洁净室简介及施工总结

胡安锋,王沛钊

(中国建材国际工程集团有限公司，上海 200063)

相比于欧美等发达国家，国内的洁净室工程行业起步较晚，所适用的洁净厂房对洁净度要求相对较低。但随着国内经济增长、科技发展以及相关规范要求的提高，市场对高等级洁净室的需求也越来越旺盛。以光电行业TFT-LCD薄膜晶体管液晶显示玻璃为例，从2005年北京京东方5代线的建设到2017年合肥京东方10.5代线投产使用，只用了短短数年，但技术确有巨大的飞跃，室内洁净等级要求也是水涨船高，这就要求我们必须为其提供更高级别的洁净室以满足其发展要求。洁净室要想建设成功，施工是很关键的一步，作为项目参与人员，应摒弃以往普通厂房施工的思维，取而代之以洁净施工的理念，合理安排、严格把控，这样才能建设出高等级的洁净厂房，以满足客户的需求。

1 洁净室的定义

洁净室是指将一定空间范围内空气中的微粒子、有害气体、细菌等污染物排除，并将室内的温度、湿度、洁净度、压力、气流速度与气流流向、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内，而给与特别设计的空间。不论外界空气条件如何变化，洁净室内均能维持原设定的洁净度、温湿度及压力等性能，以满足使用需求。洁净室最主要的作用在于控制在其内生产的产品所接触的空气的洁净度及温湿度等各项指标，使产品能在一个良好条件和高度稳定的环境空间中生产制造。

2 洁净室的洁净等级

空气洁净度级别的划分各国不统一。世界上最早的洁净室标准是美国的FS209标准，1963年颁布，最后更新至FS209E版本，该版本目前仍然在世界洁净技术领域中被采用。1984年，中国参照美国FS209标准发布了《洁净厂房设计规范》(GBJ73—84)。1989年，日本摆脱了FS209标准的影响，颁布了日本国家标准JISB9920。1999年，国际标准化组织ISO/TC209制定并颁布ISO 14644-1标准，该标准自颁布后逐渐被世界各国所接受，现在美国、欧洲、日本、俄罗斯均采用ISO 14644-1标准。

2001年11月，中国国家质量监督检验检疫总局与建设部参照ISO 14644-1标准联合修订并发布了《洁净厂房设计规范》(GB50073—2001)，代替原国家标准GBJ73—84。新标准以每立方米空气中含0.1 μm的微粒数量为依据将空气洁净度划分为9个等级，如表1所示。

表1 洁净室及洁净区空气中悬浮粒子洁净度等级表

3 洁净室的分类

洁净室分类方法有多种，该文仅列出按用途进行分类的方法。洁净室按用途可以分为工业洁净室和生物洁净室。

工业洁净室以无生命微粒的控制为对象，主要控制空气中尘埃微粒对工作对象的污染。工业洁净室主要适用于半导体、光伏、光电、宇航、原子能等行业。

生物洁净室以有生命微粒(细菌与微生物)控制为对象，又可分为一般生物洁净室与生物学安全洁净室。生物洁净室主要适用于制药工业、医院(手术室、无菌病房)、食品饮料生产、动物实验室、理化检验室、血站等。

4 国内洁净室工程行业发展

国内洁净技术在发展的早期，主要是运用于军工行业，随着经济的发展和科技的进步，洁净室技术的应用越来越广泛。目前，主要运用于电子产业和医药产业。

4.1 电子产业

电子产业中IC半导体、光电等行业目前为洁净室应用最主要的行业，随着数字家庭时代的到来，液晶面板的升级换代、3D技术和LED技术的国产化等，电子产业在未来很长一段时间内仍会处于高速发展时期。

4.2 医药产业

随着国内医药生产企业新版GMP标准的实施，政府加大对医疗卫生的投入及人民对医疗卫生要求越来越高，都会促进洁净室在该领域的快速发展。近十年我国洁净室工程行业市场规模一直保持稳定增长趋势，2017年以来在半导体和新型显示产业的推动下，我国洁净室工程行业呈现高速增长趋势，见图1。

5 洁净室施工

洁净室施工相对于普通厂房施工，最大的不同就是洁净管控。洁净管控的好坏直接关系到后期清洁的成本，甚至会影响正常生产的稳定性，洁净管控应该贯穿于土建施工、机电安装直至验收移交的全过程。笔者曾参与过某一高世代TFT-LCD玻璃基板生产线洁净厂房的建设，现结合该厂房的土建及管道施工谈一谈在洁净厂房施工过程中的注意事项。

对洁净室而言，每一个阶段的施工要求都存在一定的差异，整个施工流程可以分为初级洁净、一般洁净、非常洁净、超洁净四个阶段。

5.1 初级洁净阶段

该阶段通常为洁净室结构施工阶段，洁净室的主体结构一般都是钢筋混凝土结构，砖墙围挡，此道工序是洁净室最外一层洁净屏障。同时墙壁内的暗埋配管、技术夹层内的水、电、气、风管等主要管线施工完成且验收合格，墙面开孔已按要求进行封堵，幕墙施工完成，内部洁净板墙施工完成，墙面门、窗等施工完成，地面沟槽、预埋件及设备基础等施工完成。该阶段完成的标志是建筑物已基本实现封闭，可能产生大量灰尘或残渣的工作已经完成。施工时需注意以下几点：

1)将混凝土、砖墙上的洞要补好，能减少墙面裂纹。

2)混凝土与砖墙连接处采取有效措施尽量防止裂纹的产生。

3)砖墙内外抹灰时应分层施工，防止裂纹及空鼓。

4)洁净板墙体施工前根据建筑图纸并结合现场实际尺寸先绘制好墙板排列图，排列过程中尽量减少洁净板间的缝隙。

5)施工时，洁净板墙与混凝土及砖墙间的灰尘及杂物一定要彻底清除干净，施工完成后，对现场进行及时清理。

6)洁净板安装完成后，板面保护膜先不要撕，待主体结构安装完成后再予以清除，避免施工过程中损伤、污染板面。

7)洁净室的门必须是气密门，要有良好的密封性能，保证门内外的空气、声音隔绝，不设门槛。

8)为避免凿墙、凿地面及预埋暗管等工作返工，土建专业应同相关专业充分沟通后再行施工。

9)此阶段施工人员需穿戴干净、整洁的普通劳保装备。

5.2 一般洁净阶段

此阶段包括环氧地面施工、洁净天花板施工、送排风系统施工、冷热源系统施工、缓冲区设置。此阶段完成的标志是洁净区已经初步形成，进出洁净区开始受限制。施工时需注意以下几点：

1)洁净天花板施工前根据建筑图纸并结合现场实际尺寸线绘制好天花板排列图，作用同洁净板墙。天花板上通常需要上人检修，因此洁净天花板必须要有足够的强度和刚度。

2)洁净室地面一般采用环氧树脂地面，应平整、防滑、耐磨、防静电、易于清洁，地面不平处需打磨平整，打磨过程中用洁净吸尘器将灰尘吸干净。生产过程中有叉车行走的地面可以考虑铺设不锈钢板，不锈钢板与地面要充分接触，避免有空隙。地面施工完成后应进行有效保护。

3)洁净天花板和地面施工完成后可以对洁净墙板间接缝、洁净天花板间接缝、洁净墙板与天花板间接缝、洁净墙板与地面接缝等所有接缝处进行打胶处理。

4)施工过程中，洁净区严禁吸烟或饮食。

5)风管应在指定的洁净场所进行制作，制作完成的风管应进行清洗，经检查达到洁净要求后应及时封口。存放时应保持环境清洁，不得积灰和受潮。安装过程中的停顿或完成安装后，应将各个封口接好。

6)尽量避免可能造成污染的切割、焊接或打磨作业，如果必须进行上述作业，需采取有效的保护措施并及时清理工作中产生的废物和垃圾。

7)此阶段施工人员需穿戴干净、整洁的普通劳保装备，但进出洁净区需通过专设的出入口并进行登记，环氧地面施工完成后，洁净区内人员需穿软底球鞋或布鞋，并不得将软底鞋穿出洁净区外。

8)净化空调系统安装完成后，应按规定进行清洁、空吹，单机试运转和测试以及全系统联动试运转，调试结束后最好请专业的清洁公司对清洁区进行一次彻底清洁。

5.3 非常洁净阶段

此阶段包括机电设备安装、洁净管道安装、电控设备安装、风淋室安装等。施工时需注意以下几点：

1)未安装的设备和未使用的材料应设立专用仓库保存并做好有效防护，仓库必须干净，无污染源，避免潮湿，不得露天存放，仓库存放时间不宜过长，尽量安排好采购和施工时间，避免设备和材料积压。运往洁净室的设备、物料必须在洁净区外拆除包装并清扫干净，运输过程中对地面做好防护，防止损坏地面。已安装的设备、管道要注意及时清扫和防护，避免积尘。

2)接触物料的管道材质需要能够同时满足介质的生产操作条件、清洗条件及蒸汽条件，必须具备操作条件下的防腐性、机械稳定性和极好的光滑平整性。金属管道建议选用BA或者EP抛光管，最好采用材质为316或316L不锈钢或者选用对于物料介质具有稳定性的其他材质。非金属管除满足化学稳定要求外，还应具有最少的颗粒产生性，聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、高密度聚乙烯HDPE、聚碳酸酯PC、乙缩醛共聚物都是通常可选的材料。

3)垫片必须具备绝对的紧实密封功能，安装垫片时，压紧力应控制好，避免因过度压缩导致垫片损坏。EPDM、丁腈橡胶、硅橡胶等通常被选作垫片的材料，石墨缠绕垫片不得使用。

4)管道穿墙或楼板处管道外壁和土建孔洞周边会有空隙，在管道安装完毕后应迅速采取有效的密封措施，通常采用不锈钢环片包在管道周边并覆盖孔洞缝隙后用密封胶进行密封。

5)管道安装完毕后，需按设计要求进行强度试验、严密性试验和泄露性试验，投入使用前应进行吹扫、置换，并按管内输送介质的纯度、杂质含量要求和物化性质进行检测、调试。进行上述施工程序时，要对管道出口进行有效防护，防止再次污染洁净室。

6)此阶段应禁止任何热工作业，严禁使用非洁净室用的纸张、签字笔等工具，木材需用塑料膜包裹防尘。

7)严格控制缓冲区，并设置粘尘垫等除尘设施。进入洁净室的人员必须穿戴全套洁净服，主要包括无尘衣、洁净鞋、口罩、头套、手套等。洁净服不得带出洁净管控区，需置于无尘更衣室内。

5.4 超洁净阶段

此阶段的主要工作内容包括洁净室全面清洁和测试，高效过滤器安装与启动，工程验收及移交。施工时需注意以下几点：

1)安装高效过滤器是洁净室施工的关键。必须在净化空调系统试运转达12 h后再次清洁洁净室，方可现拆高效过滤器包装，检查完成后进行安装，在高效过滤器试运行阶段，为了避免其被污染，可以在高效过滤器的进口放置无纺布或者初效过滤器。

2)要定期对室内环境和设备进行监测，主要包括室内悬浮粒子数、送回风风量和风速、室内外压差、温度、湿度等。

6 结 语

随着时间的推移，洁净室的需求量会越来越大，对其要求也会越来越高。洁净室的建设是一个系统工程，多个工种、多道工序交叉作业和相互配合，组织协调至关重要。作为现场管理人员，应从“人机料法环”五个方面着手，每个方面均要以洁净厂房的标准严格要求，将洁净的概念深耕于每个参与者的思想里，深入到每个细节中，这样才能建设出高质量、高标准、高品质的洁净厂房，以满足市场的需要。