无尘车间（Cleanroom）是一种通过控制空气中的微粒、温湿度、压力、气流等参数，以满足特定生产工艺或实验需求的环境。其设计需要遵循严格的标准和科学原则，以确保环境参数符合行业要求。
污染控制原则
源头控制：减少污染物产生（如人员、设备、材料带入的微粒）。
过程控制：通过气流组织、压差管理、过滤系统等防止污染物扩散。
末端控制：采用高效过滤器（HEPA/ULPA）去除空气中的微粒。
气流组织原则
单向流（层流）：气流以均匀速度平行流动（适用于高洁净度区域，如ISO 5级）。
非单向流（乱流）：气流呈不规则流动（适用于较低洁净度区域，如ISO 7-8级）。
压差控制原则
正压控制：洁净度高的区域压力应高于相邻低洁净区（防止外部污染进入）。
负压控制：用于生物安全实验室或有毒物质操作区（防止内部污染外泄）。
材料与表面处理原则
光滑、不产尘：墙面、地面、天花板应采用无缝隙、易清洁的材料（如彩钢板、环氧自流坪）。
防静电：电子行业需采用防静电地板、墙面材料。
人机物净化原则
人员净化：设置风淋室、更衣间、洗手消毒设施。
物料净化：采用传递窗、物料气闸室。
设备净化：设备进车间前需清洁，避免带入微粒。
洁净室等级通常按照国际标准（如 ISO 14644-1 或美国 FS 209E）划分，主要依据单位体积空气中的微粒数量。
| ISO 等级 | FS 209E 等效 | ≥0.5μm 粒子最大允许数量（每立方米） | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| ISO 1 | - | ≤10 | 半导体光刻 |
| ISO 3 | Class 1 | ≤1,000 | 芯片制造 |
| ISO 5 | Class 100 | ≤100,000 | 制药无菌灌装 |
| ISO 7 | Class 10,000 | ≤10,000,000 | 医疗器械生产 |
| ISO 8 | Class 100,000 | ≤100,000,000 | 食品包装 |
不同行业对洁净度的典型要求：
电子行业（半导体、芯片）：ISO 1-5（Class 1-100）
制药行业（无菌生产）：ISO 5-7（Class 100-10,000）
医疗器械：ISO 7-8（Class 10,000-100,000）
食品行业：ISO 8（Class 100,000）
特点：气流以均匀速度（通常 0.3~0.5 m/s）单向流动，快速带走污染物。
应用：高洁净度区域（ISO 1-5级），如手术室、芯片制造、无菌灌装区。
实现方式：
垂直层流：FFU（风机过滤单元）安装在顶部，回风在地面。
水平层流：送风墙+对面回风墙（适用于狭长空间）。
特点：气流呈不规则流动，靠稀释作用降低污染浓度。
应用：较低洁净度区域（ISO 6-8级），如包装区、更衣室。
实现方式：
顶送侧回：高效过滤器送风，侧墙回风。
扩散送风：通过散流器均匀送风。
特点：结合单向流和乱流，核心区域用层流，周边用乱流。
应用：部分制药车间、电子组装区。
洁净度要求：ISO 1-5（Class 1-100）
关键设计：
超高效过滤（ULPA）：过滤 0.1μm 微粒。
防静电（ESD）：防静电地板、离子风机。
AMC（气态分子污染物）控制：化学过滤器去除酸性/碱性气体。
微振动控制：设备需防震基础。
洁净度要求：ISO 5-7（Class 100-10,000）
关键设计：
GMP 合规：符合 FDA/EMA 规范。
无菌屏障：RABS（限制进出屏障系统）或隔离器。
消毒方式：VHP（汽化过氧化氢）灭菌。
单向流保护：关键操作区（如灌装线）必须用层流罩。
洁净度要求：ISO 7-8（Class 10,000-100,000）
关键设计：
易清洁表面：无死角、圆弧角设计。
生物安全：部分区域需负压控制（如病毒检测实验室）。
洁净度要求：ISO 8（Class 100,000）
关键设计：
防霉抗菌：墙面、地面用抗菌涂层。
温湿度控制：防止微生物滋生。
| 设计要素 | 关键原则 |
|---|---|
| 洁净等级 | 根据行业选择（电子最高，食品较低） |
| 气流组织 | 高洁净度用单向流，低洁净度用乱流 |
| 压差控制 | 洁净区>缓冲区>非洁净区（正压）；生物安全区用负压 |
| 材料选择 | 不产尘、易清洁、防静电（电子）、抗菌（食品） |
| 人机物净化 | 风淋室、传递窗、设备清洁程序 |
设计核心目标：在满足生产工艺需求的同时，确保洁净室长期稳定运行，符合行业法规（GMP、ISO、FDA等）。
如果需要更深入的具体行业设计案例或计算（如换气次数、压差计算等），可以进一步探讨！
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