单向流洁净室气流特点
空气洁净技术第四章 空气洁净原理
满布情况与洁净控制
理想满布比为100%时，过滤器后房间内含尘浓 度只决定于过滤器送风浓度。
情况满布为一个比例时，此时就有涡流区，满 布比不同的单向流洁净室，其含尘浓度是不同 的。人员密度不同的单向流洁净室含尘浓度也 不同，所以要适当控制单向流洁净室的人员数 量。
满布比和洁净气流满布比
满布比
非单向流洁净室的换气次数
空气洁净度等级 换气次数（次/h）
备注
ISO6级(千级) ISO7级(万级) ISO8～9级(10万~100万)
③ 不能用把压力提高到比周围环境高的方法防止和 排除污染，而是靠空气的速度防止污染的侵入；
④ 内部的温湿度宜与环境温湿度相同。
单向流隧道式的回风方式
• 该气流组织形式的室 内回风穿过工作台进 行循环，对工作台台 面会造成污染，并且 可能会对界面处产生 诱导气流，降低洁净 工作台的洁净等级。
图4-18 全侧墙回风式气流组织
单向流洁净室不是靠掺混稀释作用，而是靠推出 作用将室内的污染空气沿整个断面排至室外。
单向流洁净室气流组织
保证单向流洁净室洁 净的先决条件：
• 来流的洁净度； • 来流的活塞流情况。
重要措施：在顶棚或 墙面满布高效过滤器
不可能百分之百地满布过
滤器。
图4-1 单向流气流组织
垂直单向流洁净室
图4-25 非单向流洁净室的基本原理
非单向流洁净室的基本原理
非单向流气流组织
图4-26 非单向流气流组织示意图
非单向流洁净室的特性指标
• 非单向流洁净室的特性指标
–换气次数
• 与舒适性空调相同
–气流组织
• 保证能均匀的送风和回风，充分发挥洁净气流 的稀释作用。
气流组织_精品文档
混合流(局部单向流)洁净室
4.1 非单向流式气流组织
作用原理
当一股干净气流从送风口 送入室内时，迅速向四周 扩散、混合。同时把差不 多同样数量的气流从回风 口排走，这股干净气流稀 释着室内污染的空气，把 原来含尘浓度很高的室内 空气冲淡了，一直达到平 衡。所以气流扩散的越快 ，越均匀，那么稀释的效 果当然越好。 非单向流洁净室的原理就 是稀释作用。
4.2 单向流式气流组织
作用原理
在单向流洁净室内， 干净气流充满全室断 面，所以这种洁净室 不是靠掺混作用，而 是靠推出作用将室内 脏空气沿整个断面排 至室外，从而达到净 化室内空气的目的。 单向流洁净室的原理 就是“活塞”作用。
特点
单向流式气流组织方式要求室内断面保持一定的 风速，其折算的换气次数高达每小时数百次（200 ～600次/h），为非单向流的10～20倍，故可以使 室内达到较高的洁净度。洁净气流本身对污染源 会产生隔离作用，抑止了尘菌等污染物向房间的 扩散。
③当污染气流与送风气流逆向时，送风气流能 把污染气流抑制在必要的距离之内；
④在全室被污染的情况下，足以在合适的时间 内迅速使室内污染空气自净。
下限风速建议值
洁净室 下限风速 （m/s）
条
件
《医药工业洁净厂
房设计规范》值（ m/s）
垂直 单向流
0.12 0.3 不大于0.5
平时无人或很少有人进出，无明显热源
乱流度是为了说明速度场的集中和离散程 度而定义的，用于不同的速度场的比较。 《洁净室施工及验收规范》中规定乱流度 的计算式为：
（3）下限风速 下限风速主要式为了保证洁净室能控制以下四 种污染而制定的。
①当污染气流多方位扩散时，送风气流要能有 效控制污染的范围；
单一方向流无尘室
一般使用塑膠簾或玻璃 ¾ 提供製程區域最高品質的空氣 ¾ 其餘區域可減少一些送風量
¾
6-25
公共通道設計之單一方向流無塵室
z 提供大量的層流 空氣至操作人員 從機器上取下矽 晶 圓 的 區 域 ISO Class 3等級處 z 機器維修之公共 通道區域僅提供 較 少 風 量 ， ISO Class 6等級處
水平層流無塵室
z 水平層流無塵 室之典型設計 z 造價成本及運 轉成本比垂直 層流式的低 z 可能有污染源 的發生機會
6-10
水平層流污染源發生
z 垂直層流與水平層 流在無塵室中的污 染散佈情形 z 在垂直層流無塵室 所產生的污染將被 穿過此工作區域的 氣流帶走，而且較 不會污染下游端的 製程工作。
6-16
z 對於空氣清淨等級要求並不高，此可藉由空白天花 板（或盲板）以減少天花板過濾網之覆蓋率來達成 z 將天花板的濾網平均分佈 （50％覆蓋率） z 使用過濾網覆蓋率為100﹪，且減少整體的氣流速度
6-17
無塵室之等級氣流速度與換氣次數數
（IEST-RP-CC012）
6-18
z 無塵室的設計是使用空氣艙供風，則未經 過濾的氣艙壓力將高於無塵室 z 未經過濾的空氣將經由不良地密封、未密 封處及結構接頭處等地方洩漏進入無塵室 z 藉由個別利用風管將空氣送到過濾網箱體 處，或使用風扇濾網機組（fan-filter unit, FFU）來達成天花板之壓力低於無塵室內之 壓力
¾
6-5
氣流速度對無塵室的影響
z 氣流速度可從 0.1 m/s （ 20 ft/min ）變到 0.6 m/s（120 ft/min） z 在流速為0.3 m/s（60 ft/min）時，此單一方 向性氣流可有效降低微粒子及細菌濃度。 z 氣流速度到達0.6 m/s（120 ft/min）時，可 降低空氣中微粒子數，但其降低污染的效 果已明顯變少 z 氣流速度為 0.3 m/s 將提供最佳的投資報酬 率，機器或人員密集時應提高。
单向流洁净室气流特点
单向流洁净室气流特点单向流洁净室气流特点主要包括以下几个方面：1. 单向流：单向流是指洁净室内的空气流动方向是单向的，通常从洁净区域的高洁净度区域流向低洁净度区域。
这种单向流的设计可以有效地将污染物排除到洁净室外，保持洁净室内的空气质量。
2. 垂直流：单向流洁净室的气流通常采用垂直流方式，即洁净室内的空气从天花板向地板方向流动。
这种垂直流的设计可以有效地减少地面扬尘和颗粒物的悬浮，提高洁净室的洁净度。
3. 均匀流速：单向流洁净室的气流通常具有均匀的流速分布。
通过合理设计和布置送风口和排风口，可以使洁净室内的气流在整个空间内保持均匀流动，避免死角和漩涡区域的产生，从而确保洁净室内的空气质量均匀。
4. 低湍流：单向流洁净室的气流通常具有较低的湍流强度。
湍流是指气流在流动过程中产生的涡流和不规则的流动状态。
在洁净室中，湍流会带来无法控制的颗粒物和微生物的扩散，降低洁净室的洁净度。
通过优化送风口和排风口的设计，可以减少气流的湍流强度，提高洁净室的洁净度。
5. 高风速：单向流洁净室的气流通常具有较高的风速。
较高的风速可以有效地控制洁净室内的颗粒物和微生物的扩散，防止其沉积在工作区域和产品上。
同时，高风速还可以提高洁净室内的气流排出能力，加快污染物的排除速度。
6. 多层过滤：单向流洁净室通常采用多层过滤系统来净化空气。
在洁净室的送风口处设置初效过滤器，用于过滤大颗粒物和粗颗粒物；在送风口和排风口之间设置中效过滤器，用于过滤中等大小的颗粒物和微生物；在排风口处设置高效过滤器，用于过滤微小颗粒物和微生物。
通过多层过滤系统的组合使用，可以有效地净化洁净室内的空气，保持洁净室的洁净度。
7. 闭合性：单向流洁净室通常具有较好的闭合性能。
洁净室的墙壁、天花板和地板等各个部位都应该采用密封材料，以防止外界污染物的进入。
同时，洁净室的门、窗等出入口也需要采取相应的密封措施，确保洁净室内的空气质量不受外界影响。
单向流洁净室的气流具有单向、垂直、均匀、低湍流、高风速、多层过滤和闭合性等特点。
层流室
层流（单向流）
垂直单向流的洁净室顶棚满布高效过滤器送风口送风，格栅地板或侧下回风，垂直单向流的气流流型，洁净空气由上而下地垂直平行流经工作活动区，带尘、菌的污染空气穿过格栅地板，经回风静压箱进入回风管。
目前对“典型”或“全面”单向流气流型方式的定义，即顶棚是否满布高效过滤器的说法不一，美国环境科学学会（In-stitute of Environmental Sciences）将单向流送风面积在80%以上的单向流方式称为全面单向流方式，而有的资料介绍顶棚上一般占其面积60%布置高效过滤器时，也被称为垂直单向流洁净室。
垂直单向流洁净室的主要特点是空气洁净度高，室内空气相互污染少，被工作活动区污染的空气可很快排出，防止微粒扩散，地面不会积尘，微粒二次飞扬极少；室内任何地方都达到所要求的洁净度等级，生产工艺设备布置方便；自净能力强，可以简化人员净化设施；但顶棚、地板结构较复杂，高效过滤器数量多，造价高、运行费用高。
垂直单向流周边压出式回风方式，是一较简易的垂直单向流洁净室，室内气流不能都是平行气流，若将周边压出改为两侧下部压出回风，其室内气流的平行性可得到改善，这种形式的垂直单向流洁净室应以满足洁净室内工艺生产区对洁净度的要求为前提。
有围挡壁的局部垂直单向流洁净室，这种方式延伸了垂直单向流的有效长度，相当于缩短了送风口至工作区的距离，主要用于洁净厂房内仅有部分工作区需要高级别的生产环境的场所。
单向流洁净室的特性指标
单向流洁净室的特性指标单向流洁净室是指利用单向流的原理，将空气流动的方向控制起来，并采用空气过滤和净化装置，将洁净室内空气中的灰尘、微粒、病菌等细微物质定期清除，工作场所空气质量符合精密仪器、半导体处理、健康保健等行业的相应要求，满足日常生活和工作的需求，实现工作场所的洁净管理的工业净化室，简称单向流洁净室。
单向流洁净室的特性指标是它在洁净空气条件下的能力，主要包括空气流速、空气污染物含量、噪声水平等。
1.空水流速：单向流洁净室要求，入口处的空气流速应小于0.45m/s，出口处的空气流速应小于0.25m/s；2.空气污染物含量：平均每立方米中飞粒粒径小于0.5微米的空气中污染物含量，浊度应小于1.0NTU，同时，不得有大的起伏变化；3.噪声水平：单向流洁净室的设计中，入口处的总声压级（声压级）和入口处污染物的总声压级（总声级）应分别小于45dB(A)和35dB(A)；4.空气复杂度系数：在单向流洁净室内，入口处的空气复杂度系数应控制在每立方米小于2个；5.操作压差：在单向流洁净室内，入口处的操作压差应控制在每秒毫米水柱（Pa/s）小于1.3个；6.装置安装：单向流洁净室内的过滤器及其他装置的安装要严格按照设计图纸执行，以保证净化效果；7.过滤器高度：由于多道过滤器的共同作用形成的单向流，过滤器高度从上至下逐渐增加，每个过滤器高度应适当；8.过滤速率：在单向流洁净室中，过滤速率应尽可能高，它是指在一定时间内，设计空气量通过过滤器时发生空气压降的程度；9.净化场所温度：在一定粒径范围内，由单向流和过滤器来实现能量平衡，即在恒定的温度和湿度的情况下，清零净化洁净室的量有限。
单向流洁净室的特性指标是用来描述它能够满足较高洁净要求的能力。
上述不同指标的要求均有标准的限值要求，在实际设计应用时，应注意这些指标之间的协调结构，才能保证其真正的洁净度水准。
洁净室的工作原理
洁净室的工作原理
洁净室是一种能够控制空气污染程度的特殊环境。
其工作原理基于以下几个方面：
1. 空气流动控制：洁净室内的空气流动是按照特定的方向和速度进行控制的。
通常采用单向流动，即空气从洁净区域的高压区域流向非洁净区域的低压区域。
这种一向性的空气流动可以有效防止外部空气中的颗粒物进入洁净区域。
2. 过滤系统：洁净室配备有高效过滤器，能够有效地过滤空气中的微小颗粒物和微生物。
这些过滤器一般采用 HEPA（高效
颗粒空气过滤器）或 ULPA（超高效颗粒空气过滤器）技术，
能够去除空气中直径大于0.3微米的颗粒物。
3. 正压维持：洁净室通常采用正压维持，即室内空气的压力要高于室外环境。
这样可以避免外界空气通过裂缝、门缝等进入洁净室，同时也可以通过室内压力差促使空气从洁净区流向非洁净区。
4. 清洁卫生管理：洁净室内要进行定期的清洁和维护，以确保室内空气的洁净程度。
通常会采用抗静电地板、壁面覆盖材料、定期消毒等方式来控制空气中的微生物和粉尘。
通过综合运用以上原理，洁净室能够创造出一个几乎无尘、无微生物的工作环境。
它广泛应用于电子、制药、食品、航空航天等领域，以确保产品质量和工作安全。
单向流和混合流洁净室装修设计概括
单向流和混合流洁净室装修设计概括单向流洁净室装修设计的气流是从室内的送风一侧平稳地流向与其相对回风的一侧．因此，单向流洁净室的主要特点表现为：将污染源散发出的尘菌污染物未向室内扩散之前就被挤压到室外，洁净空气对污染源起到隔离作用．此形式适用于洁净室等级需求较高之环境使用，一般其洁净室等级为Class1~100单向流洁净室又可分为垂直单向流洁净室和水平单向流洁净室，下面主要介绍垂直单向流洁净室。
垂直单向流是高级别洁净室应用最广泛的一种气流流型。
在洁净室内高效空气过滤器(或超高效空气过滤器)布置在顶棚或侧面，从送风口到回风口，气流流经途中的断面几乎没有什么变化，加上送风静压箱和高效过滤器的均压作用，使得全室断面上的流速比较均匀，而至少在工作区内流线单向平行，没有涡流。
干净的气流不是一股或几股，而是充满全室断面，所以这种洁净室不是靠参混稀释作用，而是靠推出作用将室内脏空气沿整个断面排至室外，从而达到净化室内空气的目的空气经架空地板回至循环风机，从而形成上送下回的垂直单向流流型。
单向流洁净室能够保证室内达到严格的洁净度要求，在医药生产，医院，电子，大规模集成电路等工程中已得到日益广泛的应用，特别是某些关键场合或工序或设备，如医院的手术室；大规模集成电路的光刻工序；注射药品生产的灌装设备等，此类洁净室管理容易，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；但单向流洁净室的缺点在于换气次数非常高，因此它的造价和运行费用要远高于非单向流洁净室，天花板之吊架相当占空间，维修更换过滤器较麻烦。
混合流洁净室装修设计混合流洁净室是将非单向流流型和单向流流型在同一洁净室内组合使用．单向流的设备费用和运行费用都很高，但在某些实际洁净室工程中往往只是部分区域有严格的洁净度要求．而不是整个洁净室．混合流洁净室的特点是在需要空气洁净度严格的部位采用单向流流型，其他则为非单向流流型．这样既满足了使用要求，也节省了设备投资和运行．混合流洁净室的一般形式为室整个洁净室为非单向流洁净是，但需要空气洁净度严格的区域上方采用单向流流型的洁净措施，使该区域得到满足要求的单向流流型洁净区，以防止周围相对较差的空气环境影响局部的高洁净度．。
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单向流洁净室气流特点
单向流洁净室气流特点，主要包括气流方向、气流速度、气流压力、气流纯度等几个方面。
单向流洁净室的气流方向是从洁净区域向非洁净区域单向流动的。
这种气流方向的特点是防止洁净区域受到非洁净区域的污染。
通过控制气流的流向，可以有效地防止污染物进入洁净区域，保证洁净室内的环境干净。
单向流洁净室的气流速度较高。
气流速度是指气流通过洁净室时的流动速度。
在单向流洁净室中，气流速度一般控制在0.35-0.5m/s，有时甚至可以达到1.0m/s以上。
较高的气流速度可以将空气中的微粒迅速带离洁净室，减少微粒在空气中的停留时间，降低微粒对洁净室环境的污染。
单向流洁净室的气流压力较高。
气流压力是指气流在洁净室中的压力差。
在单向流洁净室中，气流压力通常较高，一般控制在10-50Pa。
较高的气流压力可以使洁净室形成良好的气流场，保持洁净区域内的气流稳定，防止外界空气进入洁净区域。
单向流洁净室的气流纯度较高。
气流纯度是指洁净室内的气流中不含有污染物的程度。
在单向流洁净室中，通过过滤器等设备对空气进行净化处理，可以将空气中的微粒、细菌、病毒等污染物去除或减少到较低的水平，从而提高洁净室内的气流纯度。
单向流洁净室的气流特点主要包括气流方向、气流速度、气流压力和气流纯度等几个方面。
通过控制气流的流向、速度、压力和纯度，单向流洁净室可以有效地防止洁净区域受到污染，保证洁净室内的环境干净、纯净。