Introduzione
A stanza bianca hè a basa di u cuntrollu di l'inquinamentu. Senza una stanza bianca, i pezzi sensibili à l'inquinamentu ùn ponu esse pruduciuti in massa. In FED-STD-2, a stanza bianca hè definita cum'è una stanza cù filtrazione di l'aria, distribuzione, ottimizazione, materiali di custruzzione è equipaggiamenti, in a quale sò aduprate procedure operative regulare specifiche per cuntrullà a cuncentrazione di particelle in l'aria per ottene u livellu di pulizia di e particelle adattatu.
Per ottene un bon effettu di pulizia in una stanza pulita, hè necessariu micca solu fucalizza si nantu à piglià misure ragionevuli di purificazione di l'aria condizionata, ma ancu dumandà à u prucessu, a custruzzione è altre specialità di piglià misure currispondenti: micca solu un cuncepimentu ragionevule, ma ancu una custruzzione è una installazione attenta in cunfurmità cù e specificazioni, è ancu un usu currettu di a stanza pulita è a manutenzione è a gestione scientifica. Per ottene un bon effettu in una stanza pulita, parechje litterature naziunali è straniere sò state esposte da diverse prospettive. In fatti, hè difficiule di ottene una coordinazione ideale trà diverse specialità, è hè difficiule per i designer di capisce a qualità di a custruzzione è di l'installazione, è ancu l'usu è a gestione, in particulare quest'ultima. In quantu à e misure di purificazione di a stanza pulita, parechji designer, o ancu e parti di custruzzione, spessu ùn prestanu micca abbastanza attenzione à e so cundizioni necessarie, risultendu in un effettu di pulizia insoddisfacente. Questu articulu discute solu brevemente e quattru cundizioni necessarie per ottene i requisiti di pulizia in e misure di purificazione di a stanza pulita.
1. Pulizia di l'aria di furnimentu
Per assicurà chì a pulizia di l'aria furnita risponde à i requisiti, a chjave hè a prestazione è l'installazione di u filtru finale di u sistema di purificazione.
Selezzione di filtru
U filtru finale di u sistema di purificazione generalmente adotta un filtru hepa o un filtru sub-hepa. Sicondu i standard di u mo paese, l'efficienza di i filtri hepa hè divisa in quattru gradi: a Classe A hè ≥99,9%, a Classe B hè ≥99,9%, a Classe C hè ≥99,999%, a Classe D hè (per particelle ≥0,1 μm) ≥99,999% (cunnisciuti ancu cum'è filtri ultra-hepa); i filtri sub-hepa sò (per particelle ≥0,5 μm) 95 ~ 99,9%. Più alta hè l'efficienza, più caru hè u filtru. Dunque, quandu scegliemu un filtru, ùn duvemu micca solu risponde à i requisiti di pulizia di l'alimentazione d'aria, ma ancu cunsiderà a razionalità ecunomica.
Da u puntu di vista di i requisiti di pulizia, u principiu hè di utilizà filtri à bassa prestazione per e camere pulite di livellu bassu è filtri à alta prestazione per e camere pulite di livellu altu. In generale: i filtri à alta è media efficienza ponu esse aduprati per u livellu di 1 milione; i filtri sub-hepa o hepa di Classe A ponu esse aduprati per i livelli sottu à a classe 10.000; i filtri di Classe B ponu esse aduprati per a classe da 10.000 à 100; è i filtri di Classe C ponu esse aduprati per i livelli da 100 à 1. Pare chì ci sianu dui tippi di filtri da sceglie per ogni livellu di pulizia. A scelta di filtri à alta prestazione o à bassa prestazione dipende da a situazione specifica: quandu l'inquinamentu ambientale hè seriu, o u rapportu di scaricu internu hè grande, o a camera pulita hè particularmente impurtante è richiede un fattore di sicurezza più grande, in questi o in unu di questi casi, si deve sceglie un filtru di alta classe; altrimenti, si pò sceglie un filtru à prestazioni inferiori. Per e camere pulite chì richiedenu u cuntrollu di particelle di 0,1 μm, i filtri di Classe D devenu esse selezziunati indipendentemente da a cuncentrazione di particelle cuntrullata. Quì sopra hè solu da a perspettiva di u filtru. In fatti, per sceglie un bon filtru, duvete ancu cunsiderà cumpletamente e caratteristiche di a stanza bianca, u filtru è u sistema di purificazione.
Installazione di filtri
Per assicurà a pulizia di l'aria furnita, ùn basta micca avè solu filtri qualificati, ma ancu assicurà: a. U filtru ùn sia micca dannighjatu durante u trasportu è l'installazione; b. L'installazione sia stretta. Per ghjunghje à u primu puntu, u persunale di custruzzione è d'installazione deve esse ben furmatu, cù a cunniscenza di l'installazione di sistemi di purificazione è cumpetenze d'installazione qualificate. Altrimenti, serà difficiule d'assicurà chì u filtru ùn sia micca dannighjatu. Ci sò lezioni prufonde à questu riguardu. Siconda, u prublema di a tenuta d'installazione dipende principalmente da a qualità di a struttura d'installazione. U manuale di cuncepimentu ricumanda generalmente: per un solu filtru, si usa una installazione di tipu apertu, in modu chì ancu s'ellu si verifica una perdita, ùn si perderà micca in a stanza; aduprendu una presa d'aria hepa finita, a tenuta hè ancu più faciule d'assicurà. Per l'aria di parechji filtri, a tenuta di gel è a tenuta à pressione negativa sò spessu aduprate in l'ultimi anni.
A sigillatura di gel deve assicurà chì a giuntura di u serbatoiu di liquidu sia stretta è chì u quadru generale sia nantu à u listessu pianu urizzuntale. A sigillatura à pressione negativa hè di fà chì a periferia esterna di a giuntura trà u filtru è a scatula di pressione statica è u quadru sianu in un statu di pressione negativa. Cum'è l'installazione di tipu apertu, ancu s'ellu ci hè una perdita, ùn si perderà micca in a stanza. In fatti, finu à chì u quadru d'installazione hè pianu è a faccia finale di u filtru hè in cuntattu uniforme cù u quadru d'installazione, duveria esse faciule fà chì u filtru soddisfi i requisiti di tenuta d'installazione in qualsiasi tipu d'installazione.
2. Organizazione di u flussu d'aria
L'urganizazione di u flussu d'aria di una stanza pulita hè diversa da quella di una stanza climatizzata generale. Richiede chì l'aria più pulita sia prima mandata in a zona operativa. A so funzione hè di limità è riduce l'inquinamentu di l'uggetti trattati. À questu scopu, i seguenti principii devenu esse cunsiderati quandu si cuncepisce l'urganizazione di u flussu d'aria: minimizà e currenti parassite per evità di purtà inquinamentu da fora di a zona di travagliu in a zona di travagliu; pruvà à impedisce chì a polvera secundaria voli per riduce a pussibilità chì a polvera contamini a pezza; u flussu d'aria in a zona di travagliu deve esse u più uniforme pussibule, è a so velocità di u ventu deve risponde à i requisiti di prucessu è d'igiene. Quandu u flussu d'aria scorri versu a presa d'aria di ritornu, a polvera in l'aria deve esse eliminata efficacemente. Sceglite diverse modalità di mandata è di ritornu d'aria secondu e diverse esigenze di pulizia.
Diverse urganisazioni di flussu d'aria anu e so caratteristiche è scopi:
(1). Flussu unidirezionale verticale
In più di i vantaghji cumuni di ottene un flussu d'aria uniforme versu u bassu, facilità a disposizione di l'attrezzatura di prucessu, una forte capacità di autopurificazione è simplificà e strutture cumuni cum'è e strutture di purificazione persunale, i quattru metudi di furnimentu d'aria anu ancu i so vantaghji è svantaghji: i filtri hepa cumpletamente cuparti anu i vantaghji di una bassa resistenza è un ciclu longu di sustituzione di u filtru, ma a struttura di u tettu hè cumplessa è u costu hè altu; i vantaghji è i svantaghji di a consegna superiore di u filtru hepa cupertu laterale è a consegna superiore di a piastra à foru pienu sò opposti à quelli di a consegna superiore di u filtru hepa cupertu cumpletamente. Trà elli, a consegna superiore di a piastra à foru pienu hè faciule d'accumulà polvere nantu à a superficia interna di a piastra di l'orifiziu quandu u sistema ùn funziona micca continuamente, è una scarsa manutenzione hà qualchì impattu nantu à a pulizia; a consegna superiore di u diffusore densu richiede un stratu di mischju, dunque hè adatta solu per stanze pulite alte sopra i 4 m, è e so caratteristiche sò simili à a consegna superiore di a piastra à foru pienu; u metudu di ritornu di l'aria per a piastra cù griglie da i dui lati è e prese d'aria di ritornu disposte uniformemente in fondu à i muri opposti hè adattatu solu per stanze pulite cù una distanza netta inferiore à 6 m da i dui lati; L'uscite d'aria di ritornu disposte in fondu à u muru à un solu latu sò adatte solu per e camere pulite cù una piccula distanza trà i muri (cum'è ≤ <2 ~ 3 m).
(2). Flussu unidirezionale urizzuntale
Solu a prima zona di travagliu pò ghjunghje à u livellu di pulizia di 100. Quandu l'aria scorri da l'altra parte, a cuncentrazione di polvere aumenta gradualmente. Dunque, hè adattatu solu per e camere pulite cù esigenze di pulizia diverse per u listessu prucessu in a stessa stanza. A distribuzione lucale di filtri hepa nantu à u muru di furnimentu d'aria pò riduce l'usu di filtri hepa è risparmià l'investimentu iniziale, ma ci sò vortici in e zone lucali.
(3). Flussu d'aria turbulente
E caratteristiche di a consegna superiore di e piastre à orifiziu è di a consegna superiore di i diffusori densi sò listesse à quelle citate sopra: i vantaghji di a consegna laterale sò a facilità di urganizazione di e tubazioni, ùn hè necessariu alcun interstratu tecnicu, u costu bassu è hè favurevule à a ristrutturazione di e vechje fabbriche. I svantaghji sò chì a velocità di u ventu in a zona di travagliu hè grande, è a cuncentrazione di polvere da u latu sottu u ventu hè più alta di quella da u latu sopra u ventu; a consegna superiore di e prese di u filtru hepa hà i vantaghji di un sistema simplice, nisuna tubazione daretu à u filtru hepa, è un flussu d'aria pulitu furnitu direttamente in a zona di travagliu, ma u flussu d'aria pulitu si diffonde lentamente è u flussu d'aria in a zona di travagliu hè più uniforme; tuttavia, quandu parechje prese d'aria sò disposte uniformemente o si utilizanu prese d'aria di u filtru hepa cù diffusori, u flussu d'aria in a zona di travagliu pò ancu esse più uniforme; ma quandu u sistema ùn funziona micca continuamente, u diffusore hè propensu à l'accumulazione di polvere.
A discussione sopra hè tutta in un statu ideale è hè raccomandata da e specifiche naziunali pertinenti, i standard o i manuali di cuncepimentu. In i prughjetti attuali, l'urganizazione di u flussu d'aria ùn hè micca bè cuncipita per via di cundizioni oggettive o ragioni soggettive di u designer. Quelli cumuni includenu: u flussu unidirezionale verticale adotta l'aria di ritornu da a parte inferiore di i dui muri adiacenti, a classe lucale 100 adotta a mandata superiore è u ritornu superiore (vale à dì, ùn hè aghjunta alcuna tenda appesa sottu à a presa d'aria lucale), è e camere pulite turbulente adottanu a presa d'aria di u filtru hepa mandata superiore è ritornu superiore o ritornu inferiore di un solu latu (spaziatura più grande trà i muri), ecc. Questi metudi di urganizazione di u flussu d'aria sò stati misurati è a maiò parte di a so pulizia ùn risponde micca à i requisiti di cuncepimentu. A causa di e specifiche attuali per l'accettazione viota o statica, alcune di queste camere pulite righjunghjenu à pena u livellu di pulizia cuncipitu in cundizioni viote o statiche, ma a capacità di interferenza anti-inquinamentu hè assai bassa, è una volta chì a camera pulita entra in u statu di travagliu, ùn risponde micca à i requisiti.
L'urganizazione curretta di u flussu d'aria deve esse stabilita cù tende appese à l'altezza di a zona di travagliu in a zona lucale, è a classa 100.000 ùn deve micca aduttà una mandata superiore è un ritornu superiore. Inoltre, a maiò parte di e fabbriche producenu attualmente prese d'aria ad alta efficienza cù diffusori, è i so diffusori sò solu piastre di orifizi decorativi è ùn ghjocanu micca u rolu di diffusione di u flussu d'aria. I cuncettori è l'utilizatori devenu prestà una attenzione particulare à questu.
3. Volume di furnimentu d'aria o velocità di l'aria
Un vulume di ventilazione sufficiente hè per diluisce è eliminà l'aria inquinata interna. Sicondu i diversi requisiti di pulizia, quandu l'altezza netta di a stanza pulita hè alta, a frequenza di ventilazione deve esse aumentata in modu apprupriatu. Frà questi, u vulume di ventilazione di a stanza pulita di 1 milione di livelli hè cunsideratu secondu u sistema di purificazione à alta efficienza, è u restu hè cunsideratu secondu u sistema di purificazione à alta efficienza; quandu i filtri hepa di a stanza pulita di classe 100.000 sò cuncintrati in a sala macchine o i filtri sub-hepa sò aduprati à a fine di u sistema, a frequenza di ventilazione pò esse aumentata in modu apprupriatu di 10-20%.
Per i valori cunsigliati di u vulume di ventilazione sopra, l'autore crede chì: a velocità di u ventu attraversu a sezione di a stanza di a stanza pulita à flussu unidirezionale hè bassa, è a stanza pulita turbulenta hà un valore cunsigliatu cù un fattore di sicurezza sufficiente. Flussu unidirezionale verticale ≥ 0,25 m/s, flussu unidirezionale orizzontale ≥ 0,35 m/s. Ancu s'è i requisiti di pulizia ponu esse soddisfatti quandu sò testati in cundizioni viote o statiche, a capacità anti-inquinamentu hè scarsa. Una volta chì a stanza entra in u statu di funziunamentu, a pulizia pò ùn risponde micca à i requisiti. Stu tipu d'esempiu ùn hè micca un casu isolatu. À u listessu tempu, ùn ci sò micca ventilatori adatti per i sistemi di purificazione in a serie di ventilatori di u mo paese. In generale, i cuncettori spessu ùn facenu micca calculi precisi di a resistenza di l'aria di u sistema, o ùn si accorgenu micca se u ventilatore sceltu hè à un puntu di funziunamentu più favurevule nantu à a curva caratteristica, risultendu in u vulume di l'aria o a velocità di u ventu chì ùn riescenu micca à ghjunghje à u valore di cuncepimentu pocu dopu chì u sistema hè statu messu in funzione. A norma federale di i Stati Uniti (FS209A~B) hà stipulatu chì a velocità di u flussu d'aria di una stanza pulita unidirezionale attraversu a sezione trasversale di a stanza pulita hè generalmente mantenuta à 90 piedi/min (0,45 m/s), è a non uniformità di a velocità hè in ± 20% in cundizione di nisuna interferenza in tutta a stanza. Ogni diminuzione significativa di a velocità di u flussu d'aria aumenterà a pussibilità di tempu d'autopulizia è d'inquinamentu trà e pusizioni di travagliu (dopu a promulgazione di FS209C in uttrovi 1987, ùn sò state fatte regulazioni per tutti l'indicatori di parametri diversi da a cuncentrazione di polvere).
Per questa ragione, l'autore crede chì hè apprupriatu aumentà in modu apprupriatu u valore attuale di cuncepimentu domesticu di a velocità di u flussu unidirezionale. A nostra unità hà fattu questu in prughjetti attuali, è l'effettu hè relativamente bonu. E camere pulite turbulente anu un valore raccomandatu cù un fattore di sicurezza relativamente sufficiente, ma parechji designer ùn sò ancu sicuri. Quandu facenu cuncepimenti specifici, aumentanu u vulume di ventilazione di a camera pulita di classe 100.000 à 20-25 volte / h, a camera pulita di classe 10.000 à 30-40 volte / h, è a camera pulita di classe 1000 à 60-70 volte / h. Questu ùn solu aumenta a capacità di l'equipaggiu è l'investimentu iniziale, ma aumenta ancu i costi futuri di manutenzione è gestione. In fatti, ùn ci hè bisognu di fà cusì. Quandu si compilanu e misure tecniche di purificazione di l'aria di u mo paese, più di camere pulite di classe 100 in Cina sò state investigate è misurate. Parechje camere pulite sò state testate in cundizioni dinamiche. I risultati anu dimustratu chì i volumi di ventilazione di e camere pulite di classe 100.000 ≥10 volte/h, di e camere pulite di classe 10.000 ≥20 volte/h, è di e camere pulite di classe 1000 ≥50 volte/h ponu risponde à i requisiti. A Norma Federale di i Stati Uniti (FS2O9A~B) stipula: camere pulite non unidirezionali (classe 100.000, classe 10.000), altezza di a stanza 8~12ft (2,44~3,66m), di solitu si cunsidereghja tutta a stanza cum'è ventilata almenu una volta ogni 3 minuti (vale à dì 20 volte/h). Dunque, a specificazione di cuncepimentu hà pigliatu in contu un grande coefficiente di surplus, è u designer pò sceglie in modu sicuru secondu u valore raccomandatu di u vulume di ventilazione.
4. Differenza di pressione statica
Mantene una certa pressione pusitiva in a stanza bianca hè una di e cundizioni essenziali per assicurà chì a stanza bianca ùn sia micca o menu inquinata per mantene u livellu di pulizia previstu. Ancu per e stanze bianche à pressione negativa, devenu avè stanze o suite adiacenti cù un livellu di pulizia micca inferiore à u so livellu per mantene una certa pressione pusitiva, in modu chì a pulizia di a stanza bianca à pressione negativa possa esse mantenuta.
U valore di pressione pusitiva di a stanza bianca si riferisce à u valore quandu a pressione statica interna hè più grande di a pressione statica esterna quandu tutte e porte è finestre sò chjuse. Questu hè ottenutu cù u metudu chì u vulume di furnitura d'aria di u sistema di purificazione hè più grande di u vulume di l'aria di ritornu è di u vulume di l'aria di scaricu. Per assicurà u valore di pressione pusitiva di a stanza bianca, i ventilatori di furnitura, di ritornu è di scaricu sò preferibilmente interbloccati. Quandu u sistema hè acceso, u ventilatore di furnitura hè avviatu prima, è dopu i ventilatori di ritornu è di scaricu sò avviati; quandu u sistema hè spento, u ventilatore di scaricu hè spento prima, è dopu i ventilatori di ritornu è di furnitura sò spenti per impedisce chì a stanza bianca sia contaminata quandu u sistema hè acceso è spento.
U vulume d'aria necessariu per mantene a pressione pusitiva di a stanza bianca hè principalmente determinatu da a tenuta d'aria di a struttura di mantenimentu. À l'iniziu di a custruzzione di stanze bianche in u mo paese, per via di a scarsa tenuta d'aria di a struttura di u recintu, ci vulia da 2 à 6 volte/h di furnitura d'aria per mantene una pressione pusitiva di ≥5Pa; attualmente, a tenuta d'aria di a struttura di mantenimentu hè stata assai migliurata, è hè necessaria solu da 1 à 2 volte/h di furnitura d'aria per mantene a stessa pressione pusitiva; è hè necessaria solu da 2 à 3 volte/h di furnitura d'aria per mantene ≥10Pa.
E specificazioni di cuncepimentu di u mo paese [6] stipulanu chì a differenza di pressione statica trà e camere pulite di diversi gradi è trà e zone pulite è e zone micca pulite ùn deve esse inferiore à 0,5 mm H2O (~ 5 Pa), è a differenza di pressione statica trà a zona pulita è l'esternu ùn deve esse inferiore à 1,0 mm H2O (~ 10 Pa). L'autore crede chì questu valore pare esse troppu bassu per trè ragioni:
(1) A pressione pusitiva si riferisce à a capacità di una stanza pulita di supprimà l'inquinamentu di l'aria interna attraversu i spazii trà e porte è e finestre, o di minimizà l'inquinanti chì penetranu in a stanza quandu e porte è e finestre sò aperte per un cortu periodu. A dimensione di a pressione pusitiva indica a forza di a capacità di suppressione di l'inquinamentu. Benintesa, più grande hè a pressione pusitiva, megliu hè (chì serà discuttu dopu).
(2) U vulume d'aria necessariu per a pressione pusitiva hè limitatu. U vulume d'aria necessariu per una pressione pusitiva di 5Pa è una pressione pusitiva di 10Pa hè solu circa 1 volta/h differente. Perchè ùn fà micca cusì? Ovviamente, hè megliu piglià u limite inferiore di a pressione pusitiva cum'è 10Pa.
(3) A Norma Federale di i Stati Uniti (FS209A~B) stipula chì quandu tutte l'entrate è l'uscite sò chjuse, a differenza minima di pressione pusitiva trà a stanza pulita è qualsiasi zona adiacente à bassa pulizia hè di 0,05 pollici di colonna d'acqua (12,5 Pa). Stu valore hè statu aduttatu da parechji paesi. Ma u valore di pressione pusitiva di a stanza pulita ùn hè micca più altu u megliu. Sicondu i testi d'ingegneria attuali di a nostra unità per più di 30 anni, quandu u valore di pressione pusitiva hè ≥ 30 Pa, hè difficiule d'apre a porta. Sè chjude a porta senza cura, farà un scoppiu! Spaventerà a ghjente. Quandu u valore di pressione pusitiva hè ≥ 50~70 Pa, i spazii trà e porte è e finestre faranu un fischiu, è i debuli o quelli chì anu qualchì sintomi inappropriati si sentiranu scomodi. Tuttavia, e specificazioni o e norme pertinenti di parechji paesi in casa è à l'esteru ùn specificanu micca u limite superiore di pressione pusitiva. Di cunsiguenza, parechje unità cercanu solu di risponde à i requisiti di u limite inferiore, indipendentemente da quantu hè u limite superiore. In a vera stanza bianca scontru da l'autore, u valore di pressione pusitiva hè altu cum'è 100Pa o più, risultendu in effetti assai negativi. In fatti, aghjustà a pressione pusitiva ùn hè micca una cosa difficiule. Hè cumpletamente pussibule di cuntrullalla in un certu intervallu. Ci era un documentu chì introduceva chì un certu paese in l'Europa di l'Est stipula u valore di pressione pusitiva cum'è 1-3 mm H20 (circa 10 ~ 30 Pa). L'autore crede chì questu intervallu hè più apprupriatu.
Data di publicazione: 13 di ferraghju 2025