無塵車間（Cleanroom）是一種通過控制空氣中的微粒、溫濕度、壓力、氣流等參數，以滿足特定生產工藝或實驗需求的環境。其設計需要遵循嚴格的標準和科學原則，以確保環境參數符合行業要求。

一、無塵車間設計的基本原則

1. 污染控制原則

• 源頭控制：減少污染物產生（如人員、設備、材料帶入的微粒）。

• 過程控制：通過氣流組織、壓差管理、過濾系統等防止污染物擴散。

• 末端控制：采用高效過濾器（HEPA/ULPA）去除空氣中的微粒。

2. 氣流組織原則

• 單向流（層流）：氣流以均勻速度平行流動（適用于高潔凈度區域，如ISO 5級）。

• 非單向流（亂流）：氣流呈不規則流動（適用于較低潔凈度區域，如ISO 7-8級）。

3. 壓差控制原則

• 正壓控制：潔凈度高的區域壓力應高于相鄰低潔凈區（防止外部污染進入）。

• 負壓控制：用于生物安全實驗室或有毒物質操作區（防止內部污染外泄）。

4. 材料與表面處理原則

• 光滑、不產塵：墻面、地面、天花板應采用無縫隙、易清潔的材料（如彩鋼板、環氧自流坪）。

• 防靜電：電子行業需采用防靜電地板、墻面材料。

5. 人機物凈化原則

• 人員凈化：設置風淋室、更衣間、洗手消毒設施。

• 物料凈化：采用傳遞窗、物料氣閘室。

• 設備凈化：設備進車間前需清潔，避免帶入微粒。

二、潔凈等級標準

潔凈室等級通常按照國際標準（如 ISO 14644-1 或美國 FS 209E）劃分，主要依據單位體積空氣中的微粒數量。

不同行業對潔凈度的典型要求：

• 電子行業（半導體、芯片）：ISO 1-5（Class 1-100）

• 制藥行業（無菌生產）：ISO 5-7（Class 100-10,000）

• 醫療器械：ISO 7-8（Class 10,000-100,000）

• 食品行業：ISO 8（Class 100,000）

三、氣流組織設計

1. 單向流（層流）設計

• 特點：氣流以均勻速度（通常 0.3~0.5 m/s）單向流動，快速帶走污染物。

• 應用：高潔凈度區域（ISO 1-5級），如手術室、芯片制造、無菌灌裝區。

• 實現方式：

• 垂直層流：FFU（風機過濾單元）安裝在頂部，回風在地面。

• 水平層流：送風墻+對面回風墻（適用于狹長空間）。

2. 非單向流（亂流）設計

• 特點：氣流呈不規則流動，靠稀釋作用降低污染濃度。

• 應用：較低潔凈度區域（ISO 6-8級），如包裝區、更衣室。

• 實現方式：

• 頂送側回：高效過濾器送風，側墻回風。

• 擴散送風：通過散流器均勻送風。

3. 混合流設計

• 特點：結合單向流和亂流，核心區域用層流，周邊用亂流。

• 應用：部分制藥車間、電子組裝區。

四、不同行業的無塵車間設計要點

1. 電子行業（半導體、芯片制造）

• 潔凈度要求：ISO 1-5（Class 1-100）

• 關鍵設計：

• 超高效過濾（ULPA）：過濾 0.1μm 微粒。

• 防靜電（ESD）：防靜電地板、離子風機。

• AMC（氣態分子污染物）控制：化學過濾器去除酸性/堿性氣體。

• 微振動控制：設備需防震基礎。

2. 制藥行業（無菌生產）

• 潔凈度要求：ISO 5-7（Class 100-10,000）

• 關鍵設計：

• GMP 合規：符合 FDA/EMA 規范。

• 無菌屏障：RABS（限制進出屏障系統）或隔離器。

• 消毒方式：VHP（汽化過氧化氫）滅菌。

• 單向流保護：關鍵操作區（如灌裝線）必須用層流罩。

3. 醫療器械行業

• 潔凈度要求：ISO 7-8（Class 10,000-100,000）

• 關鍵設計：

• 易清潔表面：無死角、圓弧角設計。

• 生物安全：部分區域需負壓控制（如病毒檢測實驗室）。

4. 食品行業

• 潔凈度要求：ISO 8（Class 100,000）

• 關鍵設計：

• 防霉抗菌：墻面、地面用抗菌涂層。

• 溫濕度控制：防止微生物滋生。

五、總結

設計核心目標：在滿足生產工藝需求的同時，確保潔凈室長期穩定運行，符合行業法規（GMP、ISO、FDA等）。

如果需要更深入的具體行業設計案例或計算（如換氣次數、壓差計算等），可以進一步探討！