洁净室根据每体积空气允许的颗粒数量和大小进行分类。“100级”或“1000级”等大数字指的是FED_STD-209E，表示每立方英尺空气中允许的0.5 mm或更大尺寸的颗粒数量。该标准还允许插值，因此可以描述例如“2000级”
　　小数字指的是ISO 14644-1标准，该标准规定了每立方米空气允许的0.1μm或更大颗粒数量的十进制对数。因此，例如，ISO 5级洁净室每立方米最多有105=100000个颗粒。
　　FS 209E和ISO 14644-1均假定颗粒尺寸和颗粒浓度之间的对数关系。因此，不存在零粒子浓度。普通室内空气约为1000000级或ISO 9。
　　在国际标准化组织（ISO）采用全球洁净室分类和标准之前，美国总务管理局的标准（称为FS209E）几乎在全球范围内适用。然而，随着对国际标准需求的增长，ISO成立了一个技术委员会和几个工作组来制定自己的一套标准。
　　FS209E包含六个等级，而ISO 14644-1分类系统增加了两个更清洁的标准和一个更脏的标准（见下图）。FS209E中“最干净”的洁净室称为1级；“最脏”的洁净室是10万级。ISO洁净室分类是根据每立方米存在的特定尺寸的颗粒量进行分级的（见第二张图表）。“最干净”的洁净室是1级，“最脏”的是9级。ISO等级3约等于FS209E等级1，而ISO等级8约等于FS209 E等级100000。
　　根据法律，联邦标准209E可以被新的国际标准取代。预计在未来五年内，209E将用于某些行业，但最终将由ISO 14644-1在国际上取代。
　　空气中颗粒物清洁度等级对比ISO 14644-1法国标准209EISO等级英制公制ISO 1ISO 2ISO 31M1.5ISO 410M2.5ISO 5100M3.5ISO 61000M4.5ISO 710000M5.5ISO 810000M6.5ISO 9空气中颗粒清洁度等级（以立方米计）：等级每立方米的颗粒数尺寸0.1微米0.2微米0.3微米0.5微米5微米SO 1102ISO 210024104ISO31000237102358ISO 4100002370102035283ISO 51000002370010200352083229ISO 61000000237000102000352008320293ISO 7352000832002930 ISO 8352000083200029300ISO 9352000008320000293000在洁净室中，颗粒物浓度随时间变化——从设备的建造和安装到其运行状态。ISO规定了三种洁净室分类标准：竣工、静止和运行。随着仪器和设备的引入和颗粒物的增加，“竣工”洁净室变成了“静止”洁净室。当人被添加到矩阵时， 在“运行”洁净室中，颗粒物水平进一步上升。
　　ISO 14644-2描述了符合某些标准所需的测试类型和频率。下表显示了强制性和可选测试。
　　证明持续符合性的测试计划测试参数类别最大时间间隔测试程序粒子计数测试<= ISO 56 MonthsISO 14644-1 Annex A> ISO 512个月空气压力差所有类别12个月ISO 14644-1附录B5气流所有类别12月ISO 14644-1附录B4附加可选测试计划测试参数类别最长时间间隔测试程序安装的过滤器泄漏所有类别24个月ISO 146 44-1附录B6安全壳泄漏所有类别18个月ISO 14.6401附录B4恢复所有类别24月ISO 14644-1附录B13气流可视化所有类别24个月ISO 14644-1附录B7今天，除了ISO 14644-1和ISO 14644-2，还有八个其他洁净室标准文件正在编制中。许多都处于最终投票阶段，可以合法用于交易（见图表）。
　　ISO文件标题ISO 14644-1空气洁净度分类ISO 14644-2洁净室符合性测试ISO 14644-3洁净室和相关受控环境的评估和测量方法ISO 14644-4洁净室设计和施工ISO 14644-5洁净室操作ISO 14644-6术语，定义和单位ISO 14644-7增强型清洁设备ISO 14664-8分子污染ISO 14698-1生物污染：控制一般原则ISO 14698-2生物污染：数据评估和解释ISO 14698-3生物污染：测量惰性表面清洁效率的方法学ISO文件的美国来源：
　　洁净室设计中的一个关键因素是控制每小时换气次数（ACH），也称为换气率（ACR）。这是指每小时过滤的外部空气替换建筑物或室内现有体积的次数。在普通家庭中，空调每小时换气0.5至2次。在洁净室中，根据分类和用途，每小时换气次数从10次到600多次不等。
　　ACR是确定ISO和联邦清洁度标准的主要变量。为了达到最佳标准，ACR必须严格测量和控制。还有一些争议。在ISO 14644-1清洁度标准的附录中，国际标准组织仅针对微电子设施的应用。（ISO等级6至8；联邦标准1000、10000和100000。）附录中没有针对制药、医疗保健或生物技术应用的ACR标准，这可能需要更高的ACR法规。
　　根据目前的研究、案例研究和实验，使用ACR范围（而不是一套标准）是清洁度分类的更好指南。这是正确的，因为最佳ACR因洁净室而异，具体取决于内部设备、人员配置和运营目的等因素。一切都取决于试图进入设施的外部污染物水平与内部产生的污染物水平。
　　这些范围的广度反映了人员和流程对清洁度的影响。每种污染等级的低端数字通常表示竣工或静止设施的空气速度和空气变化要求，在这些设施中没有人员在场，也没有正在进行的污染过程。当有人和过程产生污染物时，需要进行更多的空气更换以保持最佳清洁度标准。例如，一些制造商坚持每小时更换多达720次空气，以达到10级标准。
　　确定特定应用的适当换气次数需要仔细评估人员数量、着装协议的有效性、进入频率和工艺设备的清洁度等因素。
　　Rajan Jaisinghani在2003年ESTECH上发表的论文《节能低运行成本洁净室气流设计》中，根据FS209E分类推荐了以下范围：
　　FS洁净室等级ISO等效等级空气变化率1ISO 3360-54010ISO 4300-5440100ISO 5240-4801000ISO 6150-24010000ISO 760-901100ISO 85-48Jaisinghani的建议与ACR的其他最新研究一致，后者批评一些现有的空气变化率标准（20世纪90年代制定）是不科学的，因为它们基于比当今模型差的风扇和过滤器。因此，当应用这些旧标准时，产生的ACR通常过高。事实上，一些研究发现，减少ACR（及其伴随的空气湍流）可以导致更清洁的大气。
　　太平洋天然气与电力公司（旧金山）和劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利）进行的一项研究证明了这一点。这项研究测量了几个ISO 5级洁净室的空气变化率，得出结论：“即使是相同洁净度等级的洁净室，空气变化率也没有一致的设计策略。”
　　ACR率具有关键的设计影响，特别是考虑到所需的清洁度、风扇尺寸和较低的能源成本时。PG&E/Berkeley的研究使许多设计师减少了风扇尺寸。简而言之，较低的ACR通常会带来更清洁的空气。
　　这项研究揭示了三个永恒的原则：
　　较低的换气率会导致较小的风扇，从而降低初始投资和施工成本。风扇功率与换气率或气流的立方成正比。空气变化率降低30%可使功率降低约66%。通过减少湍流，降低气流可提高清洁度。该研究集中于5级洁净室，得出结论，ACR范围为每小时250至700次空气变化是标准的，但“实际运行ACR在90到625之间。”它补充说，所有这些优化的洁净室都经过了认证，并在ISO 5级条件下运行，ACR较低。最后，研究得出的结论是，5级设施很少要求ACR超过300。
　　研究还发现，“ACR的最佳实践是在推荐ACR范围的低端设计新设施”，内置变速驱动器（VSD），以便在实际运行条件下进行气流调节。
　　CEM PE Peter Rumsey在他的报告“ACRs的审查：降低能源和建筑成本的机会”中，基本上同意伯克利PG&E委托进行的研究。Rumsey发出警告，随后引用伯克利实验室的研究结果将其置之度外：“空气清洁度是任何洁净室的关键组成部分，远远超过了节能优先事项。设计师和运营商需要其他尝试过类似策略的人提供证据，以解决降低空气变化率的风险。”
　　伦西接着引用了国际Sematech（德克萨斯州奥斯汀）所做的研究；麻省理工学院（马萨诸塞州剑桥）；英特尔（加利福尼亚州圣克拉拉）；和桑迪亚国家实验室（新墨西哥州阿尔伯克基），这与伯克利的研究相呼应。
　　总之，当前关于空气变化率的研究和思考表明，一些现有标准过高，可以降低，同时仍然符合ACR的所有标准。
　　要达到最佳换气率，需要适当的吊扇覆盖范围。最干净的模块化洁净室在每个2’x 4’（610 mm x 1219 mm）的天花板隔间中安装了过滤器/风扇单元（FFU）。这种接近100%的覆盖率提供了过滤空气的层流，以快速去除房间中的污染物，从而满足FS209E 10级标准和ISO 1级标准。
　　这种覆盖范围，特别是在大型洁净室中，会导致更高的能耗，从而增加初始建设和持续运营的成本。在大多数情况下，较小的天花板覆盖率可产生足够的清洁度。
　　该表说明了每个清洁度等级建议的天花板覆盖率百分比，同样是一个范围：
　　等级天花板覆盖率（百分比）ISO 8（等级100,00）5–15%ISO 7（等级10000）15–20%ISO 6（等级1000）25–40%ISO 5（等级100）35–70%ISO 4（等级10）50–90%ISO 3（等级1）60–100%ISO 1–280–100%除ACR和天花板覆盖率外，保持清洁的第三个因素是风扇产生的空气速度。同样，更高的气流速度会导致“更干净”的洁净室。术语“通风效率”是指过滤空气通过洁净室的速度以及每小时换气次数（ACH或ACR）。
　　早期的图表显示了不同等级洁净室的推荐换气率（ACR）范围。给出的范围是因为竣工和休息设施所需的ACR小于操作洁净室，在那里人员和设备都积极参与。非运行洁净室位于较低范围；操作洁净室更高。
　　综合所有三个因素——ACR、天花板覆盖率和气流速度，得出下表：
　　ISO 146144-1级（联邦标准209E）平均气流速度m/s（ft/min）每小时空气变化上限覆盖率ISO 8（100000级）0.005–0.041（1–8）5–485–15%ISO 7（10000级）0.051–0.076（10–15）60–9015–20%ISO 6（1000级）0.127–0.203（25–40）150–24025–40%ISO 5（100级）0.203–0.406（40–80）240–48035–70%ISO 4（10级）0.254–0.457（50–90）300–54050–90%ISO 3（1级）0.305–0.457，工艺设备的访问频率和清洁度。一旦确定了所需的换气次数，可使用以下公式确定所需的FFU数量：
　　FFU数量=（换气次数/小时÷60）x（房间立方英尺÷650*）
　　*加载FFU的CFM输出
　　在12′x 12′x 7′（3302 mm x 3302 mm×2134 mm）洁净室内使用低端换气建议（240/小时），达到100级标准，体积1008立方英尺，需要6个FFU。为了达到相同的标准，使用高端换气建议（480/小时）需要12个FFU。
　　洁净室的设计旨在保持正压，防止“不洁”（污染）空气流入室内，并防止较清洁的空气流入洁净区域。其目的是确保过滤后的空气始终从最干净的空间流向不太干净的空间。例如，在多室洁净室中，最洁净的房间保持在最高压力。设置压力水平，以使最清洁的空气流入清洁空气较少的空间。因此，可能需要保持多个压力水平。
　　建议空间之间的气压差为0.03至0.05英寸水柱。为了确保门打开或发生其他事件时压差保持恒定，控制系统必须到位。
　　ISO 5（100级）和清洁设施依赖单向或层流气流。层流气流是指过滤后的空气在一个方向上（以固定速度）以平行气流（通常为垂直气流）均匀供应。空气通常从墙壁底部再循环回到过滤系统。
　　ISO 6（1000级）及以上洁净室通常采用非单向或湍流气流。这意味着空气的方向和速度不受调节。层流气流比湍流气流的优势在于它提供了一个均匀的环境，并防止了污染物聚集的气穴。

发布者：爱写作的可可