无尘车间工程 /净化设备风淋室/空气过滤器
无尘车间洁净度如何确定详细分析
一、净化车间的规格
净化车间的规格一般适用于美国联邦规格No.209B 。这个规格对净化间的环境要素即空气洁净
度、温湿度、室内压等都进行了规格化规定。但是，伴随着洁净化程度的不断提高，美国联邦规格
进行了改版，其内容主要是以洁净度进行分类。最新版已成为No209E ，名称也进行了变更。 No.209E
的级别表示是把0.5um 以上的颗粒数为10x个 /m3，把 X 表示成级别，同时加上米制M 的意思，表
示成 M3.5 等等。在表7 里表示的是美国联邦规格No.209B ，表 8 表示的是美国联邦规格No.209E 。在日本，相应的规格是JIS B9920 。JIS9920 的级别表示是把0.1um 以上的颗粒数规定为10X个，用Y 表示级别。表9、图 2 表示了 JIS B 9920 的级别的主要内容。
表 7 美国联邦规格 No.209B
净化间粒子室内压力温度湿度气流照度
级别粒径累计粒Pa范围推荐值差高最误差换气次数um子数mmH 2O（℃）（℃）（℃）（ %）低%
%
100≧0.5100+1319.4—22.24530
（+1.3 ）25层流方式1080-1000≧0.51000以上± 2.8± 100.45m/s-1620≧510特别特别± 0.1m/s
10000≧0.510000时为时为非层流方≧565± 1.4± 5式
100000≧0.5100000≧ 20 次/h ≧5700
表 8, 美国联邦规格No.209E 的洁净度级别分类
级别上限值是各级别名。上限值用指定粒径以上的浓度（单位堆积粒子数）表示。*
级别名称 **级别上限值
粒径粒径粒径粒径粒径
0.1um0.2um0.3um0.5um5um
SI***English(m3)(ft 3)(m3 )(ft 3)(m3 )(ft 3 )(m3 )(ft 3)(m3)(ft 3) Unit
MI3509.9175.7 2.1430.90.87510.00.283----
M1.51124035.02657.50106 3.0035.3 1.00----
M2350099.175721.43098.75100 2.83----
M2.51012000350265075.0106030.035310.0----
M3350009917570214309087.5100028.3----
M3.5100----26500750106003003530100----
M4----7570021403090087510000283----
M4.51000------------3530010002477.00 M5------------100000238061817.5 M5.510000------------35300010000247070.0 M6------------1000000283006180175 M6.5100000------------353000010000024700700 M7------------10000000283000618001750
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*上表中表示的级别上限值仅仅是为了级别分类而定义的，并不表示实际的粒径分布值。
**针对中间级别的浓度上限值，用如下的公式进行计算。
粒子直径 /m3=10 M (0.5/d) 2.2，其中， M : SI 单位里的级别名称， D : 粒径（ um）
***国际单位（ Systeme International d ’Unites 的缩写）
图 1， 209E 的洁净度级别（图略）图中的●标记表示评价洁净度级别用的对象粒子。
（）内数值是用English unit 表示级别。
图 2， JIS B 9920 的洁净度级别的上限浓度
表 9，JIS B 9920 主要内容
净化间级别标准粒径（ um）累计粒子数 (个 /m3)
10.1101
20.1102
30.1103
40.1104
50.1105
60.1106
70.1107
80.1108
表 10，美国航空宇宙局规格主要内容
生物粒子生物粒子室内温度湿气流
净化粒径累计浮游量沉降量压力℃度换气次间级um粒子数个/ft Pa%数
别个 /ft(个 /l)mmH 2O
(个 /l)
≧ 0.51000.11200
100（ 3.5）（0.0035）（ 12900）
+13推40层流方式10000≧ 0.5100000.56000（ +1.3）荐—0.45m/s （ 350）（0.0176）（ 64000）以上值50± 0.1m/s ≧ 565（2.3）非层流式
≧ 20 次/h 100000≧ 0.5100000 2.530000
（ 3500）（0.0884）（ 323000）
≧ 5700(25)照度Lx
1080—1620
三、不同用途所要求的洁净度
如前所述，净化间的级别一般分成M3.5（ 100）、M4.5（ 1000）、M5.5（ 10000）、M6.5 （ 100000）
4个级别。但根据各产业领域的作业工序不同，形成必要的级别是不一样的。例如，在半导体制造
工厂等里边，根据作业内容，要求有M1 （ 10）— M5.5 （ 1000）的净化间。而且，在制药工厂里，
根据产品的纯度、作业工序，需有从M3.5 到 M6.5 （ 100， 000）范围广泛的级别不等净化间。因此
说，各种产业所需要的净化间，其要求的洁净度是不同的。就一般级别而言，表11 可以作为参考。
表 11，各产业所要求的净化间级别一览
领域和产业洁净度标准（级别）内容
SI English unit
半导体工业掩模板对准工艺M3.5100
（ IC、 LSI 等）刻蚀工艺M3.5100腐蚀加工
扩散工艺M3.5100高纯度扩散
蒸着工艺M3.5100高纯度电镀
涂布工艺M3.5100感光剂涂布
电子设备计算器制造M5.510,000磁头
阴极射线管M5.510,000,遮屏
磁带M5.510,000防止杂音
精密仪器陀螺、微型轴承M5.510,000提高精度
导弹部件、继电器M5.510,000防止误动作
钟表、小型计量仪器M5.510,000组立、封装、修理
光学、印刷照相机、印刷电路板M5.510,000制作
镜头、胶片M4.51,000连接
电子制版M5.510,000制作、检查
化学药品注射液充填M3.5100调和、充填
无菌动物养育M3.5100SPF
化学药品抗生物M5.510,000充填、检查
一般医疗品M6.5100,000制造
食品酿造、发酵M5.510,000防止酱油、大酱腐坏
乳制品、生食品M6.5100,000防止酸乳酪变质
食肉加工M5.510,000火腿、香肠
搅拌 (弄成糊状 ) 食品M5.510,000搅拌后备烤的圆筒形、半圆
形鱼肉、鱼肉山芋丸子等食
品制冷时防止细菌粘附上。
医疗手术室M3.5100股关节手术、脏器移植
特殊治疗室M3.5100白血病、烫伤
恢复、新生儿室M3.510,000早产儿、术后防止感染
临床检查M5.510,000菌类培植、检查
农林畜产蘑菇栽培M5.510,000防止蘑菇种菌被杂菌感染
植物M6.5100,000兰花栽培（试验用无菌植物、
强势培植植物）
养殖M5.510,000防止鱼、蚕类因菌侵袭致死
微生物工程一般病原体M3.5100马尔堡病毒、拉萨氏热、艾
伯拉出血热（排出空气）
基因转换M3.5100大肠菌（排出空气）
三、净化间的形式分类
作为净化间的分类方法，一般都是根据室内气流形状来划分的。按这个方法，净化间可大致分
为如下三大类。
1，垂直层流型（降下流方式）
这是一种将HEPA 或 ULPA 过滤器安装在天花板上，从顶板上往下直对地面，能以同样的
速度向净化间提供洁净空气的方式。这种设备体积庞大，造价也很昂贵，但作为净化间的性能，无论是从什么方面讲，它都是最好的。
2，水平层流型（交叉流方式）
这是将 HEPA 或 ULPA 过滤器安装在壁板上，从墙壁上向对面墙壁以同样的速度提供洁净空气的一种方式。由于是水平层流，所以，与气流的上流侧相比，下流侧的洁净程度要低一些。
但它与垂直层流方式相比的话，具有设备较小，费用较低的特点。
3，非层流型（常规型）
与上述几种层流形式相比，其设备费用要低廉很多，但由于出现了非层流部分，室内气流发生紊乱，微粒子浮游在空中，很难保证高的洁净度。
M3.5级（ 100）及 M4.5 级（ 1000）的场合
在洁净度要求达到M3.5 级及 M4.5 级的场合，其大部分都能达到层流型。
垂直层流型（降下气流方式）范例图 3
HEPA过滤器
热交换器
HEPA 过滤器
档粗大尘埃过滤器
外气
预过滤器加湿器活性炭过滤器
2，水平层流型（交叉流方式）范例图4
热交换器
HEPA 过滤器
档粗尘过滤器
外气
HEPA 过滤器预过滤器加湿器活性炭过滤器
图注：活性炭过滤器在外气被气体污染的场合下使用。
在净化间里湿度的控制也非常重要。建议使用可实施严格控制的阿姆斯特龙公司产的干蒸汽
式加湿器。
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表 12 垂直层流型的概要及特点
概要
吹出口、过滤器位置吹入口位置
气流状态
换气次数（气流速度）温度范围
湿度范围
室内外压力差所
需机械室建筑内
装材料工程的难
易程度
房间大小的限制
房间有效作业面积
作业性
运转经费
管理天花板（ 80 以上）（图 3）
筛条或孔板（图3）
垂直层流
250— 650 次 /h0.25m/s 左右
22℃± 1—3℃
RH45% ± 5-10%
5-25Pa(0.5— 2.5mmH 2O)
大
有规定
需要很高的技术水平
没有特别的要求
能得到很大的面积
好
高
实施高水平的管理
特点
优点：
●不会被室内的作业人数、
作业状态左右，能保证
高度的洁净度。
●由于是垂直层流，换气
次数多，所以，在短时
间内得到高水准的洁净
度。
●几乎不会发生尘埃堆积，
即便是被污染，也能很
快恢复。
缺点
●设备费高
●运转成本高
●净化间面积很难扩建
表 13，水平层流型概要及特征
概要
吹出口、过滤器位置吹入口位置
气流状态
换气次数（气流速度）温度范围
湿度范围
室内外压力差
所需机械室
建筑内装材料
工程的难易程度
房间大小的限制
房间有效作业面积
作业性
运转经费
管理
特点
房间一侧的墙壁上（图4）优点
吹出口对面的墙壁（图4）● 因涡流、死角等引起的虽是水平层流，但下侧风流粉尘的堆积、再游离现处会逐渐被污染。象很少
30— 650 次/H(0.45m/s)● 室内的洁净度不大被22℃± 1—3℃作业人员数、作业状态RH45% ± 5-10%左右。
5--25Pa(0.5— 2.5mmH 2O)缺点
中等● 在距吹出层面较近的
有相当部分受限制地方可以保证有高水
需水平稍高的技术平的洁净度，但在距吸受限制
引层面较近的地方，洁
净度会有所降低。
受到限制
● 净化间扩建很困难
人员的移动受到限制
中等
● 设备费用虽不像垂直
型那么高，但仍很贵。稍微需要高水平的管理
● 柜子、更衣室、风淋等
准备室的完善及清扫
作业服等要予以充分
的注意。
5.5 级（ 10， 000）及
6.5 级（ 100， 000）的场合
对于 5.5 级（ 10， 000）及 6.5 级（ 100， 000）的净化间，从设备费的角度上考虑，不
大使用完全的层流型，而大部分是非层流型。无论是M5.5 级（ 10，000）还是 M6.5 级（ 100，000），在设计上没有根本变化，而是根据单位时间内的换气次数，使其发生变化的。
非层流型（常规型）范例图 5
HEPA 过滤器
热交换器
活性炭过滤器*
档粗尘过滤器
外气
加湿器 **
图 6
HEPA 过滤器HEPA 用预过滤器
热交换器
活性炭过滤器*
档粗尘用过滤器
外气
加湿器 **
图中注解：
*活性炭过滤器在受到别的气体污染的时候使用。
**在净化间里，温度控制也非常重要。建议使用可实施严格控制的阿姆斯特龙公司的干蒸汽式加湿器。
表 14，非层流行型概要及特征
概要
吹出口、过滤器位置空调风管前端（图5）
吹入口位置地板上侧面（图5）
气流状态产生乱流
换气次数（气流速度）20— 50 次 /h
温度范围22℃ ± 1— 5℃
湿度范围RH50% ± 10%
室内外压力差5— 25Pa(0.5— 2.5mmH 2 O)所需机械室小
建筑内装修材料若干限制
工程的难易度多少受些限制
室内大小的限制没有什么限制
房间有效作业面积受到限制
作业性对人的移动没有没有制约特征
优点：
●过滤器及空气处理简单
且容易
●设备费用便宜
●规模扩张方便
●通过使用净化台，可以得
到级别高的洁净度。
缺点
●室内的洁净度会因作业
人员而改变。
●易产生涡流、乱流，污染
粒子在室内有发生循环的
可能。
运转费用低廉●由于换气次数少，达到要
管理管理水准稍高求的洁净度所需时间较
长，动力费用较高
●柜子、更衣室、风淋室等
房间的完备及清扫作业
服等要充分注意。
四、净化车间设计上的留意点
1，净化车间的构成
为确保室内的洁净度，把使用条件、空调的条件等作为最为基本的内容，在考虑到作业性和气
流状况后再予以确定。在构造上要有准备室、更衣室、清洗室、休息室、管理室等。
2，清洗方法
作为室内的洁净化气流方式，有垂直层流式、水平层流式、非层流式。其中，到底使用哪一种
方式，要根据洁净度的级别及使用条件来决定。
3，洁净度和气流方式
洁净度可通过气流方式和换气次数改变。因而，要根据室内的作业内容、人员及产品的动向决
定气流方式。
起尘性高的作业，不得将其置于气流的上侧。而且，根据场合的不同，必须设置排气。
4，构造
净化间的构造具有气密性、发尘、尘埃堆积少，不易发生振动等是非常重要的，而且，要尽可能地不产生乱流。
5，使用材料
作为内装修材料，须是无缝隙、裂痕，表面不易粘尘，且无磨损、无表面剥离的材料。除此之外，热贯流率、透湿性小、吸音性好，与其他材料接合等加工性能良好也是必不可少的。
6，室内正压
为确保室内的洁净度，防止来自外部的污染粒子进入室内，室内必须保持在正压状态。要想维持
室内总是处于正压的状态，就要有能充分的新风，来补足因局部排气、自然泄漏而损失的压力。
7，关联设备
根据需要，净化间里要在入口处设置风淋室，壁板墙上设置物流用的传递箱，以及既能保证正
压又能排气的安全风阀挡板等。这些是非常重要的。而这些设备的选定，必须适合净化间。
8，消音装置
由于净化间是密闭的空间，对声音比较敏感，所以，对空气供给系统发生的噪音要实施有效地
控制，以改善净化间的作业环境。
9，加湿设备
湿度的调整，在防止静电的影响、创造舒适的作业环境方面，是非常必要的。尤其是在医院、
研究室里，保持难以产生微生物的湿度是至关重要的。
10，使用方面的管理
作为净化间内的发尘源，主要是作业人员、带入室内的物品引起的。因而，对这些要予以充分
的注意。除此之外，对各房间的压力平衡、室内墙壁的污染等细微之处也要实施管理。
11，所需设备
根据不同的作业内容，净化间内还要设置相应的给排水、电气、气体设备。这些设备设置要便
于使用，而且，由于净化间是密闭的空间，所以必须有火灾、停电等非常状态下的紧急对策。
五、洁净度的计算方法范例
在化的上，要算出确保所要求的度的量和温湿度整所需的量。里，只是把确保室内度的算方法列出来。将室内的量、新的含两量作出假定，根据使用的空气器效率，用下列公式通气量等求出度。
CoQoP + M
C=
(1-P)Qr + Qe
CsQs + M = (CoQo + CQr)P + M Cqe + CQr 流入粉量流出粉量
Pf1CsQs Pf 2
CoQo
Qe
CQr M
CoQoPf 1Pf2+ M
C=
{1-(Pf1Pf2)}Qr+Qe
P= Pf1Pf2
Qr= 房的体x 1 小的气次数
C : 室内粉度（个/m3）Co: 外气粉度（个/m3）Cs：供粉度（个/m3）Qr ：气量（ m3/h ）
Qo: 新量（ m3/h ）
Qs: 給气量（ m3/h ）Qe ：排气量 (m3/h)
M ：室内量（个/h）
Pt :粉穿透率（%）
Pf1: 器穿透率（%）Pf2: 主器的穿透率（% ）
●Co 的外气粉度采用前面的表
●P 的粉穿透率是采用JIS Z89012或表 3的
用粉
0.5um 的粒子数。
13— 14 种的 DOP气溶胶形成的穿率，用（P=1-
捕集率）表示。
●Qo 外气量，要考境生境上定的、气量及有害物的局部排气。使室内形成正，其所需的量，
由下列公式求出。
Qo = Q1+Q2+Q3+Q4
Q1: 人所需要的新空气量 (30-35m3/ 人 /h)
Q2: 房的泄漏量（ m3/h）
Q3: 的关生的泄漏量
Q4: 局部制排气量
Q2= EA 2g△ P/j × 3600
△P:=室内外的力差 Pa(mmH 2O)?? .表 16
j:空气密度（ Kg/m 3）
A:缝隙面积（ m2）
E:流量系数（ 0.4— 0.6）
g: 9.8m/S2
Q3= tNEA2g△ P/j
A:门的面积
N:打开次数（次 /h）
t:一次的开放时间
E:流量系数（ 0.9— 1）
● Qr 的换气风量是根据洁净度的级别，在表 15 中考虑作业内容后再作决定。●由于
M 的室内发尘量，根据作业内容的不同而异，所以，在参考表 5 或表再作决定。
6 的作业员发尘量后
●为了对室内的正压进行调整，要安装安全风阀挡板，当压力上升时，使其能排放出去。
表 15针对洁净度级别的换气次数、新风量和使用末端过滤器的效率
洁净度（级）换气次数（层流）新风量使用末端过滤器的效率
SI English unit（次 /h）（次 /h）99.97%99.5%
M3.5100250-65010-20○--
M4.51,000100-2005-10○--
M5.510,00050-702-4○换气次数的增加
○ 70— 90 M6.5100,00020-301-2○换气次数的增加
○ 30— 50 *1 ：试验用尘埃颗粒 JIS13 种的效率（ 0.3umDOP ）
*2 ：试验用尘埃颗粒 JIS14 种的效率（ 0.5umDOP ）
表 16 所需压力差
相应处所最低压力差
不同级别的净化间之间5Pa
(0.5mmH 2O)
净化间和准净化间10Pa
(1.0mmH 2O)
净化间与一般房间15Pa
(1.5mmH 2O)
国产滤料与进口滤料参数对照表
滤料类型国产 H13玻纤料进口 H13 玻纤料进口 U15玻纤料
规格：300*300*292300*300*292300*300*292
外框材质：304 镜面不锈钢304 镜面不锈钢304 镜面不锈钢
分隔物：铝隔板铝隔板铝隔板
密封胶耐高温无硅胶耐高温无硅胶耐高温无硅胶
耐温性400℃400℃400℃
过滤效率：99.99%@0.3μ m99.99%@0.3μ m99.999%@0.12μ m 滤料面积： 5.0m 2 5.0m2 5.0m2
额定风量：
333 550m/h550m/h270 m /h
初阻力：180± 10Pa150± 10Pa140± 10Pa
滤料类型国产 H13玻纤料进口 H13 玻纤料进口 U15玻纤料
规格：610*305*292610*305*292610*305*292
外框材质：304 镜面不锈钢304 镜面不锈钢304 镜面不锈钢
分隔物：铝隔板铝隔板铝隔板
密封胶耐高温无硅胶耐高温无硅胶耐高温无硅胶
耐温性400℃400℃400℃
过滤效率：99.99%@0.3μ m99.99%@0.3μ m99.999%@0.12μ m 滤料面积：10.3m210.3m210.3m2
额定风量：
333 1100m/h1100m/h550 m /h
初阻力：180± 10Pa150± 10Pa140± 10Pa