P2生物实验室

一、P2生物实验室要求

主要技术指标的确定

P2 实验室主要用于初级卫生服务、诊断和研究，其实验对象的危害等级为Ⅱ级（中等个体危害，有限群体危害），具体定义为“能引起人类 或动物发病，但一般情况下对健康工作者、群体、家畜或环境不会引起严重危害的病源体。实验室感染不导致严重疾病，具备有效治疗和 预防措施，并且传播风险有限”。据此，待颁布的国标《生物安全实验室建筑技术规范对BLS-2实验室规定了以下技术指标(静态):

1、洁净度：无要求

2、与室外方向相邻相通房间的压差：无要求

3、温度℃：18~26

4、相对湿度%：45~70

5、噪声dB(A)：≤60

6、最低照度lx：300

*上诉指标是建立P2实验室的最低要求，建设者可根据实际需要

适当提高相应指标，如洁净度、压差等。

建筑、结构和装修要求

现在BLS-2实验室大多数是在原有建筑物内进行改建，不同于新建的P2实验室（国标中，要求新建P2实验室宜离开公共场所一段距离），在与相邻其他房间之间，存在着一个相对隔离问题。所以在原有建筑物中改建P2实验室，应重点注意以下几个问题。

1、在共用建筑物中建P2实验室，应设可自动关闭的带锁的门，必要时，可设立缓冲区域，如缓冲间等。

2 、如果没有机械通风系统，应有窗户进行自然通风，并应有防虫纱窗。（一般情况下，应有机械通风系统，否则，温湿度指标难以保证） 。

3、应有防昆虫、鼠等动物进入和外逃的措施。

空调、通风和净化

为满足P2 实验室温湿度要求，宜配备机械空调通风系统，有特殊要求的可增设设计要求，如增设净化要求并按净化要求进行送回（排）风系统设计 等。这方面，应重点处理好以下几个问题：

1、可以采用带循环风的空调系统。如果涉及化学溶媒，感染性材料操作和动物实验，则应采用全排风系统。

2、生物安全柜与排风系统连接

I级 排风比例100%，密闭连接。

II级 A型 排风比例30%，可排到房间或设置局部排风罩。

B1型 排风比例70%，密闭连接。

B2型 排风比例100%，密闭连接。

3 、实验室内各种设备的位置应有利于气流由“清洁”空间向“污染”空间流动，最大限度减少室内回流与漏流（生物安全柜一般应置于室 内气流最下游，即最远离送风口处）。

*生物安全柜的排风不能代替室内排风。

排水

含菌污水应经高温高压消毒或化学消毒后排放至市政污水排放公用系统

电气设置

1、应设专用配电箱。

2、电源宜设置漏电检测报警装置。

3、应有可靠的接电系统，其接地电阻不宜大于1Ω。

4、实验室入口应有实验室工作状态的文字式灯光讯号显示。

5、应设紧急发光疏散指示标志。

消防

建筑物耐火等级不低于二级

应配备的工艺设备

1、 生物安全柜

（1）产生微生物气溶胶或出现溅出的操作，可使用I级生物安全柜。

（2）处理感性材料，应使用II级生物安全柜；

（3）处理化学致癌剂、放射性物质和挥发性溶媒，应使用Ⅱ-B级生物安全柜。

2、 高温高压灭菌消毒柜。

3、 洗眼器，必要时应设置应急喷淋装置。

*超净工作台不属于生物安全柜，不能用于生物安全操作。

P2实验室是用于初步的生物安全实验，国标明确了相应要求。建立P2实验室应根据国标、在保证安全的前提下确定建设目标，建立的实验室应该是安全的、经济的实验室。

二、PCR聚合链式反应生物实验室

PCR实验室又叫基因扩增实验室。PCR是聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction)的简称。是一种分子生物学技术，用于放大特定的DNA片段，可看作生物体外的特殊DNA复制。通过DNA基因追踪系统，能迅速掌握患者体内的病毒含量，其精确度高达纳米级别，精确检测乙肝病毒在患者体内存在的数量、是否复制、是否传染、传染性有多强、是否必要服药、肝功能有否异常改变能及时判断病人最适合使用哪类抗病毒药物、判断药物疗效如何、给临床治疗提供了可靠的检验依据

条件

1、必须拥有标准的的PCR荧光实验室;

实时荧光定量PCR技术于1996年由美国Applied Biosystems公司推出

由于该技术不仅实现了PCR从定性到定量的飞跃，而且与常规PCR相比，它

有特异性更强、有效解决PCR污染问题、自动化程度高等特点，目前已得到广

泛应用。本文试就其定量原理、方法及参照问题作一介绍

2、检测设备必须符合标准PCR荧光实验室设置要求;

荧光定量PCR仪+实时荧光定量试剂+通用电脑+自动分析软件，构成PCR-DNA/RNA实时荧光定量检测系统。

3、必须通过国家临床检验中心的验收和认证;

4、检测人员必须通过国家临检中心业务培训并取得合格证书;

PCR实验室内工作人员必须参加由国家卫生部或各省临床检验中心举办的临床基因扩增培训班，并持证上岗。PCR实验室通过验收，实验室至少必须应有两个以上持有“临床基因检测上岗证”。PCR实验室必须建立严格的实验室管理制度、建立标准化操作程序（SOP）、建立系列质量管理文件等，确保实验室日常运行符合国家卫生部的要求，确保检测结果准确、确保实验室卫生安全，确保实验室长期稳定运行

5、必须在无菌无尘环境下进行操作

能够对患者病情进行科学、准确、实时的掌控，并结合抗HBV与T细胞免疫来打破免疫耐受，阻断肝病病毒复制的疗法、有效的分解肝炎病毒，解决了乙肝病毒易变异、耐药，病毒复制模板难以治疗，人体免疫耐受状态不易打破等医学难题，能迅速消除临床症状，而且有效抑制乙肝病毒复制，明显加快e抗原、抗体的血清转换速度，杀灭血液及肝细胞内的病毒，为防止再感染提供了长期保护，有效阻断和逆转肝纤维化、肝硬化进程。

  建立方法

1、建立样品准备区

这个区域专门用作样品的准备，在制备和操作用于核酸提取的试剂时应该采取预防措施：⑴PCR产物和带有要扩增序列的DNA克隆不能在这个房间操作。⑵组织培养物、组织标本和血清样品都带进样品准备间处理，以根据应用的需要提取DNA或RNA。⑶用于样品处理的工具不能被用作普通分子克隆的工具，也不能用作操作靶序列。⑷DNA样品应该用有专门的防护或正压活塞式移液管操作，以防止在吸取样品时有气溶胶遗留。⑸大体积样品应该用单独包装的无菌一次性移液管吸取。⑹管子打开前都要简短离心以减少气溶胶的产生，而且管子不能用力崩开，这样会产生气溶胶。⑺任何时候都应该穿实验服和带手套，手套要经常更换，尤其在抽提过程中每一步之间都要更换。实验服要专门用于样品准备间，经常清洗。

2、样品准备和RNA-PCR RNA-PCR的额外步骤需要额外的样品操作，这样增加了样品之间污染的机会。为了避免这一问题，反转录一步可以在样品准备区进行。在RNA-PCR中应用UNG以防止污染的方法也有报道。

3、建立前PCR区。

该去专门用于准备各种反应，这个区域必须保持干净，而且没有来自克隆和样品准备的污染。前PCR区必须要有试剂和准备，特别是专门用于前PCR区的正压活塞式移液管。

4、PCR实验室试剂的操作。

⑴所用的所有溶液都应该没有核酸和（或）核酸酶（DNase和RNase）污染。⑵所有PCR试剂中使用的水都应该是高质量的－新鲜蒸馏的去离子水，用0.22μm过滤的，并且是高压灭菌。⑶在20℃到25℃贮存的试剂建议加点像叠氮钠一类的抗微生物剂，在扩增试剂或样品制备试剂中加入0.025%的叠氮钠不抑制扩增反应。⑷所用试剂都应该以大体积配制，实验一下看试剂是否满意，然后分装成仅够一次使用的量进行贮存。⑸所有试剂和样品准备过程中都要使用一次性灭菌的瓶子和管子。⑹新配制的试剂在用于准备新的标本之前应该加以检验。⑺样品准备和前PCR区所使用的移液管在不使用时都应该小心保存。

5、在前PCR区建立PCR混合物。

⑴可以把即刻可用的“主混合物”溶液配好、分装并保存在-20℃或4℃，在实验室只涉及到扩增一种或少数几种特异序列时这样做很有用。⑵如果你的实验室使用多套引物，以致于配制包括所有试剂的单一反应混合物不够经济，可以考虑分装保存够一天的PCR成分。⑶作为一个规则，应该保存一套阴性、弱阳性和强阳性对照样品来分析样品配制和PCR前过程的效率和洁净程度。而且，你也希望通过使用一个已知的弱阳性样品来验证你的样品缓冲液以证明里面不含扩增抑制物。⑷阴性样品要与每组样品同时做，以分析是否存在样品与样品之间的污染以及是否存在PCR产物的污染，阴性对照应该包括核酸以外的所有试剂。⑸当做阳性对照时，有两个理由决定了应该使用最少数量的核酸。⑹由于必须有对照反应，对照模板的特点应该予以考虑。

6、控制污染的方法。

已设计出很有力的酶学方法用来消除一种形式的污染—使用UNG，这一技术能有效地消除由PCR产物引起的污染。另一种控制污染的方法是使用紫外线，这种方法不能完全消除污染问题，但可以将污染降低几个数量级。

7、后PCR区PCR完成以后，需要分析样品并解释数据，应该留出一个专门用于反应后处理样品的地方。后PCR活动中使用的所用试剂、一次性耗材和仪器都必须是专门用于这一目的，决不能把实验室这一区域的试剂或仪器用于任何前PCR活动

三、阳性对照实验室

阳性对照试验是分析质量控制的方法之一。在空白检材中加入已知量的被测组分，按照检测方法进行处理、测定，所得结果应能符合该检测方法所要求的灵敏度、精密度、准确度、回收率等。每次进行毒（药）物分析时都须同时进行阳性对照试验，以避免假阴性结果或定量不准确等情况的发生。 [1] 

对照试验是检定测定方法足否存在系统误差的方法之一。例如，在进行新的分析方法研究时，可用标准试样检验方法的准确度。如果用所拟定的方法分析若干种标准试样均能得到满意的结果，则说明这种方法足可靠的。或者用国家规定的标准方法或公认可靠的“经典”分析方法分析同一试样，将分析结果同所拟定的方法所得到的结果进行对照，如果一致，则说明新方法可靠。用于检查试剂是否变质失效，或反应条件是否适当，是检查系统误差的有效方法。

四、无尘室概述

无尘室中不论外在之空气条件如何变化，其室内均能俱有维持原先所设定要求之洁净度、温湿度及压力等性能之特性。

无尘室最主要之作用在于控制产品（如硅芯片等）所接触之大气的洁净度日及温湿度，使产品能在一个良好之环境空间中生产、制造，此空间我们称之为无尘室。按照国际惯例，无尘净化级别主要是根据每立方米空气中粒子直径大于划分标准的粒子数量来规定。也就是说所谓无尘并非100%没有一点灰尘，而是控制在一个非常微量的单位上。当然这个标准中符合灰尘标准的颗粒相对于我们常见的灰尘已经是小的微乎其微，但是对于光学构造而言，哪怕是一点点的灰尘都会产生非常大的负面影响，所以在光学构造产品的生产上，无尘是必然的要求。

如表所示，每立方米将大于0.5微米粒径的微尘数量控制在3500个以下，就达到了国际无尘标准的A级。应用在芯片级生产加工的无尘标准对于灰尘的要求高于A级，这样的高标主要被应用在一些等级较高芯片生产上。微尘数量被严格控制在每立方米1000个以内，这也就是业内俗称的1K级别。

控管项目

1. 能除去空气中飘游之微尘粒子。

⒉ 能防止微尘粒子之产生。

⒊ 温度和湿度之控制。

⒋ 压力之调节。

⒌ 有害气体之排除。

⒍ 结构物与隔间之气密性。

⒎ 静电之防制。

⒏ 电磁干扰预防。

⒐ 安全因素之考虑。

⒑ 节能之考量。

⒒照度的的调节

无尘室分类

1.乱流式（Turbulent Flow)

空气由空调箱经风管与无尘室内之空气过滤器（HEPA）进入无尘室，并由无尘室两侧隔间墙板或高架地板回风。气流非直线型运动而呈不规则之乱流或涡流状态。乱流无尘室靠送风气流不断稀释室内空气，将污染空气逐渐稀释，来实现洁净的。气次数决定定义中的净化级别（换气次数越多，净化级别越高）。此型式适用于无尘室等级1,000-100,000级。

优点：构造简单、系统建造成本，无尘室之扩充比较容易，在某些特殊用途场所，可并用无尘工作台，提高无尘室等级。

缺点：乱流造成的微尘粒子于室内空间飘浮不易排出，易污染制

程产品。另外若系统停止运转再激活，欲达需求之洁净度，往往须耗时相当长一段时间。

2.层流式（Laminar)

层流式空气气流运动成一均匀之直线形，空气由覆盖率100%之过滤器进入室内，并由高架地板或两侧隔墙板回风，此型式适用于无尘室等级需定较高之环境使用，一般其无尘室等级为Class 1~100。其型式可分为二种：

⑴水平层流式：水平式空气自过滤器单方向吹出，由对边墙壁之回风系统回风，尘埃随风向排出室外，一般在下流侧污染较严重。

优点：构造简单，运转后短时间内即可变成稳定。

⑵垂直层流式：房间天花板完全以ULPA过滤器覆盖，空气由上往下吹，可得较高之洁净度，在制程中或工作人员所产生的尘埃可快速排出室外而不会影响其它工作区域。

优点：管理容易，运转开始短时间内即可达稳定状态，不易为作业状态或作业人员所影响。

缺点：构造费用较高，弹性运用空间困难，天花板之吊架相当占空间，维修更换过滤器较麻烦。

3.复合式（Mixed Type)

复合式为将乱流式及层流式予以复合或并用，可提供局部超洁净之空气。

⑴洁净隧道（Clean Tunnel）：以HEPA或ULPA过滤器将制程区域或工作区域100%覆盖使洁净度等级提高至10级以上，可节省安装运转费用。

此型式需将作业人员之工作区与产品和机器维修予以隔离，以避免机器维修时影响了工作及品质，ULSI制程大都采用此种型式。

洁净隧道另有二项优点：A.弹性扩充容易； B.维修设备时可在维修区轻易执行。

⑵洁净管道（Clean Tube）：将产品流程经过的自动生产线包围并净化处理，将洁净度等级提至100级以上。因产品和作业员及发尘环境相互隔离，少量之送风即可得到良好之洁净度，可节省能源，不需人工的自动化生产线为最适宜使用。药品、食品业界及半导体业界均适用。

⑶并装局部无尘室（Clean Spot）：将无尘室等级10,000~100,000之乱流无尘室内之产品制程区的洁净度等级提高为10~1000级以上，以为生产之用；洁净工作台、洁净工作棚、洁净风柜即属此类。

洁净工作台：等级Class 1~100级。

洁净工作棚：为在乱流式之无尘室空间内以防静电之透明塑料布围成一小空间，采用独立之HEPA或ULPA及空调送风机组而成为一较高级之洁净空间，其等级为10~1000级，高度在2.5米左右，覆盖面积约10m2以下，四支支柱并加装活动轮，可为弹性运用。

  相关概念:

⑴自净时间：是指无尘室按设计换气次数开始送风到无尘室，室内含尘浓度达到所设计的净化级别的时间。1,000级希望不超过20min（分钟，可取15min计算）10,000级希望不超过30min（分钟，可取25min计算）100,000级希望不超过40min（分钟，可取30min计算）

⑵换气次数（按上述自净时间要求设计）1,000级 43.5-55.3次/小时（规范：50次/小时）10,000级 23.8-28.6次/小时（规范：25次/小时）100,000级 14.4-19.2次/小时（规范：15次/小时）

 无尘室设备

风淋室

风淋室系列产品是一种通用性较强的局部净化设备，安装于洁净室与非洁净室之间。当人与货物要进入洁净区时需经风淋室吹淋，其吹出的洁净空气可去除人与货物所携带的尘埃，能有效的阻断或减少尘源进入洁净区。风淋室/货淋室的前后两道门为电子互锁，又可起到气闸的作用，阻止未净化的空气进入洁净区域。

FFU

FFU可模块化连接使用，使得FFU广泛应用于无尘室、无尘操作台、无尘生产线、组装式无尘室和局部百级等应用场合。FFU设有初、高效两级过滤网。风机从FFU顶部将空气吸入并经初、高效过滤器过滤，过滤后的洁净空气在整个出风面以0.45M/S±20%的风速匀速送出。它为不同尺寸大小，不同洁净度等级的洁净室、微环境提供高质量的洁净空气。在新建洁净室、洁净厂房式改造翻新中，即可提高洁净度级别，降低噪音和振动，也可大大降低造价，安装维护方便，是洁净环境的理想部件。

FFU特点： 1.FFU外形尺寸（mm）：1175*575*320，噪声52~56分贝；2.FFU箱体和高效过滤器采用分体式设计,安装,更换高效更方便； 3.风机采用德国emb直驱式离心风机或者国产铝叶轮离心风机,工作时间长达5万小时以上；   4.并具有节能、计算机集中控制、运行稳定、噪声低、数字化调整等特性；   5.FFU采用独特的风道风速均匀，整个出风面以0.45M/S风速均匀送出。   6.壳体可选用镜面不锈钢、覆铝锌板、冷板静电喷塑制做美观大方；FFU出厂前均按美国联邦标准（209E）用激光粒子计数器逐台扫描检测，确保质量；FFU适用于10~1000级无尘车间，便于整体运行集中控制；   FFU适用于半导体、电子、平板显示器和磁盘驱动器的厂家及光学、生物工业及其它对空气中污染有严格控制要求的地方。以独特的优势合理的价格迅速占领市场。  高度低，系统设计时可节省气室空间。轻量化结构设计，可符合各厂家的 Grid 系统安装，更可依 Grid 系统，变更 FFU 结构尺寸设计。内部装置扩散板．风压扩散均匀，出风面风速平均稳定。金属结构顺风道内胆，永不老化．杜绝二次污染产生，表面光滑，风阻低．隔音效果优良。特殊入风口，风道设计，降低压损与噪音的产生。马达效率高，系统消耗电流低，节省能源成本。单相马达，提供三段式调速，可依实际状况调高或降低风速与风量。 1． 风机采用进口高效离心风机，具有长寿命、低噪声、免维护、震动小、可无级调速等特性，风机质量可靠，工作寿命长达5万小时或以上。   2． 特别适合于组装成超净生产线，可根据工艺需要布置为单台使用，也可将多台串联形成100级流水装配线。  3． 壳体结构选用不锈钢、铝合金、覆铝锌板、冷轧钢板材料制造，重量轻、抗腐蚀、防锈、美观大方。  4． 产品出厂前均按美国联邦标准209E，METOME尘埃粒子计数器逐台扫描检测，确保质量。 温州升旭净化工程有限公司专业承接空气净化工程、手术室净化、GMP车间净化、实验室净化、无菌室净化、食品车间净化、层流手术室净化、厂房净化、药品车间等服务。

测试目的

洁净厂房无尘室测试目的是什么呢?其中很大部分业主都是根据净化工程最初的设想来完成测试的指标，当然这是最直截了当的目标及方法，毕竟我们在建设无尘室的意愿也是如此，要达到我们的空气洁净度有需求。在单一流向型无尘室，风速测量的位置可由业主指定，一般是在滤网表面或是工作高度。但是需注明是滤网风速测量（滤网表面）或是无尘室室内风速测量（工作高度）。洁净厂房，无尘室，洁净室--洁净厂房无尘室测试目的。
  无尘室被定义为具备空气过滤、分配、优化、构造材料和装置的房间，其中特定的规则的操作程序以控制空气悬浮微粒浓度，从而达到适当的微粒洁净度级别。无尘室是指将一定空间范围内之空气中的微粒子、有害空气、细菌等之污染物排除，并将室内之温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内，而所给予特别设计之房间。
  气流是控制洁净度与温湿度的最主要因素，它对噪音也有一些影响。因此风速测量，都是放在无尘室测试的第一步。风速测量的目的，是确认滤网送出的气流满足设计规范，其次是确认气流的均匀度。在某些场合可能因现场的限制，室内换气量还必须用风速乘以出口面积来换算。
  单一流向型无尘室，很多都是设计成垂直层流，因此风速均匀度非常重要，只有均匀的垂直层流，才能有效排除微粒污染。非单一流向型无尘室，由于微粒控制的观念是稀释，不是立即排除，一般而言其换气量远比风速重要，因此多只需要测量风量。[1] 

气流流动

无尘室的洁净度往往受到气流的影响，换言之，即人、机器隔间、建筑结构等所产生的尘埃之移动、扩散受到气流的支配。

无尘室系利用HEPA、ULPA过滤空气，其尘埃的收集率达99.97~99.99995%之多，因此经过此过滤器过滤的空气可说十分干净。然而无尘室内除了人以外，尚有机器等之发尘源，这些发生的尘埃一旦扩散，即无法保持洁净空间，因此必须利用气流将发生的尘埃迅速排出室外。

无尘室内的气流是左右无尘室性能的重要因素，一般无尘室的气流速度是选0.25~0.5m/s之间，此气流速度属微风区域，易受人、机器等的动作而干扰趋于混乱、虽提高风速可抑制此一扰乱之影响而保持洁净度、但因风速的提高，将影响运转成本的增加，所以应在满足要求的洁净度水准之时，能以最适当的风速供应，以达到适当的风速供应以达到经济性效果。

另一方面欲达到无尘室洁净度之稳定效果，均一气流之保持亦为一重要因素，均一气流若无法保持，表示风速有异，特别是在壁面，气流会延着壁面发生涡流作用，此时要实现高洁净度事实上很困难。

垂直层流式方向要保持均一气流必须：（a）吹出面的风速不可有速度上的差异；（b）地板回风板吸入面之风速不可有速度上的差异。速度过低或过高（0.2m/s，0.7m/s）均有涡流之现象发生，而0.5m/s之速度，气流则较均一，（21世纪80、90年代）一般无尘室，其风速均取在0.25~0.5m/s之间。

影响无尘室的气流因素很多，如制程设备、人员、无尘室组装材、照明器具等，同时对于生产设备上方气流的分流点，亦应列入考虑因素。

一般操作台或生产设备等表面的气流分流点，应设于无尘室空间与隔墙板间距2/3之处，如此可使作业人员工作时，气流可从制程区内部流向作业区，而将微尘带走；若分流点配置在制程区前方，将成为不当的气流分流，此时大部分的气流将流至制程区之后，作业员操作所引起的尘埃将被带到设备后面，工作台因而将受到污染，良率也势必降低。

无尘室内的工作桌等障碍物，在相接处均会有涡流现象发生，相对地在其附近之洁净度将会较差，在工作桌面钻上回风孔，将使涡流现象减少最低；组装材料之选择是否恰当、设备布局是否完善，亦为气流是否成为涡流现象之重要因素。

无尘室构成

无尘室的构成是由下列各项系统所组成（在所组成的系统分子中是缺一不可的），否则将无法构成一完整且品质良好的无尘室：

⑴天花板系统

包括吊杆（Ceiling rod）、纲梁（I-Beam或U-Beam）、天花板格子梁（Ceiling grid或Ceilingframe）。

⑵空调系统

包括空气舱、过滤器系统、风车等。

⑶隔墙板（Partitional wall)

包括窗户、门。

⑷地板

包括高架地板或防静电地板、以及环氧自流平及滚涂地面。

⑸照明器具

包括日光灯、黄色灯管等。

⑹无尘室之建筑主体构造

一般是用钢筋或骨水泥，但无论是何种构造，必须满足如下之条件：

A.不会因温度变化与振动而发生裂痕；

B.不易产生微尘粒子，且很难附着粒子；

C.吸湿性小；

D.为了维持室内之湿度条件，热绝缘性要高；

建造选址

无尘车间地址的选择应符合有利生产、方便生活、节省投资和经营费用的原则。厂址应设在自然环境和水质较好,大气含尘浓度较低,地形、地物、地貌造成的小气候有利于生产、节能的区域,应远离大量散发粉尘、烟雾、有毒害气体和微生物的区域,如机场、铁路、码头、交通要道等,并在污染源和全年主导风向的上风侧面,且有一定的防护距离。无尘车间与交通主干道间距宜50米以上。 [2] 

1、厂区总图布局应考虑产品工艺特点和防止交叉污染,按生产、行政、生活和辅助区等合理布局,不得互相防碍。 [2] 

2、厂区功能设施一定要配套,必须有保证产品生产所需的生产、仓库、科研、办公及水、电、汽、气公用工程等主要功能厂房设施以外,还应配备三废处理池、废渣料与垃圾临时堆放场地、停车库、机修、饭堂等辅助设施.辅助设施必须因地制宜,按实际需要配套,缺一都会影响厂区环境卫生,影响生产正常进行。 [2] 

3、设置有无尘室的厂房与厂外周围环境的相对位置及与厂内其它厂房设施之间的相对位置,适用于远离产生粉尘、烟雾、有毒气体的污染源,在污染源上风侧,并有一定防护距离的原则。 [2] 

用途分类

⑴、工业无尘室

——以无生命微粒的控制为对象。主要控制空气尘埃微粒对工作对象的污染，内部一般保持正压状态。它适用于精密机械工业、电子工业（半导体、集成电路等）宇航工业、高纯度化学工业、原子能工业、光磁产品工业（光盘、胶片、磁带生产）LCD（液晶玻璃）、电脑硬盘、电脑磁头生产等多行业。

⑵、生物无尘室

主要控制有生命微粒（细菌）与无生命微粒（尘埃）对工作对象的污染。又可分为；

A、 一般生物无尘室，主要控制微生物（细菌）对象的污染。同时其内部材料要能经受各种灭菌剂侵蚀，内部一般保证正压。实质上其内部材料要能经受各种灭菌处理的工业无尘室。例：制药工业、医院（手术室、无菌病房）食品、化妆品、饮料产品生产、动物实验室、理化检验室、血站等。

B、 生物学安全无尘室：主要控制工作对象的有生命微粒对外界和人的污染。内部要保持与大气的负压。例：细菌学、生物学、洁净实验室、物物工程（重组基因、疫苗制备）

污染源

1、发尘量

无尘室内的发尘量，来自设备的可考虑通过局部排风排除，不流入室内；产品，材料等在运送过程中的发尘与人体发尘量相比，一般极小，可忽略；由于金属半壁（彩钢夹心板）的应用来自建筑表面的发尘也很少，一般占10%以下，发尘主要来自人，占90%左右。在人的发尘量上，由于服装材料和样式的改进，发尘绝对量也不断减少。

A、材质：棉质发尘量最大，以下依次为棉、的确良、去静电纯涤纶、尼龙。

B、样式：大挂式发尘量最大，上下分装型次之，全罩型最少；

C、活动：动作时的发尘量一般达到静止时间3-7倍；

D、清洗：用溶剂洗涤的发尘量降至用一般水清洗的五分之一。

室内维护结构表面发尘量，以地面为准，大约相应8平方米地面时的表面发尘量与一个静止的人的发尘量相当。

2、发菌量

工作人员产生的污染

1）皮肤：人类通常每四天完成一次皮肤的完全脱换，人类每分钟脱落约1000片皮肤（平均大小为30*60*3微米）

2）头发：人类的头发（直径约为50~100微米）一直在脱落。

3）口水：包括钠、酶、盐、钾、氯化物及食品微粒。

4）日常衣物：微粒、纤维、硅土、纤维素、各种化学品和细菌。

5）人类静止和坐立每分钟将产生10000个大于0.3微米的微粒。

6）人类在头部和躯干做动作时每分钟将产生1000000个大于0.3微米的微粒。

7）人类以0.9m/s的速度行走时每分钟将产生5000000个大于0.3微米的微粒。

分析国外试验资料可以认为

⑴ 无尘室内当工作人员穿无菌服时：

静止时的发菌量一般为10-300个/min.人

躯体一般活动时的发菌量为 150-1000个/min.人

快步行走时的发菌量为 900-2500个/min.人

⑵ 咳嗽一次一般为 70~700个/ min.人

喷嚏一次一般为 4000~62000个/ min.人

⑶ 穿平常衣服时发菌量 3300~62000个/ min.人

⑷ 无口罩发菌量：有口罩发菌量1:7~1:14

⑸ 发菌量：发尘量 1:500~1:1000 据国内事例：

⑹ 手术中人员发菌量 878个/ min.人

所以，可知无尘室内无菌衣人员的静态发菌量一般不超过300个/ min.人，动态发菌量一般不超过1000个/ min/人，以此作为计算依据是可行的。

防止方法

在电子元件制品的制造过程中，微粒子污染对成品率有重大影响，故应在过程中严格控制微粒子的数量，遵守“不携入、不发生、不储备、除去”四项基本原则以防止微粒子污染。
  无尘室内的浮游微粒子浓度，使用高性能的过滤器即可容易达到零水平，实际的生产现场由于作业者、机器、周边机械的发尘及基板运送时所接触的零件材料的发尘等，在制造品周边扬起了少许的微粒子，因而造成了元件清洁面的粒子污染。
  无尘室内该如何防止微粒子污染呢？应遵守下列四项基本原则：
  1）不携入
  在无尘室内不携入微粒子的方法有：
  作业员进入无尘室前，机台、零件携入前应进行清洁处理；
  进入无尘室者在更衣室要穿着不发尘、不产生静电的具特殊导电性纤维材质的无尘服、帽、鞋、手套、口罩等。
  通过风淋室时利用高速干净空气除去附在衣服表面的粒子后，才能进入无尘室。
  机器及材料带进无尘室前，应尽可能在密封状态下带进无尘室前室保养后用超纯水擦拭，经风淋室吹淋后才进入无尘室。
  无尘室中须全程穿戴密闭式安全帽及佩戴附有filter的排气用小型fan于腰间。
  2）不发生
  在控制最大污染源--人在无尘室内的微粒子发尘量的同时，也应控制第二大污染源—制造机台的发尘量。因物品在移动时，所产生的摩擦及接触剥离会造成发尘，而物品在移动时也会有微粒子的发生。故为了控制发尘量达到最小限度应采取以下对策：
  减少接触剥离发尘的动作形态；
  采用磨耗发尘小的材质；
  采用发尘小的润滑油；
  机台应用空压浮上的非接触化工作原理。
  3）不储备
  若能彻底实施“不携入”技术，无尘室内的洁净度就可以维持。但现实中人和物品的频繁出入及制造机台的掣动，在广大的无尘室内要有完全洁净度是不可能的。因此“不储备”技术快速地在过滤器中应用以除去已发生的微粒子变得非常重要。通常已发生的微粒子会依据重力及静电吸附力而停留在周边的物体表面。突发性的振动及不稳定的气流会使这些累积微粒在空气中再度扬起，增加了重大微粒子污染的危险性。
  在最高等级的无尘室中从天花板到地面，完全除去微粒子的空气须在0.3-0.4m/s的速度作垂直向下流动。这是在约10秒内将室内空气和完全过滤空气完全交换所计算出来的数值。同时，空气的流向也必须要有精确的控制才行。特别要保证气流的流通路径畅通无阻，因为在流通路径中有障碍物的话，容易产生空气空气涡流而形成空气的滞留区域，使得附近已发生的微粒子无法快速排除而长时间漂流在无尘室内，而一部分会附着在周边机器设备的表面而引起污染。
  控制气流可防止微粒子累积，但对于带电表面的微粒累积就无法防止。为了防止由静电吸附而引起的微粒附着，通常在无尘室内会使用带电程度在数十伏以下的导电性材料。而对于制造品本身的带电，则采用带电程度很少的搬送形态及接触部品材料，并藉由除电装置进行除电。
  4）排除/除去
  在无法避免大量微粒子发生的机台中，为了不让无尘室内产生微粒子，因此直接做对外排气的动作，即所谓的局部排气。针对排气的对策如下：由于导入同量的外气是必要的，但会伴随大量的能源消耗。所以无法说是绝对理想的对策。因此尽可能地在压缩排气量的同时，不仅仅是向无尘室外排气，负离子检测仪而应采用将除去粒子后的空气再回流到无尘室内之对策。

无尘室特性

（l）耐久性；⑵成本； ⑶适应性； ⑷可维护性；⑸清洗。

耐久性

无尘室要有符合环境、无尘室内部的清洗溶液及振动、设备、空气过滤系统的耐久材料。而耐久性，同时也依赖无尘室等级来建造。半导体 Fabs 倾向选择铝，基于它的耐久性，然而，它不是便宜的物质。

清洗

在制药和生物工学工业，无尘室的墙壁需要有容易被清洗和擦拭，直到防止滤过性病毒或细菌的污染之特性。在 biotech 市场，清洗真正地是一个最重要的企业。

成本

微电子 C/R 建设费可能花费到亿。fab 能更快的被建造起来，产品也就能更快达到这市场。许多半导体公司的口号是较便宜和较好的。然而 "钱" 将成为一个很重要的考虑因素。

适应性

一些厂商认为适应性可节省一笔金钱，而适应性意指系统可任意移动或改变而不会招致极大的损失。C/R 的拥有者和设计者的能力为改变一C/R的关键，所以他们从不将最初的设计定型。

维护性

对无尘室 C/R 而言，较严格要求的部分为地板、天花板，以及墙壁的部分。至于维修的问题，对材料的选择是否容易清洁性及维修性都应有其优先级。在应用力面、天花板、地板及墙壁三者之中最重要的为天花板，其包含 HEPA 及 ULPA 等滤网，其可过滤掉房间的微粒子，且其常会因各个不同的需要，便其分开来，供应各个不同区域的小房间，曾有人说 ：若建造之预算因某种原因被限制，除了少数的小钱外，其天花板将趋于更贵的地步，其实天花板是一个颇复杂的系统其必须严格地过滤粒子，故其设计必须精确。

许多了解无尘室的人都赞同，第一次拥有无尘室的拥有者，应使用较好之C/R 建筑或工程设计公司或了解建筑 C/R 设计之建筑承包商若假设他们不了解， 则必会浪费一大笔不必要花的钱，故选择一建造C/R 的公司也是非常重要的。

对 C/R 而言，其选择地板的材料也是很重要的。低廉的C/R 地板覆盖着一层乙烯基在薄板上，若太硬的地板覆盖会引起尘埃，而太软的地板会造成地板弯曲甚致破裂，但并不是所有 C/R 的地板，都会覆盖，乙烯基。有些地板是冲孔式、格子式，而全面层流都是冲孔式。

乙烯基有一作用即脱氧，但高浓度乙烯基与其它物若混合的话将会有减低脱氧的效果，而无尘室的墙若以铝作为材料则将会非常昂贵，但铝却可以保护墙面不被空气所氧化，可是却易受酸性气体的侵蚀，而避免的方法是使用电镀，便铝表面增厚，不易氧化，再在铝表面上再涂上一层亮光漆即可防止金属氧化。

对于半导体工业而言，无尘室是一必要且不可缺之设备，其对空气中的粒子要求非常之严格，故对天花板、墙壁、地板的要求亦非常严格。地板是人员、台车及重量的运输，而清除地板所用者大部分为消毒药品及化学药品，当我们看见地板磨损时，也就是使用期已太久，快破裂了，不仅会使得清静度的降级，也会因地板的磨损而发生空气中粒子的增加。

另外，C/R最怕的就是粒子泄漏。天花板中的滤网有很多种。例如层流式C/R 而花板的组成组件包含了HEPA/ULPA 滤网组灯光组亦有可能包含空白的嵌板，这类型的天花板优点为，放置方式并没有严格的限制。

C/R 之墙壁还有一种是以薄钢制成，但必须在表层涂上一层保护层，否则亦会腐蚀，它并不容易电镀，而在表层涂上的保护层会变得易碎，很容易剥落，但若选择高质量的不锈钢，就不必涂上保护层7，而使用玻璃作的 C/R 会使得房间的光线大增，以及美观，但必须涂上一抗紫外线的障碍物，且可以视觉互通，较不会产生幽闭恐惧症。

空调选用

本篇文章所讨论到问题就是选用清净室之 AHU 所应考虑到的问题。对每个工程师或设计师而言，选用清净室的空调系统大概是最复杂的问题之一，因为清净室之空调条件要比平常的空调区间来的复杂且较严格，人都用于医院、药品制造、精密电子零件制造场等。

选用正确的设备是设计者应尽的义务。本篇文章将其分成几个部分作讨论，吾将其作为整理后作成下列报告。

（一） 就政府法令而言

各个国家政府对清净式的设计条件要求不同，应注意设计时政府之时令。设计清净室之 AHU 应府合 FDA 法规或 EPA 排放空气法则。IAQ 已渐渐被重视，设计时应注意 IAQ 之法规。视使用场合而定，过滤方法又可分成机械过滤法与化学过滤法。初级过滤，中级过滤，高效过滤与无菌的环境以机械过滤法即能达成。为达到排气之环境要求化学洗涤器 (scrubber) ，焚化炉或更多的机械及化学过滤设备必需被应用。活性碳或高锰酸盐能有效达到化学过滤的要求。

（二） 就成本而言

在一些外表特殊的建筑物中，那些增加的设计和设备使用的费用在长期的利益中须作正确的判断。在一些特别的应用上，通常都习惯设计两至三次的过滤以达到所要求的状态。传统的清净室若遇上要求较为严格的部分时，设计必须有许多额外加价的部分。清净室应尽量避免停机的现象，在建造的成本里必须注意耐久性及可*度。在风门调整上，设计者设计时，对温度及湿度的要求不同，就像是在设计人们的居住环境一般。在居住环境中，停机期和温湿度上的要求较放置设备上来得高。所以质量上及所提供的服务成果是不能忽视的。在特殊的清净室传送或接收的设备，在错误修改应用上费用是比 较昂贵的，且若不能与设计图上一样，可能会无法执行。在设计特殊的清净室时，建筑的成本中包括运转成本，而运转成本又包括须能持续运转的马达成本及修护成本。成本的归纳有装置费，持续运转费，维修费。计算运转成本必须考虑到能量的消耗及效率的高低。就高效率或新机台启动前，会先引进外气，这样对旋转的原动力、交流板、排气的管路和空气回流混合系统中，长期使用可保持较高的效率。在操作上和持续运转费用上必须考虑是否提高整个的设备费用。

（三） 就工作参数设定而言

特有的温度、湿度噪音、振动及运作的环境要求下，大部分将影响到设备的选用。就某些实例而言，温湿度的设定 点在可接受的范围内必须要维持在一个长时期或较完整的环境及过程。清净室的加热力法可用热水、水蒸气瓦斯和电能，可用冰水，乙醇或冷媒冷却。使用水蒸气、注射器、喷雾器及渗透的方法可以加湿。当评估加湿的来源时，特别要注意的是加湿过程和加湿的方法是否保证清洁。典型的清净室通风管理装置使用一个有吸收力或吸附力的物质去除大气中的湿气或使用低温乙醇螺管系统去湿。温湿度设定后，就必须考虑空气流量参数是否满足所需。典型的清净室必须维持在大气常压下。因此房内之压力及体积之值必须适当予以控制。风扇的噪音与震动必须被考虑上去。适当的装配器材及马达转速可避免不必要的噪音和振动。风扇结构可使用皮带驱动或直接驱动。风速控制及可变频率控制可以依体积需要来决定噪音及振动的限度。最普通的减振方法为装置弹簧基座、固定基座及将空调箱远离。常用的声音衰减器有可动式地板、缓冲机和风扇弯曲度及伸缩度控制。声音衰减器隔离风扇和设计成薄的特性，可降低几度音阶结合。除了粒子的控制之外，特别要考虑的有（a）带细菌的操作过程，（b）腐蚀物或有毒的化学物品，（c）挥发性或易爆发的药剂，（d）还有室内及排气的空气质量，（e）安全，（f）设备寿命和保养能力等。

（四） 就建筑考虑方面

空间的使用率会影响 AHU 的实际大小。保养门和通路仪表板的位置必须谨慎地决定，特别是位于小空间的设备。应防止表面凝结，除了涉及湿气作用和凝结在设备的外部之外，湿气对于空气传递设备内部构成要素也有不利的影响，混气对内部构成也有不利影响，将使寿命缩短，成本提高。湿气作用将会散布弊病和污染物，便得效率低的令人害怕。减低建筑物的腐蚀物质和铝、不锈钢或涂上一层合金，可以使用上列物质使清净室寿命增加。设计设备空间时，应保留适当的通路，以备打扫或维修用。对于铜制的、不锈钢制和铝制的盘管，应注意那种场合适用那些盘管。

（五） 就管理合成物的规格方法

详述一 C/R 的 AHU 是一个极大的工作，并完全增加探讨和了解这加工方法能够提供其范围于 C/R环境，可使用的操作上和地理性的参数运用上也必须被估量。

有专业和有经验的 AHU 厂商能够协助使用者在使用上的复杂细节以使机器不会过量设计，此项重点在 C/R 设计阶段即应详加注意。

其要求是否容易对材料的选择而言天花板中的滤网有许多种，其最怕的就是粒子泄漏。

洁净标准

（GB50073-2001）

维护管理

洁净技术在近20年发展迅速，各种规模、不同等级的无尘室在电子、精密机械、航天、医疗、食品、化妆品、生物制药等行业发挥着日益重要的作用，为提高产品质量、开发高新产品做出了重要贡献。无尘室如果设计是正确、合理的，施工建造是高质量的，但在运行维护管理中不科学、不严格、必将使无尘室的空气洁净度逐渐下降，造成实际生产环境中的多项指标偏离规定要求，从而产品质量下降，甚至不合格。

无尘室人员管理，制定专职管理人员的职责、无尘室人员的准入制度、人员培训教育规定、进入无尘室人员的“人净程序”管理。物流管理，物料进入、各类设备进入，以及相关设备、管线的维护管理，应做到不得将微粒、微生物带入室内。洁净度管理，包括洁净服采购和制作、洁净服使用管理、洁净服的清洗规定等。清扫、灭菌管理，对于无尘室内的各种设备和设施的清扫灭菌方法，周期和检查作明确的规定，防止、消除无尘室内尘粒、微生物的产生、滞留及繁殖。严格各类设备、设施的维护管理，制定相应的操作规程，保证各类设备、设施按要求正常运转，包括净化空调系统、各类水电系统、生产工艺设备和器具等，以确保产品生产工艺要求和空气洁净度级别。

监控无尘室在使用过程中正常的运行和维护，应对室内的运行状况及相关设施进行定期检查。如：在规定的时间、地点，用粒子计数器测定控制粒径的微粒数；在规定时间、地点测定沉降菌落数或浮游菌数等；温湿度方面，在规定的时间、地点测定和核对连续测定记录；测量净化空调系统的高效过滤器的压差，检查空气过滤器是否堵塞、安装的密封垫是否完好或过滤器损坏引起的泄露情况，使用风速计检查局部排风装置的风量；使用噪声测定仪在规定的时间、地点测定噪声值；检查送风机轴承、送风机的运行状态、尘埃和污物，以及送、回风管道内部和送风口的腐蚀及污垢等情况；无尘室内是否保值清洁、顶棚和墙面是否有裂缝或腐蚀；涂敷状态、机械和设备类有没有异常现象等，必须逐个列表检查，不能遗漏任何一项；使用照度表在规定的时间、地点测定照度值；使用压差表测定无尘室内外的静压差。

五、生物芯片

生物芯片技术起源于核酸分子杂交。所谓生物芯片一般指高密度固定在互相支持介质上的生物信息分子（如基因片段、DNA片段或多肽、蛋白质、糖分子、组织等）的微阵列杂交型芯片（micro-arrays），阵列中每个分子的序列及位置都是已知的，并且是预先设定好的序列点阵。微流控芯片（microfluidic chips）和液相生物芯片是比微阵列芯片后发展的生物芯片新技术，生物芯片技术是系统生物技术的基本内容。

生物芯片（biochip或bioarray）是根据生物分子间特异相互作用的原理，将生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对DNA、RNA、多肽、蛋白质以及其他生物成分的高通量快速检测。狭义的生物芯片概念是指通过不同方法将生物分子（寡核苷酸、cDNA、genomic DNA、多肽、抗体、抗原等）固着于硅片、玻璃片（珠）、塑料片（珠）、凝胶、尼龙膜等固相递质上形成的生物分子点阵。因此生物芯片技术又称微陈列（microarray）技术，含有大量生物信息的固相基质称为微阵列，又称生物芯片。生物芯片在此类芯片的基础上又发展出微流体芯片（microfluidics chip），亦称微电子芯片（microelectronicchip），也就是缩微实验室芯片。

什么是生物芯片呢？简单说，生物芯片就是在一块玻璃片、硅片、尼龙膜等材料上放上生物样品，然后由一种仪器收集信号，用计算机分析数据结果。

人们可能很容易把生物芯片与电子芯片联系起来。事实上，两者确有一个最基本的共同点：在微小尺寸上具有海量的数据信息。但它们是完全不同的两种东西，电子芯片上布列的是一个个半导体电子单元，而生物芯片上布列的是一个个生物探针分子。

芯片的概念取之于集成的概念，如电子芯片的意思就是把大的东西变成小的东西，集成在一起。生物芯片也是集成，不过是生物材料的集成。像实验室检测一样，在生物芯片上检查血糖、蛋白、酶活性等，是基于同样的生物反应原理。所以生物芯片就是一个载体平台。这个平台的材料则有很多种，如硅，玻璃，膜（纤维素膜）等，还有一些三维结构的多聚体，平台上则密密麻麻地摆满了各种生物材料。芯片只是一个载体。做什么东西、检测什么，还是靠生物学家来完成。也就是说，原来要在很大的实验室中需要很多个试管的反应，现在被移至一张芯片上同时发生了。

五、净化工程

净化工程是指控制产品 (如硅芯片等) 所接触大气的洁净度及温湿度，使产品能在一个良好的环境空间中生产、制造。此环境空间的设计施工过程即可称为净化工程。

原理

乱流洁净室

乱流洁净室的主要特点是从来流到出流（从送风口到回风口）之间气流的流通截面是变化的，洁净室截面比送风口截面大得多，因而不能在全室截面或者在全室工作区截面形成匀速气流。所以，送风口以后的流线彼此有很大或者越来越大的夹角，曲率半径很小，气流在室内不可能以单一方向流动，将会彼此撞击，将有回流、旋涡产生。这就决定乱流洁净室的流态实质是：突变流；非均匀流。

这比用紊流来描述乱流洁净室更确切、更全面。紊流主要决定于雷诺数，也就是主要受流速的影响，但是如果采用一个高效过滤器顶送的送风形式，则即使流速极低，也要产生上述各种结果，这就因为它是一个突变流和非均匀流。因此这种情况下不仅有流层之间因紊流流动而发生的掺混，而且还有全室范围内的大的回流、旋涡所发生的掺混。

单向流洁净室

单向流洁净室一般有两种类型，即水平流和垂直流。在水平流系统中，气流是从一面墙流向另一面墙。在垂直流系统中，气流是从吊顶流向地面。对要求洁净室的悬浮粒子浓度或微生物浓度更低的场合，就使用单向气流。以前称这类洁净室为“层流”洁净室。单向流和层流的名称均说明了其气流的状况：气流以一个方向流动（或是垂直的或是水平的），并以一般是0.3米/秒至0.5米/秒（60英尺/分钟至100英尺/分钟）的均速流过整个空间。由满布洁净室吊顶的高效过滤器向室内送风。气流有如一个空气活塞，向下流经室内，带走污染物，然后从地面排出。又在与外部的一些新鲜空气混合后，再循环至高效过滤器。人员和工艺所产生的悬浮污染可立即被这种空气清除掉，而紊流通风系统采用的是混合与稀释原理。在一间没有任何障碍物的空房间，单向流用比前面提到的低得多的风速，就可以很快将污染物清除。但在一个操作间，机器以及机器周围走动的人员，会对气流形成障碍。障碍物可以使单向流变成紊流，从而在障碍物周围形成气流团。人员的活动也可以使单向流变成紊流。在这些紊流中，由于风速较低，空气稀释程度较小，从而使得污染浓度较高。因此，必须将风速保持在0.3米/秒至0.5米/秒（60英尺/分钟至100英尺/分钟）的范围里，以便使中断的单向流能快速恢复，充分稀释障碍物周围紊流区的污染。用风速可以正确地表示出单向流，因为风速越高室内就越洁净。而每小时换气次数与房间的体积有关，如吊顶的高低，因此不适合用来表示单向流。单向流室内的送风量是紊流室的很多倍（10到100倍）。

控制

洁净室中的温湿度控制

洁净空间的温湿度主要是根据工艺要求来确定，但在满足工艺要求的条件下，应考虑到人的舒适度感。随着空气洁净度要求的提高，出现了工艺对温湿度的要求也越来越严的趋势。具体工艺对温度的要求以后还要列举，但作为总的原则看，由于加工精度越来越精细，所以对温度波动范围的要求越来越小。例如在大规模集成电路生产的光刻曝光工艺中，作为掩膜板材料的玻璃与硅片的热膨胀系数的差要求越来越小。直径100 um的硅片，温度上升1度，就引起了0.24um线性膨胀，所以必须有±0.1度的恒温，同时要求湿度值一般较低，因为人出汗以后，对产品将有污染，特别是怕钠的半导体车间，这种车间温度不宜超过25度，湿度过高产生的问题更多。相对湿度超过55%时，冷却水管壁上会结露，如果发生在精密装置或电路中，就会引起各种事故。相对湿度在50%时易生锈。此外，湿度太高时将通过空气中的水分子把硅片表面粘着的灰尘化学吸附在表面难以清除。相对湿度越高,粘附的越难去掉，但当相对湿度低于30%时，又由于静电力的作用使粒子也容易吸附于表面，同时大量半导体器件容易发生击穿。对于硅片生产最佳湿度范围为35—45%。

气压规定

对于大部分洁净空间，为了防止外界污染侵入，需要保持内部的压力（静压）高于外部的压力（静压）。压力差的维持一般应符合以下原则：

1．洁净空间的压力要高于非洁净空间的压力。

2.洁净度级别高的空间的压力要高于相邻的洁净度级别低的空间的压力。

压力差的维持依靠新风量，这个新风量要能补偿在这一压力差下从缝隙漏泄掉的风量。所以压力差的物理意义就是漏泄（或渗透）风量通过洁净室的各种缝隙时的阻力。

洁净室中的气流速度规定

这里要讨论的气流速度是指洁净室内的气流速度，在其他洁净空间中的气流速度在讨论具体设备时再说明。

对于乱流洁净室 由于主主要靠空气的稀释作用来减轻室内污染的程度，所以主要用换气次数这一概念，而不直接用速度的概念，不过对室内气流速度也有如下要求；

(1)送风口出口气流速度不宜太大，和单纯空调房间相比，要求速度衰减更快，扩散角度更大。

(2)吹过水平面的气流速度（例如侧送时回流速度）不宜太大，以免吹起表面微粒重返气流，而造成再污染，这一速度一般不宜大干0.2m/s。

对于平行流洁净室《习惯上称层流洁净室，由于主要靠气流的“活塞打挤压作用排除行染，所以截面上的速度就是非常重要的指标。过去都参考美国20gB标准，采用0.45m/s．但人们也都了解到这样大速度所需要的通风量是极大的，为了节能，也都在探求降低风速的可行性。

在我国，《空气洁净技术措施》和(洁净厂房设计规范）都是这样规定的

垂直平行流（层流）洁净室≥0.25m/s

水平平行流（层流）洁净室≥0.35 m/s

噪声控制

洁净室噪声标准一般均严于保护健康的标准，目的在于保障操作正常进行，满足必要的谈话联系及安全舒适的工作环境。因此衡量洁净室的噪声主要指标是：

1．烦恼的效应

由于噪声，使人感到不安宁而产生烦恼情绪，一般分为极安静、很安静、较安静、稍嫌吵闹，比较吵闹和极吵闹7个烦恼等级。凡反应水平属于很吵闹和极吵闹者，即为高烦恼，高烦恼人数在总人数中的百分比即为高烦恼率。

2．对工作效率的影响

这主要看三方面的反应水平，这三个方面是：集中精神，动作准确性，工作速度；

3．对综合通讯的干扰

这主要分为：清楚或满意，稍困难，困难，不可能

对以上三方面指标都用A声级来评价。在50年代曾提出用一条频谱曲线作为评价标准即各频带中心频率的声压级不得超过该曲线。后来了解到刷A等级来计量噪声与噪声的语音干扰和烦恼程度更为台适，可以代替倍频带声压级作为评价标准的指标。

向有很高的要求。这里有必要先说明一下无窗洁净室的照明方式：

(1)一般照明

它指不考虑特殊的局部需要，为照亮整个被照面积而设置的照明。

(2)局部照明

这是指为增加某一指定地点（如工作点）的照度而设置的照明。但在室内照明由一般不单独使用局部照明。

(3)混合照明

这是指工作面上的照度由一般照明和局部照明合成的照明，其中一般照明的照度按《洁净厂房设计规范》应占总照度的10%—15%，但不低干150LX。 单位被照面积上接受的光通量即是照明单位勒克斯(LX)。

国外洁净室的强度要求极高，例如美国关于洁净室的几个标准的要求是．

人工光300lx有较好的效果，当工件精细程度更高时，500x也是允许的。对于要红灯照明的地方，如电子行业的光刻车间，其照度一般为(25—501x)，

用天然光时可允许更高的照度，因而对工作是有利的，所以今后洁净室的照明既采用人工光也采用天然光可能是有前途的，这也是为了节能而出现的一种动向。

防静电

洁净室中由于静电引起的的事故屡有发生，因此洁净室的防静电能力如何已成为评价其质量的一个不可忽视的方面。

所谓静电，是由于摩擦等原因破坏了物体中正(+)负<一）电荷等量的均匀的电中性状态，而使电荷过剩，物体呈带电状态，由于这些电荷平时是不流动的，故称静电。

在洁净室内静电导致的事故有以下几方面；

1．静电电引起的静电电击，引起人的不安全和恐惧感，并可造成二次伤害(例如人因受电击而摔倒，由摔倒又致伤)；

2．静电放电引起的放电电流，可导致诸如半导体元件等破坏和误动作，例如将50块P- MOS电路放在塑料袋内，摇晃数次后，与非门栅极严重击穿者计39块，失效率竞达78%，这是因为半导体器件对静电放电十分灵敏；

3．静电放电产生的电磁波可导致电子仪器和装置的杂音和误动作；

4．静电放电的发光可导致照相肢片等感光破坏；

5．静电的力学现象可导致筛孔被粉尘堵塞，纺纱线纷乱，印刷品深浅不均和制品污染；

静电事故的产生主要在于静电的产生和积累，而气流的流动，气流和管道、风口、过滤器等摩擦，人体和衣服的摩擦，衣服之间的摩擦，工艺上的研磨，喷涂、射流、洗涤、搅拌、粘合和剥离等操作，所有选些都可能产生静电，在一般情况下，越是电导率小的非导体（绝缘体），由于电荷产生后不易流动，因此表现为越容易带电。

静电问题所以在洁净室中特别严重，是因为不但在洁净室中具备前述产生静电的多种工艺因素，而且因为洁净室中的许多材料如塑料地面、墙面，尼龙、的确良等工作服都有很高的电阻率，都极易产生静电和集聚静电，在洁净室的静电灾害未被重视以前，这些材料料是被广泛采用的。

作用

控制产品 (如硅芯片等) 所接触之大气的洁净度及温湿度，使产品能在一个良好之环境空间中生产、制造。此空间的设计施工过程即可称为净化工程。

分类

乱流式 (Turbulent Flow)

空气由空调箱经风管与洁净室内之空气过滤器(HEPA) 进入洁净室，并由洁净室两侧隔间墙板或高架地板

回风。气流非直线型运动而呈不规则之乱流或涡流状态。此型式适用于洁净室等级1,000-100,000级。

优点：构造简单、系统建造成本低，洁净室的扩充比较容易，在某些特殊用途场所，可并用无尘工作台，提高洁净室等级。

缺点：乱流造成的微尘粒子于室内空间飘浮不易排出，易污染制程产品。另外若系统停止运转再激活，欲达需求之洁净度，往往须耗时相当长一段时间。

层流式(Laminar)

层流式空气气流运动成一均匀之直线型，空气由覆盖率100%之过滤器进入室内，并由高架地板或两侧隔墙板回风。此型式适用于洁净室等级需定较高的环境使用，一般其洁净室等级为Class1~100。其型式可分为二种：

(1)水平层流式：水平式空气自过滤器单方向吹出，由对边墙壁之回风系统回风，尘埃随风向排出室外，一般在下流侧污染较严重。

优点：构造简单，运转后短时间内即可变成稳定。

缺点：建造费用比乱流式高，室内空间不易扩充。

(2)垂直层流式：房间天花板完全以ULPA过滤器覆盖，空气由上往下吹，可得较高之洁净度，在制程中或工作人员所产生的尘埃可快速排出室外而不会影响其它工作区域。

优点：管理容易，运转开始短时间内即可达稳定状态，不易为作业状态或作业人员所影响。

缺点：构造费用较高，弹性运用空间困难，天花板之吊架相当占空间，维修更换过滤器较麻烦。

复合式(Mixed Type)

复合式为将乱流式及层流式予以复合或并用，可提供局部超洁净之空气。

(1)洁净隧道(Clean Tunnel)：以HEPA或ULPA过滤器将制程区域或工作区域100%覆盖使洁净度等级提高至10级以上，可节省安装运转费用。此型式需将作业人员之工作区与产品和机器维修予以隔离，以避免机器维修时影响工作及品质。ULSI制程大都采用此种型式。

洁净隧道另有二项优点：A.弹性扩充容易； B.维修设备时可在维修区轻易执行。

(2)洁净管道(Clean Tube)：将产品流程经过的自动生产线包围并净化处理，将洁净度等级提至100级以上。因产品和作业员及发尘环境相互隔离，少量之送风即可得到良好之洁净度，可节省能源，不需人工的自动化生产线为最适宜使用。药品、食品业界及半导体业界均适用。

(3)并装局部洁净室(Clean Spot)：将洁净室等级10,000~100,000之乱流洁净室内之产品制程区的洁净度等级提高为10~1000级以上，以为生产之用；洁净工作台、洁净工作棚、洁净风柜即属此类。

洁净工作棚：为在乱流式之洁净室空间内以防静电之透明塑料布围成一小空间，采用独立之HEPA或ULPA及空调送风机组而成为一较高级之洁净空间，其等级为10~1000级，高度在2.5米左右，覆盖面积约10m2以下，四支支柱并加装活动轮，可为弹性运用。

等级标准

经济和科技发达的国家和地区都有自己的空气洁净标准和规范标准，都规定了有关的洁净度等级，例如美国、日本、西欧、北欧、俄罗斯等。我国于1984年颁布《洁净厂房设计规范》（GBJ73-84），1996年该规范进行了较大的修改，1990年颁布《洁净室施工及验收规范》（JGJ71-90）以指导施工和验收的重要文件。该规范在重新修订中。

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GBJ73-84规定的洁净度等级

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标准FS209E中的洁净等级

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行业应用

净化工程是一个应用行业非常广泛的基础性配套产业，（21世纪）在电子信息、半导体、光电子、精密制造、医药卫生、生物工程、航天航空、汽车喷涂等众多行业均有应用，并根据行业的精密与无尘要求，等级差别也较大。

目前级别最高的当属航天航空的航空仓，基本是属于1级，属于特殊领域，面积相对较小。

另外对级别要求较高的是生化实验室和高精纳米材料生产车间，物联网芯片的发展将是未来需求的一大方向。

随着电子元器件向微小化方向发展，液晶面板已经升级至第八代，行业需求非常巨大。

解决方案

大部分净化厂房尤其电子工业用的洁净厂房都有严格的恒温、恒湿的要求，不仅对厂房内的温、湿度有严格的要求，而且对温度和相对湿度的波动范围也有严格的要求。因此，在净化空调系统的空气处理上要采取相应的措施，例如：夏季要降温、去湿（因为夏季室外空气是高温、高湿的），冬季要加热加湿（因为冬季室外空气是寒冷干燥的，室内湿度过低会产生静电，静电对电子产品的生产是致命的）。

对于净化空调系统的加湿问题而言，常用的加湿方法有很多种，有淋水、湿膜、高压喷雾超声波等水加湿，这些加湿方法属等焓加湿过程。而喷蒸汽、喷干蒸汽和电极（电热）加湿是向空调送风中喷蒸汽，其加湿方法属等温加湿过程。

从确保洁净室内相对湿度的精度而言，上述的淋水、高压喷雾、湿膜等水加湿方法其控制的精度不高，故当洁净室内相对湿度精度要求≤±10%时最好不采用。而采用喷干蒸汽和电热（电极）式加湿的方法。喷干蒸汽的加湿方法要注意干蒸汽加湿器有一个喷蒸汽效率的问题，并非喷入空调箱内的蒸汽全部加入到空调送风中，而其中有一部分变成凝结水排放出来。因此，选择干蒸汽加湿的加湿量时应考虑其喷蒸的效率。有的厂家给出的喷蒸效率为70%。

各种不同的加湿器的应用范围不同：如：淋水、湿膜、高压喷雾等水加湿器，其特点是加湿量大、投资费用低，而相对湿度控制精度较差，因此多用于相对湿度要求不严格（> ±10%），加湿量很大的工业厂房和一般舒适用空调房间的空调系统加湿。而相对湿度控制精度高的干蒸汽加湿和电极（电热）式加湿因投资较高则多用在相对湿度精度要求严格的恒温恒湿洁净室的空调系统加湿中。

对于以微生物为控制对象的生物洁净室（例如：生物制药、洁净手术室、无菌室、生物安全实验室、实验无菌动物饲养室等）其重点要控制微生物的产生和传播，因为潮湿和水分是微生物滋生和繁殖的条件，因此水加湿的淋水、湿膜、高压喷雾等方法不能用在生物洁净室中，只能采用干蒸汽加湿和电极（电热）式加湿。

还有一个值得注意的问题是，近些年来我国南方如佛山、广州以及华东的上海、苏州等地冬季室外空气相对湿度较“规范”给出的室外空调计算相对湿度要低，例如：冬季室外计算相对湿度佛山无尘室、广州均为70%，上海和苏州为75%，而这些年实测的室外相对湿度有时只有30%左右，因此，建起来运行的洁净室的加湿量不足，室内相对湿度偏低，达不到设计要求。有的工厂为了简便和省钱，在原空调器内增加湿膜或喷雾进行加湿以加大加湿量。但是，事与愿违，不但加不进去湿量而且加进去的还会很快饱和变为凝结水析出来，而达不到加湿目的。因为，湿膜和高压喷雾属等焓加湿过程，加湿前的空调空气必须加热到一定温度后再加湿才能达到加湿目的。如果不进行加热是不可行的。

在加湿问题上还有一个应注意的问题就是空调器内空气流动带水的问题。有的工程中由于加湿的带水问题没有处理好，结果后面的中效过滤器甚至高效过滤器都被携带的水打湿了。对于干蒸汽加湿器也要注意蒸汽管和凝结水管的坡度和坡向问题，要使凝结水迅速地排到空调器外。若加湿器设在空调器的风机段内，还应采取措施避免凝结水滴到电机上，造成电机短路断电。

光学微电子净化工程-洁净车间技术解决方案

光学微电子净化工程之定义为将一定空间范围内之空气中的微尘粒子、有害空气、细菌等之污染物排除，并将室内之温湿度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音震动及照明、静电控制在某一需求范围内，而所给于特别设计之密闭空间。

光学微电子净化工程亦名无尘室或清净室，已是半导体、精密制造、液晶制造、光学制造、线路板制造和生物化学、医药、食品制造等行业不可或缺的重要设施。近几年来，由于技术之创新发展，对于产品的高精密度化、细小型化之需求更为迫切，如超大型积体电路之研究制造，已成为世界各国在科技发展上极为重视的项目，而我公司的设计理念及施工技术在行业中则处于领先地位。

光学微电子净化工程一般包括：

1、 洁净生产区

2、 洁净辅助间（包括人员净化用房、物料净化用室和部分生活用室等）

3、 管理区（包括办公、值班、管理和休息）

4、 设备区（包括净化空调系统应用、电气用房、高纯水和高纯气用房、冷热设备用房）

材料

1. 净化厂房墙、顶板材一般多采用50mm厚的夹芯彩钢板制造，其特点为美观、刚性强。圆弧墙 角、门、窗框等一般采用专用氧化铝型材制造。

2.地面可采用环氧自流坪地坪或高级耐磨塑料地板，有防静电要求的，可选用防静电型。

3.送回风管道用热渡锌板制成，贴净化保温效果好的阻燃型PF发泡塑胶板。

4.高效送风口用不锈钢框架，美观清洁，冲孔网板用烤漆铝板，不生锈不粘尘，宜清洁。

光学微电子净化工程解决方案:

净化工程的设计过程中，应加强对光学微电子行业净化工程设计方案分析了解,根据该工程是新建工程或者是旧厂房改造工程，并结合其具体的生产工艺、生产流程等要求确定其需要的洁净度、温湿度。再根据该工程的具体情况，同时还要考虑到生产厂家的经济承受能力，综合各种因素来确定采用何种净化方案，这样才可设计出一个能满足甲方生产使用要求、工程造价合理、经济节能实用的方案。

1、组合式空气处理机组+冷水机组+高效送风口

这是一个最传统的净化空调系统的设计方案。组合式空气处理机组里含有各种功能段，如混合段、初效过滤段、表冷段、二次回风段(或中间段)、加热段、加湿段、中效过滤段、风机段等。其冷源由冷水机组提供。

优点：

A.空气处理效果好，因空气经过集中处理，在送风过程中被污染程度较低。送风的温度、湿度的控制比较精确;

B.比较适用于有集中冷源的或是较大的厂房;

C.空调冷热源可与厂房普通空调系统合用或独立冷热源;

D.维修频率较低;

E.车间的噪音低。

缺点：

A.需要有配套的冷冻机房或有放置热泵机组的室外空间。另需要有放置组合式空气处理机组的空调机房，如25000m3/h的组合式空气处理机组，常用外形尺寸为6450×1850×2250mm左右。对于旧厂房改造项目来说比较困难空出一个20-30┫的机房的;

B.造价高。

特点：

A.建议新风经过集中处理后再与回风混合，这样可以减少表冷段的冷处理负担;

B.这类方案一般可以适用洁净度较高的如百级、千级或万级、十万级等较低的净化无尘厂房。

2、光学微电子行业净化工程设计方案分析之水冷柜机+增压风柜+高效送风口

与前种方案比较，这是相对比较简单的空调方案。它可以大大地缩小机房的面积，水冷柜机可以根据具体的情况布置于较小机房内或净化车间内，增压风柜也可以布置于机房内或吊在机房内或在夹层内。

优点：

A.空气处理效果较好的，处理过后的空气在送风过程中被污染程度低。送风的温度、湿度控制效果可以达到较好的控制。主要在空气处理机组(增压风柜)里进行控制;

B.布置灵活。自带冷源;

C.大小厂房、新旧厂房都适用;

D.维修频率较低;

E.车间噪音低。

缺点：

A.需要小面积的机房。需要有冷却塔 [1]  、冷却水泵的摆放位置;

B.空调机组与空调处理机组要集中布置;

C.造价较低。特点：这种方案可以是一次回风也可以是二次回风，具体根据车间的大小情况而定;这类方案一般可以适用于洁净度为千级、万级、十万级等的净化无尘厂房。

3、光学微电子行业净化工程设计方案分析之分体空调柜机++FFU送风口

这是最简易的一个空调方案。是直接将分体空调柜机布置于车间内，并用彩钢围护起来，在柜机回风口处再在彩钢板上开回风口(带初效过滤网);KLC风机过滤单元FFU均匀布置于吊顶天花。这个方案适用于对室内温湿度精度要求不高的无尘车间。

优点：

A.不需要占用机房面积，布置很灵活的;

B.可以满足空气的洁净度;

C.造价最低。如此类无尘车间初投资约需要40万;

D.送风均匀度好。

缺点：

A.温湿度控制较差;

B.可以满足空气的洁净度;

C.FFU的维修频率高。

4、光学微电子行业净化工程设计方案分析之无尘车间的特点

A、无尘车间

洁净度:

LCD制屏的简略流程为：清洗→印刷取向膜→磨擦→密封印刷层散布隔垫物→组合→划线和切割→LC注入→贴偏振片→制屏终检。

在本设计里是指末端工艺的一些无尘车间，其净化洁净度一般为千级或万级或十万级。背光屏类无尘车间主要是这类产品的冲压车间、组装等无尘车间，其洁净度一般为万级或十万级。

B、室内空气参数要求 ：

(1)温湿度要求：温度一般为24+2℃，相对湿度为55+5%。

(2)新风量大。由于这类车间内，人员比较多，可以根据以下数值应取下列的最大值：非单向流洁净室总送风量的10-30%;补偿室内排风和保持室内正压值所需的新鲜空气量;保证室内每人每小时的新鲜 空气量≥40m3/h。

(3)送风量大。为了满足洁净室内的洁净度及热湿平衡，需要较大的送风量，就300平方米的车间，吊顶高度为2.5米的，如果是万级，送风量就需要300×2.5×30=22500m3/h的送风量(换气次数，是≥25次/h);如果是十万级，送风量就需要300×2.5×20=15000m3/h的送风量(换气次数，是≥15次/h)。

光学微电子行业净化工程设计方案分析

对于常规电子厂房洁净室空调的设计，应根据电子厂房的生产工艺要求及甲方的经济条件来选用哪种空调设计方案，以满足生产工艺的要求作为前提。根据以往经验，对于要求高的可以选用组合式空气处理机组集中处理的空调方案;对于要求不高的，又要初投资低的，可以选用柜机+FFU。总之，具体的方案选择根据具体情况而定。

净化工程中空气净化处理方案

●净化工程中各级空气洁净度的空气净化处理，均应采用初效、中效、高效空气过滤器三级过滤。100000级空气净化处理，可采用亚高效空气过滤器代高效空气过滤器。

●空气过滤器的选用布置和安装方式，应符合：初效空气过滤器不应选用浸油式过滤器；中效空气过滤器宜集中设置在净化空气调节系统的正压段；高效空气过滤器或亚高效空气过滤器宜设置在净化空气调节系统末端，高效空气过滤的安装方式应简便可靠，宜检漏和更换；中效、亚高效、高效空气过滤器宜按额定风量选用；阻力、效率相近的高效空气过滤器宜设置在同一净化车间内。

●确定集中或分散式净化空气调节系统时，应综合考虑生产工艺的特点和净化车间空气的洁净度等级、面积、位置等因素。凡生产工艺连续、无尘室或净化车间面积较大时，位置集中以及噪声控制和振动控制要求严格的洁净室，宜采用集中式净化空气调节系统。

●净化空气调节系统如需电加热时，应选用管状电加热器，位置应布置在高效空气过滤器的上风侧，并应有防火安全措施。

●送风机可按净化空气调节系统的总送风量和总阻力值进行选择，中效、高效空气过滤器的阻力宜按其初阻力的两倍计算。

●净化工程中净化空气调节系统除直流式系统和设置值班风机的系统外，应采取防止室外污染空气通过新风口参入净化车间内的防灌倒措施。

●净化空气调节系统设计应合理利用回风，凡工艺过程产生大量有害物质且局部处理不能满足卫生要求，或对其他工序有危害时，则不应用回风。