一、设计要点
(一)洁净度等级确定
根据生产产品的特性和行业标准,确定无尘车间的洁净度等级。常见的洁净度等级有 ISO 14644 - 1 标准中的 Class 1 至 Class 9 级,不同等级对应不同的空气悬浮粒子浓度限值。例如,电子行业的芯片生产车间通常需要 Class 5 或更高等级的洁净度,而食品行业的包装车间一般为 Class 8 或 Class 9 级。在确定洁净度等级时,需综合考虑产品的精度、生产工艺的要求以及成本等因素。
(二)平面布局设计
- 合理划分功能区域:根据生产流程和洁净度要求,将无尘车间划分为洁净生产区、辅助区、洁净走廊、缓冲区等。洁净生产区是核心区域,应设置在车间的中心位置,避免受到外界污染。辅助区包括更衣室、休息室、物料储存室等,应设置在洁净区的外围。
- 优化人流、物流路线:确保人员和物料的流动路线合理,避免交叉污染。人员进入洁净区需经过更衣、洗手、消毒、风淋等环节;物料进入洁净区需经过清洁、消毒、传递等过程。设置专用的人流和物流通道,并在通道上设置必要的隔离设施,如气闸室、传递窗等。
- 考虑设备布局:根据生产设备的尺寸、数量和操作要求,合理布置设备的位置。设备之间应留有足够的空间,便于操作、维护和清洁。同时,设备的摆放应避免影响气流组织,保证洁净空气能够均匀地送达各个区域。
(三)空气净化系统设计
- 空气处理流程:采用初效过滤、中效过滤、高效过滤的三级过滤方式。室外空气经初效过滤器去除大颗粒尘埃后,进入空调机组进行温湿度处理,然后经中效过滤器进一步过滤,再由高效过滤器过滤掉细小的悬浮粒子,最后送入无尘车间内。
- 气流组织设计:根据洁净度等级和车间的形状、尺寸,选择合适的气流组织形式。常见的气流组织形式有单向流(层流)和非单向流(乱流)。单向流适用于高洁净度等级的车间,如 Class 5 及以下等级,其气流以均匀的速度沿着平行方向流动,能够有效排除室内的污染物;非单向流适用于较低洁净度等级的车间,气流在室内呈不规则的流动状态,通过稀释作用降低室内污染物浓度。
- 送风量和换气次数计算:根据洁净度等级、车间体积、室内产尘量等因素,计算所需的送风量和换气次数。洁净度等级越高,所需的送风量和换气次数越大。例如,Class 5 级洁净车间的换气次数一般为 240 - 360 次 / 小时,而 Class 8 级洁净车间的换气次数通常为 10 - 25 次 / 小时。
(四)空调通风系统设计
- 温湿度控制:根据生产工艺的要求,确定车间内的温湿度范围。一般来说,电子行业的无尘车间温度控制在 20 - 24℃,相对湿度控制在 45 - 55%;医药行业的无菌车间温度控制在 18 - 26℃,相对湿度控制在 40 - 60%。采用恒温恒湿空调机组,通过精确控制制冷、制热和加湿、除湿系统,确保车间内的温湿度稳定在设定范围内。
- 压差控制:为了防止外界污染物进入无尘车间,以及不同洁净度等级区域之间的交叉污染,需要对车间内的压差进行控制。通常,洁净度等级高的区域相对于洁净度等级低的区域应保持正压,洁净区相对于非洁净区也应保持正压。正压值一般控制在 5 - 10Pa 之间,具体数值可根据实际情况进行调整。
- 通风系统设计:通风系统应保证车间内的空气能够及时排出,避免污染物积聚。通风方式可采用全空气系统或空气 - 水系统,根据车间的规模和负荷进行选择。风管的设计应合理,尽量减少阻力,保证空气的顺畅流动。风管的材料应选用耐腐蚀、不产尘的材料,如镀锌钢板、不锈钢板等。
(五)其他系统设计
- 给排水系统设计:无尘车间的给排水系统应满足生产和清洁的需求。给水系统应采用洁净的水源,并设置必要的过滤和消毒设施。排水系统应采用密闭式排水,避免排水管道内的气体泄漏到车间内。对于含有污染物的废水,应进行处理后再排放。
- 电气系统设计:电气系统应保证车间内的电力供应稳定、安全。照明系统应选用洁净、高效的灯具,如 LED 洁净灯,其照度应满足生产工艺的要求,一般为 300 - 500lux。同时,应设置应急照明系统,以应对突发停电情况。动力系统应根据设备的功率和数量进行设计,确保设备能够正常运行。此外,还应设置完善的接地系统,防止静电对产品造成影响。
二、施工流程
(一)施工准备
- 组建专业的施工团队,包括项目经理、技术负责人、施工人员等,明确各成员的职责和分工。
- 组织施工人员进行技术培训和安全培训,使其熟悉施工图纸、施工工艺和安全操作规程。
- 准备好施工所需的材料、设备和工具,并对其进行检验和验收,确保质量符合要求。材料如彩钢板、洁净地板、风管材料等,设备如空调机组、风机、过滤器等。
- 搭建临时设施,如施工人员的宿舍、办公室、材料仓库等,为施工创造良好的条件。
(二)主体结构施工
- 进行车间的墙体施工,采用彩钢板等材料,按照设计要求进行安装。彩钢板之间的连接应严密,确保无渗漏。墙体的安装应垂直、平整,符合规范要求。
- 开展地面施工,根据设计要求选用合适的地面材料,如环氧自流平地板、PVC 地板等。地面施工应保证平整、光滑、无缝隙,具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和易清洁性。同时,要做好地面的防水处理。
- 进行天花板施工,采用彩钢板或铝合金龙骨加石膏板等材料。天花板的安装应牢固、平整,与墙体之间的连接应严密。在天花板上预留好灯具、风口等设备的安装位置。
(三)管道和线路铺设
- 按照设计图纸的要求,铺设给排水管道、空调风管、电气线路等。管道和线路的铺设应整齐、美观,避免交叉和干扰。
- 给排水管道的连接应严密,无渗漏。管道的支架应安装牢固,间距符合规范要求。对于有压力的管道,应进行压力试验,确保其强度和严密性。
- 空调风管的制作和安装应符合相关标准,风管的连接应严密,漏风率应控制在规定范围内。风管的支架应设置合理,避免风管变形。
- 电气线路的铺设应符合电气安全规范,导线的连接应牢固、绝缘良好。对于需要穿管的线路,应选用合适的管材,并做好管内的清洁和干燥处理。
(四)设备安装
- 安装空气净化设备,如空气过滤器、风淋室、洁净工作台等。空气过滤器的安装应严密,与风管的连接应牢固。风淋室的安装应保证其门的密封性良好,吹淋效果符合要求。
- 安装空调机组、风机等设备,按照设备的安装说明书进行操作。设备的安装应牢固,与基础之间的连接应紧密。安装完成后,对设备进行调试,确保其运行正常。
- 安装生产所需的相关设备,如生产线、检测设备等。设备的安装应符合工艺要求,便于操作和维护。
(五)洁净装修
- 对车间的墙体、地面、天花板进行清洁和处理,去除表面的灰尘、杂物和污渍。
- 进行密封处理,对墙体与地面、墙体与天花板之间的缝隙,以及管道、线路穿墙处的缝隙进行密封,防止灰尘和细菌的渗入。
- 安装洁净门窗,选用具有良好密封性和洁净度的门窗,如不锈钢门、钢化玻璃窗等。门窗的安装应牢固,开启灵活。
三、质量控制与安全管理
(一)质量控制措施
- 建立健全质量保证体系,明确质量目标和质量责任,加强对施工全过程的质量控制。
- 加强对原材料和设备的质量检验,严格执行进货检验制度。对不符合质量要求的材料和设备,不得用于工程中。
- 严格按照施工图纸和施工工艺进行施工,每道工序完成后,应进行自检、互检和专检,合格后方可进行下道工序。
- 定期对施工质量进行检查和评估,及时发现和解决质量问题。对隐蔽工程,应进行旁站监理,并做好验收记录。