沈阳洁净室施工

某5级洁净室的改造设计
1 前言
某精密光学工程研究中心已建成的5级洁净室平面——区划如图1 所示，分内、外二间，分别由其上部硬吊顶内设置的二台组装式空调系统JK-1及JK-2保证其洁净度、空气温度和相对湿度等。空气处理过程为新风与回风混合、初效过滤、降温去湿（或加热）、加压、中效过滤处理后通过管道送入洁净室上部软吊顶静压箱再通过满布高效过滤器和稳压孔板进入洁净室，回风由二侧回风夹道下部的百叶回风口经回风管道回至空调器混合段。空调冷源为集中设置的风冷模块式冷（热）水机组（每个模块制冷量为110KW 共6个模块，合计为660KW）供空调用冷水或热水。
2 存在问题及要求
根据实验工艺要求去掉二个5级洁净间的隔断，并在其中一间隔出一个清洗间，其余部分为涂膜间。要求空气洁净度为5级，室内温度为20土2度，相对湿度小于40%。另外，清洗间使用甲苯、正丁醇等**溶剂；清洗间间歇使用，使用时间很少，涂膜间为正常工作。该5级洁净室建成后基本上未使用，存在的主要问题其一是：空调系统保证不了相对湿度小于40%要求。通过了解得知该中心集中冷源供冷水温度一般为9度左右。其二是：该5级洁净室设计施工安装也不尽合理，满布有隔板高效过滤器机械压紧式安装，过滤器与过滤器之间间隔宽度为130mm；特别是高效过滤器出风面的四周宽度约500-600mm设照明灯带。因此，高效过滤器的满布率远小于65%，盲区所形成的涡流区范围大，实现不了全室性的! 级洁净度的要求，尤其周边区的照明灯带盲区限制了工艺设备的布置与使用。
3 改造设计的思路原则
上面提到该中心的冷源供水温度一般为9度左右，显而易见，不用说9度的冷水，既使是7度的冷水也无法实现相对湿度<40%的要求。根据该冷冻站所供的洁净空调面积及工艺情况，经粗略核算冷量是足够的，至于供水温度高，可能是由于系统配套的冷冻水循环水泵的流量（200t/h）过大，扬程（50m）过高所致。因此，改造设计应在利用现有冷源及空调系统的基础上寻求解决问题的方案，以求得满足工艺要求又节约投资之目的。
4 工程改造设计说明
4.1 洁净室部分
根据工艺区划去掉内、外间的隔断，将风淋室外移，增加人身净化房间，在内间左上角隔出2.5*1.6的清洗间。重新采用液槽密封方式安装满布无隔板高效过滤器，液槽宽度为50mm，去掉四周照明灯带，将泪珠式净化灯设在液槽下面，从而提高了高效过滤器的满布率，大大缩小了涡流区的范围，实现了真正的全室性5级洁净度，为工艺设备的布置和使用提供了灵活性。增加了二侧回风夹道上的回风口面积使气流组织更加合理，如图2所示。
4.2 净化空调系统部分
实验室内工艺设备的发热量不大，除3-4个操作人员的产湿量外无其它产湿量。由于洁净室是在土建围护结构内用夹芯彩钢板制做而成，因此，通过围护结构从外部进入室内的热湿负荷很小。
经现场实测，现有二个系统的二台组装式空调器的处理风量分别约为22000m3/h和13500m3/h，合计为35500m3/h。按照规范规定5级洁净室断面风速不小于0.2m/s，则涂膜间的风量为36840m3/h，清洗间风量为3630m3/h，合计为40014m3/h。从风量来看现有空调器的风量还不足以保证$级洁净室的风量，尚差4514m3/h。考虑到清洗间间歇使用，而且次数很少，加之面积也很小，因此，考虑将二个系统的风量全部供给涂膜间。这样涂膜间尚差36840-35500=1340m3/h，这部分风量采取设再循环机组S-2保证。清洗间的风量由设在清洗间的S-1机组从涂膜间回风夹道吸入涂膜间的回风送入清洗间的高效过滤器静压箱，再经过高效过滤器进入清洗间，而后由排风系统P-1排至室外。如此不仅充分利用了低湿度的空气节约能量，而且，运行温湿度的控制都可简化。
4.3 关于湿度的控制问题
上面提到清洗间要求直流式全新风。因此，净化空调系统的新风量也就是清洗间的送风量3630m3/h，约占总风量的10%。因为，室内除几个操作人员的产湿量外没有其它产湿量，所以如果能将新风的含湿量除掉，就可以保证室内的低湿度。根据目前国产设备及该中心现有条件综合考虑，确定采用冷冻加转轮除湿相结合的方案来实现低湿度的要求。由（i-d）图（图3）分析可知。
采用现有冷冻站供给的9度冷水处理占总风量10%的新风量，达到设计要求是不可能的。只有利用转轮除湿与冷冻除湿相结合的方法，才可能。结合本工程的具体情况，也就是先用9度的冷水做为新风的予冷却，将新风从（1）状态点降温去湿至（2）状态点（t=20度，湿度=95%），将（2）状态空气通过转轮除湿至（3）状态点。（3）状态点与室内状态点按3630/35500的比例混合至（4）状态点。（4）状态的空气经组装式空调器的表冷器（已有设备）冷却至送风状态点（S）则：
从上述过程可见，利用了现有的9度冷冻水予冷却去湿。同时，又利用了现有的组装式空调器，实现了实验工艺所要求的5级和低湿度的环境要求。
由转轮除湿空调器处理的室外空气分为二路进入JK-1及JK-2二个系统，进一步处理后送入5 级洁净室静压箱再经高效过滤器后进入洁净室。如图4所示。
冬季室外空气通过旁通管道直接进入JK-1 及JK-2与回风混合后经加热器加热至送风状态向室内送风。
5 控制设计说明
5.1 工况转换控制
根据该实验室的使用，将其划分为三种工况。
（1）清洗间与涂膜间同时工作，这时系统的设备全部投入运行，新风量或排风量大。
（2）涂膜间正常工作，清洗间处于浸泡工序，这时清洗间的空气参数没有要求，但需保持负压，这时，S-1机组停止运行，排风系统P-1的排风量由大变到维持房间负压的风量，新风系统的处理风量也由大减至总风量5%。
（3）清洗间停止工作，仅涂膜间正常工作，这时系统中的S-1及P-1 系统停止工作。新风量减小至总风量的S&，转轮除湿机的负荷也相应减小。
上述三种工况是通风管上的电动阀门交替动作实现。
5.2 系统自动控制
采用PLC编程控制，将温度湿度测头置于新风段做为季节工况转换判断。当室外空气的含湿量在d1-d2之间时，则由新风系统空调器予冷却器除湿降温。若室外空气合湿量 温湿度测头置于新风表冷器之后，通过调节新风空调器水系统上的电动三通水阀保证机器露点恒定。
温湿度测头置于室内，根据室内温度变化，调节送风系统JK-1，JK-2空调器干冷却器冷水管路上的电动三通阀改变水流量，保持室内温度，另外，根据室内相对湿度的变化控制氯化锂转轮除湿机电动旁通阀门或再生电加热器的加热量，调节除湿机的除湿量，从而保证室内相对湿度
在允许范围内。净化空调原理如图4所示。
河南晶立方净化工程有限公司 主要从事净化工程咨询、净化工程设计施工(手术室净化、层流手术室、净化手术室、十万级净化车间、无菌实验室以实验台)及配套净化装饰工程的专业公司，专为医药、医院、生物制药GMP净化、精密电子、食品、化学、生物、研究院所及其它高科技尖端行业等领域净化设计施工、测试、维护，并且提供与洁净室相关的材料、设备、监测装置及家具等。河南晶立方净化工程有限公司，成立于二零一八年，注册资金五百万元，以“科技为先，以人为本”的经营宗旨；“立足河南，服务全国”的经营理念。公司将秉持初心、 诚信做人、严谨做事、谒诚为广大新老客户提供贴心服务，实实在在专业化的设计施工，为您实现**蓝图。
5.3 实验室工艺工况的转换过程控制
**工况（清洗间、涂膜间正常工作）
（1）JK-1、JK-2、JS-1、JS-2 以及P-1、CA系统均投入运行。
（2）电动风阀1/3/4/7全开；2关闭，5/6开小。
*二工况（涂膜间正常工作，清洗间处于浸泡工序）
（1）JK-1、JK-2、JS-2正常运行；JS-1 停止运行；P-1及CA系统转入变频控制运行。
（2）电动风阀5/6开大；1/3/4/7开小。
*三工况（仅涂膜间照常工作，清洗间不工作）
（1）CA系统及JK-1，JK-2，JS-2仍保持*二工况的运行状态，P-1系统停止运行。
（2）电动风阀7关闭，其余风阀同*二工况状态。冬季CA新风除湿系统停止运行，电动风阀1关，7开。其余阀门，同*三工况，即混合、加热直接向室内送风。

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洁净室规划设计和建设解决方案
一、洁净实验室净化工程方案介绍:
1、类型：实验室净化工程主要包括：生物安全实验室、P2实验室、P3实验室、HIV实验室、PCR实验室、动物实验室，无菌实验室，细胞培养室等等。
2、用途：主要用于微生物学、生物医学、生物化学、动物实验、基因重组以及生物制品等研究使用的实验室统称洁净实验室（生物安全实验室）。
3、组成：洁净实验室由主功能实验室与其它实验室及辅助功能用房组成。
4、原则：必须保证人身安全、环境安全、废弃物安全和样本安全，能长期而安全地运行，同时还需要为实验室工作人员提供一个安全、舒适、良好的工作环境。
5、方案：包括建筑布局和装修、给排水、电气设计、空气调节、气体供应、集中控制、安防、施工工艺、检测、培训等多方面内容。
二、洁净实验室建筑布局与设计原理指南：
1、洁净室的建筑布局和净化空调系统有密切关系，净化空调系统既要服从建筑总体布局，建筑布局也要符合净化空调系统的原则，才能充分发挥相关功能的作用。
2、净化空调的设计者不仅要了解建筑布局以考虑系统的布置，而且要给建筑布局提出建议，使其符合洁净室原理。
三、洁净实验室检测与验收标准：
1、检测项目：
洁净间的尘埃粒子数、沉降菌、浮游菌、压差、换气次数，风速、新风量、照度、噪声、温度、相对湿度等。
2、参照检测标准：
1、《洁净厂房设计规范》GB50073
2、《医院洁净手术部建筑技术规范》 GB 50333
3、《生物安全实验室建筑技术规范》GB 50346
4、《洁净室施工及验收规范》GB 50591
5、《医药工业洁净室（区）悬浮粒子的测试方法》GB/T 16292
6、《医药工业洁净室（区）浮游菌的测试方法》GB/T 16293
7、《医药工业洁净室（区）沉降菌的测试方法》GB/T 16294
(备注：以上法规均以新版为准。)
3、设计注意事项：
（1）在静态条件下洁净室（区）监测的悬浮粒子数、浮游菌数或沉降菌数必须符合规定。
（2）空气洁净度100 级的洁净室（区）应对大于等于5μm 尘粒的计数多次采样，当大于等于5μm 尘粒多次出现时，可认为该测试数值是可靠的。
（3）洁净室（区）的温度和湿度，应符合下列规定：生产工艺对温度和湿度无特殊要求时，洁净室（区）温度应为18～26℃，相对湿度应为45%～65 %。
（4）不同空气洁净度等级的洁净室（区）之间以及洁净室（区）与非洁净室（区）之间的空气静压差不应小于5Pa，洁净室（区）与室外大气的静压差不应小于10Pa。
（5）洁净室（区）应根据生产要求提供照度，并应符合下列规定：
①主要工作室一般照明的照度值宜为300LUX。
②辅助工作室、走廊、气闸室、人员净化和物料净化用室的照度值不宜低于150LUX。
③对照度有特殊要求的生产部位可设置局部照明。
（6）非单向流洁净室的噪声级（空态）不应大于60dB（A），单向流和混合流洁净室（区）的噪声级（空态）不应大于65dB（A）。

河南晶立方净化工程有限公司 主要从事净化工程咨询、净化工程设计施工(手术室净化、层流手术室、净化手术室、十万级净化车间、无菌实验室以实验台)及配套净化装饰工程的专业公司，专为医药、医院、生物制药GMP净化、精密电子、食品、化学、生物、研究院所及其它高科技尖端行业等领域净化设计施工、测试、维护，并且提供与洁净室相关的材料、设备、监测装置及家具等。河南晶立方净化工程有限公司，成立于二零一八年，注册资金五百万元，以“科技为先，以人为本”的经营宗旨；“立足河南，服务全国”的经营理念。公司将秉持初心、 诚信做人、严谨做事、谒诚为广大新老客户提供贴心服务，实实在在专业化的设计施工，为您实现**蓝图。

高大厂房洁净室设计
引言
近年来，高大空间建筑物在工业和*工程中的应用逐步增多，但目前对于高大空间洁净空调技术的研究和应用都很少。在以往的洁净空调工程设计中，对于洁净厂房多采用全空间净化空调和完全净化装修的设计思路，能耗巨大，初投资大，受到的限制也比较多。但高大空间类型的洁净厂房，往往使用上有特定的要求，如空间上要求、可能使用吊车、并不要求全空间净化、下层工作区有洁净度等级和温湿度控制要求、温度湿度要求的精度不是很高等特点。
采用简化装修和引用舒适性空调系统的喷口设计不仅较好地解决了与生产工艺配合和满足洁净度和温湿度等要求的问题，而且在满足工艺条件的同时，缩短了工程的施工周期，简化了洁净室的装修标准，减少了空调系统的循环处理风量和冷量，节约了初投资和运行费用。
1 高大厂房的特点分析
（1）高大厂房有其固有的特点，一般情况下高大厂房主要在生产的后工序，一般用在大型设备的组装为主，对洁净度要求不高，温湿度的控制精度要求不高，工艺生产期间设备发热量不大，人员相对较少。
（2）高大厂房通常为大框架结构，而且经常采用轻型材料，**板一般不易承受较大荷载。
（3）尘埃粒子的产生和分布对于高大洁净厂房，主要污染源与一般洁净室不同，除了人和运动设备发尘以外，表面发尘占有很大的比例。按照文献[1]所提供的数据，人静止时的发尘量取105粒/（min·人），人动作时的发尘量按照静止时的5倍计算，对于普通高度的洁净室，表面发尘量按8 m2地面的表面发尘量相当于一个人静止时的发尘量进行取值。对于高大洁净厂房，其下部人员活动区，净化负荷较大，上部区域净化负荷较小，同时，由于工程使用特点，为了安全和考虑到不可预见的尘埃污染，取适当安全系数是必要的。本工程表面发尘量按照6 m2地面的表面发尘量，相当于一个人静止时的发尘量进行取值。本工程按照每班20人工作计算，人员发尘量仅占总产尘量的20%，而一般洁净室中人员发尘量占总产尘量的90%左右。
2 高大厂房洁净室装修
洁净室装修一般包括洁净室地面、墙板、吊顶、及配套的空调、照明、消防、给排水等与洁净室相关的内容，根据要求，洁净厂房的建筑围护结构和室内装修，应选用气密性良好，且在温度和湿度变化时变形小的材料。
洁净室内墙壁和顶棚的装修应符合下列要求：
（1）洁净室内墙壁和顶棚的表面应平整、光滑、不起尘、避免眩光、便于除尘，并应减少凹凸面。
（2）洁净室不宜采用砌筑墙抹灰墙面，当必须采用时宜干燥作业，抹灰应采用高级抹灰标准。墙面抹灰后应刷涂料面层，并应选用难燃、不开裂、耐清洗、表面光滑、不易吸水变质发霉的涂料。这样一般情况下洁净室装修主要选择比较好的彩涂金属壁板作为内装修材料。但是对于高大空间厂房来说，因层高比较高，对金属壁板隔墙的安装比较困难，强度差，造**，不能承重等问题。本工程分析了高大厂房洁净室产尘的特点及房间洁净度的要求，没有采用常规的金属壁板的内装修做法，在原有土建墙体上打磨进行环氧涂层，整个空间不设吊顶，增加使用空间。
3 高大洁净厂房的气流组织
按照文献[2]对于高大洁净厂房，采用洁净分层空调系统可以使系统的总送风量大为减少。风量减少了，要得到较好的洁净空调效果，采用合理的气流组织就显得尤为重要，既要保证送风和回风系统的均匀性，减少洁净工作区的涡流和气流回旋，又要增强送风气流的扩散特性，充分发挥送风气流的稀释作用。在万级或十万级洁净度要求的高大洁净厂房中，可以引用舒适性空调高大空间的设计理念，如机场、展馆等大空间使用喷口的方式。
采用喷口，侧面送风，气流可以扩散较长的距离，喷口送风是依靠喷口吹出的高速射流实现送风的方式，主要实用于高大厂房或者层高很高的公共建筑空间的空气调节场所。喷口采用侧送风，将喷口与回风口布置在同一侧，空气以较高的速度、较大的风量集中由设置在空间上的若干个喷口射出，射流行至一定路程后折回，使整个空调区处于回流区，然后有设在下部的回风口抽走返回空调机组。其特点是，送风速度高、射程远。射流带动室内空气进行强烈混合，速度逐渐衰减，并在室内形成大的回旋气流，从而使空调区获得较均匀的温度场和速度场。
4 工程设计实例
某高大洁净厂房（长40 m、宽30 m、高12m），要求5 m以下为洁净工作区，净化等级为静态万级，动态十万级，温度tn = 22℃±3℃，相对湿度fn= 30%~60%。剖面图见图1。
4.1 气流组织和换气次数的确定
针对该高大洁净厂房的使用特点，宽**过30m，不设吊顶，常规的洁净厂房的送风方式很难满足使用要求，采用喷口分层送风的方式来保证洁净工作区（5 m 以下）的温湿度和洁净度。在侧墙上均匀布置了对吹的喷口送风口装置，在厂房侧墙下部距地面0.25 m 高度附近均匀布置了带阻尼层的回风口装置，构成了工作区在喷口回流、集中侧下回的气流组织形式。同时，为了使5 m以上非洁净工作区的空气从洁净度和温湿度上不形成死区，减少顶棚室外冷、热辐射对工作区的影响，又能把上部吊车工作中产生的尘埃粒子及时排走，并充分利用扩散到5 m以上的洁净空气，在非洁净空调区布置了一排小型的带状回风口，形成了一个小的循环回风系统，可以大大减轻上部非洁净区域对下部洁净工作区的污染。本工程根据洁净度等级和污染物散发量，对6 m以下的洁净空调区采用了16 h-1的换气次数，对上部非洁净区域采用适量的排风，小于4 h-1的换气次数，实际上整个厂房的平均换气次数为10 h-1。这样，同全室进行洁净空调相比，洁净分层喷口送风方式不仅较好地保证了洁净空调区的换气次数，满足大跨度厂房的气流组织，而且大大节省了系统的风量、冷量和风机动力。
4.2 侧送喷口送风的计算
4.2.1 送风温差?ts
洁净空调所需要的换气次数比一般空调大得多，于是充分利用洁净空调的大风量，减小送风气流的送风温差，不仅能够节省设备容量和运行费用，而且使其更有利于保证洁净空调区的空调精度。本工程计算出的送风温差为?ts= 6℃。
4.2.2 射流计算
洁净厂房跨度比较大，宽为30 m，需要保证中间区域搭接要求，又保证工艺工作区在射流的回风区，同时要考虑噪音的要求，本工程送风速度v0= 5 m/s，喷口安装高度为6 m，气流以水平方向从喷口送出（ß = 00）。本工程对喷口送风气流进行了计算，喷口直径取0.36 m，根据文献[3]计算阿基米德数为0.0035，喷口的送风速度为4.8 m/s，末端的轴心速度为0.8 m/s，平均速度为0.4 m/s，回流的平均速度小于0.40 m/s，满足工艺使用要求。
由于送风气流的风量大、送风温差小，几乎与等温射流无异，所以射流长度*保证，根据阿基米德数可以计算出相对射程x/ds = 37 m，能够满足对侧送气流15 m搭接的要求。
4.3 空调工况处理
针对洁净室设计中送风量大、送风温差小的特点，充分利用回风，在夏季空调处理方式上取消一次回风，采用大比例的二次回风，只对新风进行一次性处理然后与大量的二次回风混合，从而取消了再加热，减少了设备的容量和运行能耗。
4.4 工程实测结果
本工程竣工后，进行了全面的工程测试，整个厂房共设置了20个水平方向和垂直方向的测点。在静态情况下对洁净厂房的速度场、温度场、洁净度、噪声等进行了测试，实测效果比较好。在设计工况下的实测结果：
送风口处气流的平均速度为3.0 m/s~4.3 m/s，两股对吹气流搭接处（即射流末端）风速为0.30m/s ~ 0.45 m/s。洁净工作区的换气次数保证在15h-1，测得其洁净度在万级以内，较好地满足了设计要求。
室内A 声级噪声在回风口处为56 dB，其他工作区均在54dB以下。
5 结论
5.1 对于要求不是很高的高大洁净厂房，可以采用简化装修的做法来实现，既可以满足使用要求，又能满足洁净度的要求。
5.2 对于只要求某一高度以下区域洁净度级别为万级或十万级的高大厂房，采用洁净分层空调喷口的送风方式是一种比较经济实用和行之有效的方式。
5.3 对于这种类型的高大空间洁净厂房，在上部非洁净工作区设置一排带状回风口，排走吊车轨附近产生的尘埃，减少顶棚室外冷、热辐射对工作区的影响，可以较好地保证工作区洁净度及温湿度。
5.4 高大洁净厂房的高度是一般洁净室的4倍以上，在正常产尘量的情况下，应该说单位空间净化负荷远远低于一般低矮洁净室，因此，从这个角度分析，换气次数的确定，完全可以低于国标推荐的净化级别的房间换气次数。研究分析表明，对于高大洁净厂房因洁净区的高度不同，换气次数也不同，一般可取国标推荐的换气次数的30%~80%即可满足净化要求。

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