ข้อกำหนดในการทำให้ห้องสะอาดต้องมีอะไรบ้าง?

ห้องคลีนรูม หรือเรียกอีกอย่างว่าห้องปลอดฝุ่น ใช้เพื่อระบายมลพิษ เช่น ฝุ่นละออง อากาศที่เป็นอันตราย และแบคทีเรียในอากาศภายในพื้นที่ที่กำหนด และเพื่อควบคุมอุณหภูมิภายในอาคาร ความสะอาด ความดันภายในอาคาร ความเร็วลมและการกระจายลม เสียง การสั่นสะเทือน แสงสว่าง และไฟฟ้าสถิตให้อยู่ในช่วงที่กำหนด ต่อไปนี้จะอธิบายเงื่อนไขสำคัญสี่ประการเพื่อให้บรรลุข้อกำหนดด้านความสะอาดในมาตรการฟอกอากาศในห้องคลีนรูม

1. ความสะอาดของอากาศที่จ่าย

เพื่อให้มั่นใจว่าอากาศที่จ่ายมามีความสะอาดตรงตามข้อกำหนด สิ่งสำคัญคือประสิทธิภาพและการติดตั้งแผ่นกรองขั้นสุดท้ายของระบบฟอกอากาศ โดยทั่วไปแผ่นกรองขั้นสุดท้ายของระบบห้องคลีนรูมจะใช้แผ่นกรอง HEPA หรือแผ่นกรองแบบซับเฮปา ตามมาตรฐานแห่งชาติ ประสิทธิภาพของแผ่นกรอง HEPA แบ่งออกเป็น 4 ระดับ ได้แก่ Class A ≥99.9%, Class B ≥99.99%, Class C ≥99.999%, Class D ≥99.999% (หรือที่เรียกว่าแผ่นกรอง Ultra-Hepa) และแผ่นกรองแบบซับเฮปา (สำหรับอนุภาคขนาด ≥0.5 ไมโครเมตร) 95~99.9%

2. การจัดการการไหลเวียนของอากาศ

ระบบการไหลเวียนอากาศของห้องคลีนรูมแตกต่างจากห้องปรับอากาศทั่วไป จำเป็นต้องส่งอากาศที่สะอาดที่สุดไปยังพื้นที่ปฏิบัติงานก่อน หน้าที่ของมันคือจำกัดและลดการปนเปื้อนของวัตถุที่ผ่านกระบวนการ ระบบการไหลเวียนอากาศแต่ละแบบมีลักษณะและขอบเขตเฉพาะของตนเอง: การไหลเวียนอากาศแบบทิศทางเดียวในแนวตั้ง: ทั้งสองแบบสามารถส่งอากาศลงด้านล่างได้อย่างสม่ำเสมอ ช่วยอำนวยความสะดวกในการจัดวางอุปกรณ์ในกระบวนการ มีความสามารถในการฟอกอากาศด้วยตนเองได้ดี และสามารถลดความซับซ้อนของสิ่งอำนวยความสะดวกทั่วไป เช่น สิ่งอำนวยความสะดวกในห้องคลีนรูมส่วนบุคคล วิธีการจ่ายอากาศทั้งสี่แบบก็มีข้อดีและข้อเสียของตัวเองเช่นกัน: แผ่นกรอง HEPA แบบปิดคลุมทั้งหมดมีข้อดีคือความต้านทานต่ำและรอบการเปลี่ยนแผ่นกรองยาวนาน แต่โครงสร้างเพดานมีความซับซ้อนและต้นทุนสูง ข้อดีและข้อเสียของการส่งอากาศด้านบนแบบปิดคลุมด้านข้างและการส่งอากาศด้านบนแบบแผ่นรูเต็มนั้นตรงกันข้ามกับการส่งอากาศด้านบนแบบแผ่นรูเต็ม ในจำนวนนี้ การส่งอากาศด้านบนแบบแผ่นรูเต็มมีแนวโน้มที่จะเกิดการสะสมของฝุ่นบนพื้นผิวด้านในของแผ่นรูเมื่อระบบทำงานไม่ต่อเนื่อง และการบำรุงรักษาที่ไม่ดีจะส่งผลกระทบต่อความสะอาดบ้าง ระบบกระจายลมด้านบนแบบกระจายความหนาแน่นสูงต้องการชั้นผสม จึงเหมาะสำหรับห้องคลีนรูมที่มีความสูงเกิน 4 เมตร และมีคุณสมบัติคล้ายคลึงกับระบบกระจายลมด้านบนแบบแผ่นรูเต็ม วิธีการส่งลมกลับสำหรับแผ่นที่มีตะแกรงทั้งสองด้านและช่องลมกลับที่จัดวางอย่างเท่าเทียมกันที่ด้านล่างของผนังทั้งสองด้าน เหมาะสำหรับห้องคลีนรูมที่มีระยะห่างสุทธิน้อยกว่า 6 เมตรทั้งสองด้าน ช่องลมกลับที่ด้านล่างของผนังด้านเดียวเหมาะสำหรับห้องคลีนรูมที่มีระยะห่างระหว่างผนังเล็กน้อย (เช่น ≤2~3 เมตร) การไหลแบบทิศทางเดียวในแนวนอน: เฉพาะพื้นที่ทำงานแรกเท่านั้นที่สามารถเข้าถึงระดับความสะอาด 100 เมื่ออากาศไหลไปยังอีกด้านหนึ่ง ความเข้มข้นของฝุ่นจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับห้องคลีนรูมที่มีความต้องการความสะอาดต่างกันสำหรับกระบวนการเดียวกัน การกระจายแผ่นกรอง HEPA บนผนังจ่ายลมในพื้นที่เฉพาะสามารถลดการใช้แผ่นกรอง HEPA และประหยัดการลงทุนเริ่มต้นได้ แต่อาจมีกระแสน้ำวนในพื้นที่ท้องถิ่น การไหลเวียนของอากาศแบบปั่นป่วน: ลักษณะเฉพาะของการกระจายลมจากด้านบนของแผ่นออริฟิสและการกระจายลมจากด้านบนของตัวกระจายลมหนาแน่นนั้นเหมือนกับที่กล่าวไว้ข้างต้น ข้อดีของการกระจายลมด้านข้างคือการวางท่อที่ง่าย ไม่มีชั้นแทรกซ้อนทางเทคนิค ต้นทุนต่ำ และเอื้อต่อการปรับปรุงโรงงานเก่า ข้อเสียคือความเร็วลมในพื้นที่ทำงานสูง และความเข้มข้นของฝุ่นที่ด้านท้ายลมสูงกว่าด้านท้ายลม การกระจายลมจากด้านบนของช่องระบายอากาศของแผ่นกรอง HEPA มีข้อดีคือระบบที่เรียบง่าย ไม่มีท่อด้านหลังแผ่นกรอง HEPA และอากาศสะอาดที่ส่งตรงไปยังพื้นที่ทำงาน แต่อากาศสะอาดจะกระจายตัวช้าและอากาศในพื้นที่ทำงานมีความสม่ำเสมอมากกว่า อย่างไรก็ตาม หากจัดวางช่องระบายอากาศหลายช่องให้เท่ากัน หรือใช้ช่องระบายอากาศของแผ่นกรอง HEPA ที่มีตัวกระจายลม จะทำให้อากาศในพื้นที่ทำงานมีความสม่ำเสมอมากขึ้น อย่างไรก็ตาม หากระบบทำงานไม่ต่อเนื่อง ตัวกระจายลมมีแนวโน้มที่จะสะสมฝุ่น

3. ปริมาณอากาศที่จ่ายหรือความเร็วลม

ปริมาณการระบายอากาศที่เพียงพอจะช่วยเจือจางและกำจัดอากาศเสียภายในอาคาร ตามความต้องการด้านความสะอาดที่แตกต่างกัน เมื่อความสูงสุทธิของห้องคลีนรูมสูง ควรเพิ่มความถี่การระบายอากาศให้เหมาะสม ในจำนวนนี้ ปริมาณการระบายอากาศของห้องคลีนรูม 1 ล้านเครื่องจะพิจารณาตามระบบห้องคลีนรูมประสิทธิภาพสูง ส่วนที่เหลือจะพิจารณาตามระบบห้องคลีนรูมประสิทธิภาพสูง เมื่อติดตั้งแผ่นกรอง HEPA ของห้องคลีนรูมคลาส 100,000 ในห้องเครื่อง หรือใช้แผ่นกรอง HEPA ย่อยที่ปลายระบบ สามารถเพิ่มความถี่การระบายอากาศได้อย่างเหมาะสม 10% ถึง 20%

4. ความแตกต่างของแรงดันสถิต

การรักษาแรงดันบวกให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมในห้องคลีนรูมถือเป็นหนึ่งในเงื่อนไขสำคัญที่ทำให้มั่นใจได้ว่าห้องคลีนรูมจะไม่มีมลพิษหรือมีมลพิษน้อยลง เพื่อรักษาระดับความสะอาดตามที่ออกแบบไว้ แม้ในห้องคลีนรูมที่มีแรงดันลบ ก็ต้องติดตั้งห้องหรือห้องชุดที่อยู่ติดกันซึ่งมีระดับความสะอาดไม่ต่ำกว่าระดับที่กำหนด เพื่อรักษาแรงดันบวกให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม เพื่อรักษาความสะอาดของห้องคลีนรูมที่มีแรงดันลบ ค่าแรงดันบวกของห้องคลีนรูมหมายถึงค่าที่แรงดันสถิตภายในอาคารสูงกว่าแรงดันสถิตภายนอกอาคารเมื่อปิดประตูและหน้าต่างทั้งหมด วิธีนี้ทำให้ปริมาตรอากาศที่จ่ายเข้าของระบบฟอกอากาศมากกว่าปริมาตรอากาศที่ไหลกลับและปริมาตรอากาศที่ระบายออก เพื่อให้ได้ค่าแรงดันบวกของห้องคลีนรูม ควรเชื่อมต่ออากาศที่จ่ายเข้า อากาศที่ไหลกลับ และพัดลมดูดอากาศเข้าเข้าด้วยกัน เมื่อเปิดระบบ พัดลมดูดอากาศจะทำงานก่อน จากนั้นจึงค่อยเปิดพัดลมดูดอากาศกลับและพัดลมดูดอากาศออก เมื่อปิดระบบ พัดลมดูดอากาศจะถูกปิดก่อน จากนั้นจึงปิดพัดลมส่งกลับและพัดลมจ่ายอากาศเพื่อป้องกันการปนเปื้อนในห้องคลีนรูมเมื่อเปิดและปิดระบบ ปริมาณอากาศที่จำเป็นในการรักษาแรงดันบวกของห้องคลีนรูมนั้นส่วนใหญ่กำหนดโดยความแน่นหนาของโครงสร้างบำรุงรักษา ในระยะแรกของการก่อสร้างห้องคลีนรูมในประเทศจีน เนื่องจากโครงสร้างตู้ปิดมีความแน่นหนาไม่เพียงพอ ต้องใช้ลม 2-6 ครั้งต่อชั่วโมงเพื่อรักษาแรงดันบวกที่ ≥5Pa ปัจจุบันความแน่นหนาของโครงสร้างบำรุงรักษาได้รับการปรับปรุงอย่างมาก และใช้ลมเพียง 1-2 ครั้งต่อชั่วโมงเพื่อรักษาแรงดันบวกเท่าเดิม และต้องใช้ลมเพียง 2-3 ครั้งต่อชั่วโมงเพื่อรักษาแรงดันบวก ≥10Pa ข้อกำหนดการออกแบบระดับชาติระบุว่าความแตกต่างของแรงดันสถิตระหว่างห้องสะอาดที่มีระดับต่างกันและระหว่างพื้นที่สะอาดกับพื้นที่ไม่สะอาดไม่ควรน้อยกว่า 0.5mmH2O (~5Pa) และความแตกต่างของแรงดันสถิตระหว่างพื้นที่สะอาดกับภายนอกอาคารไม่ควรน้อยกว่า 1.0mmH2O (~10Pa)