στη μούχλα χρώμα ή χρωματιστές πλάκες από χάλυβα· τα πατώματα χρησιμοποιούν επικάλυψη από εποξείδιο που ισοπεδώνεται με σφραγισμένες ραφές.
Τα φωτιστικά χρησιμοποιούν φώτα καθαρού δωματίου που είναι σφραγισμένα για να αποφεύγεται η συσσώρευση σκόνης.
Παράδειγμα διάταξης
Οι αίθουσες γαλακτωματοποίησης και γέμισης είναι απομονωμένες και εξοπλισμένες με τοπικά καθαρά παγκάκια κλάσης 100.
Τα υλικά εισέρχονται από τα παράθυρα, το προσωπικό εισέρχεται από τα αποδυτήρια και τα ντους.
Τα συστήματα εξάτμισης χρησιμοποιούν προσρόφηση ενεργού άνθρακα για την αφαίρεση πτητικών οργανικών ενώσεων.
IV. Σχεδιασμός ασφάλειας και έκτακτης ανάγκης
Εκκένωση έκτακτης ανάγκης
Κάθε επίπεδο καθαρού δωματίου πρέπει να διαθέτει τουλάχιστον δύο εξόδους έκτακτης ανάγκης· οι πόρτες εκκένωσης πρέπει να είναι ανοιχτές προς την κατεύθυνση διαφυγής.
Οι αεριούχοι ντους πρέπει να διαθέτουν πόρτες παράκαμψης εάν η χωρητικότητα υπερβαίνει τα 5 άτομα.
Εγκαταστάσεις πυρασφάλειας
Οι καθαρές περιοχές χρησιμοποιούν συστήματα καταστολής πυρκαγιάς με αέρια (π.χ. ηπατφθοροπροπάνιο) για την αποφυγή ζημιών από το νερό.
Ο φωτισμός έκτακτης ανάγκης και οι πινακίδες εκκένωσης πρέπει να παρέχουν τουλάχιστον 30 λεπτά εφεδρικής ενέργειας.
Ανταπόκριση σε έκτακτη ανάγκη
Τα εργαστήρια βιοασφάλειας πρέπει να διαθέτουν οδούς εκκένωσης έκτακτης ανάγκης και σταθμούς πλύσης ματιών.
Οι χώροι αποθήκευσης χημικών πρέπει να διαθέτουν δίσκους συγκράτησης διαρροών και απορροφητικά υλικά.