洁净室通风与排气系统：为污染控制设计的气流工程

一、系统核心功能与参数适配逻辑

洁净室通风系统的核心价值在于通过气流组织实现 "主动防御"—— 既要快速稀释并排出污染物，又要防止外部污染侵入。这种平衡需依赖精准的参数设计，不同行业的差异主要体现在以下方面：

换气次数（ACH）：作为衡量空气更新效率的关键指标，需与污染物产生速率匹配。例如微电子车间因光刻胶、蚀刻剂等挥发物较多，换气次数需达到 40-60 次 / 小时，以避免分子级污染物（AMC）在空气中累积；而普通电子组装车间 10-30 次 / 小时即可满足需求。

压力梯度控制：通过相邻区域的压差设计（通常 10-25Pa）形成 "气流屏障"。在制药车间的口服制剂区与无菌灌装区间，需维持 15-25Pa 的正压差，防止低洁净区尘埃侵入；而生物安全实验室（BSL-3）则需对外部保持 20-30Pa 负压，避免病原体扩散。

定向气流精度：关键操作区（如制药灌装线、半导体曝光机周边）的面风速需控制在 0.45±0.1m/s，且气流方向需垂直或水平单向流动。这种设计能确保污染物随气流直接进入排气系统，而非在操作面滞留 —— 某芯片厂的测试数据显示，面风速波动超过 ±0.15m/s 时，晶圆表面粒子污染率会上升 37%。

表 1：核心性能参数行业适配表

二、系统组件的工程化设计要点

通风与排气系统的组件选择需兼顾 "低污染释放" 与 "高效捕获" 双重目标，核心组件的技术特性直接影响系统性能：

管道系统：采用 316L 不锈钢电解抛光管道（表面粗糙度 Ra≤0.8μm），可减少气流扰动造成的颗粒脱落。在生物制药车间，管道连接处需采用圆角设计并焊接密封，避免清洁死角；而微电子车间的管道还需进行防静电处理，防止静电吸附导致的微粒聚集。

过滤装置：HEPA 过滤器（对 0.3μm 粒子效率≥99.97%）是基础配置，而 ULPA 过滤器（对 0.12μm 粒子效率≥99.999%）则用于 ISO 4 级及以上洁净室。特殊场景中，如制药行业的高活性药物生产区，需配备 "袋进袋出" 式过滤器外壳，避免过滤器更换时的污染物外泄；生物安全实验室则需双重 HEPA 过滤，确保排气中生物颗粒的零泄漏。

局部排气装置：针对污染物集中产生的区域（如制药的粉末称量台、微电子的蚀刻机），需通过排风罩形成局部负压。其捕获速度需根据污染物特性设定 —— 粉尘类污染物需 0.5-1.0m/s，而挥发性有机气体则需提升至 1.0-2.5m/s，确保在污染物扩散前将其捕获。

表 2：关键组件技术要求与应用场景

三、行业特化需求与系统响应

不同行业的污染风险差异，要求系统具备定制化的防护逻辑：

制药行业：针对高活性药物（OEB 4-5 级），系统需实现 "containment（遏制）" 功能 —— 通过负压隔离、表面清洁设计及密闭式转移，将操作人员的暴露风险控制在安全阈值内。例如，在细胞毒性药物生产中，排风系统需与隔离器直接连接，确保药物粉尘的捕获率≥99.9%。

微电子行业：除颗粒物控制外，需重点应对酸、碱、有机蒸气等分子级污染物（AMC）。系统需整合化学过滤器（如活性炭、浸渍型吸附剂），并通过气体洗涤器处理特定排气，使排放气中有害物浓度≤1ppb，避免对芯片制程造成腐蚀或离子污染。

生物安全领域：BSL-3 实验室的通风系统需具备 "故障安全" 特性 —— 即使断电，也需通过备用电源维持负压；排气经双重 HEPA 过滤后排放，且过滤器需经过消毒处理后再更换，防止生物气溶胶外泄。

通过参数精准匹配、组件定制化选型及行业特化设计，洁净室通风与排气系统能够为各类高要求场景构建可靠的 "气流屏障"，实现污染的主动控制与风险的有效降低。