胡安鋒,王沛釗

(中國(guó)建材國(guó)際工程集團(tuán)有限公司，上海 200063)

相比于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，國(guó)內(nèi)的潔凈室工程行業(yè)起步較晚，所適用的潔凈廠房對(duì)潔凈度要求相對(duì)較低。但隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、科技發(fā)展以及相關(guān)規(guī)范要求的提高，市場(chǎng)對(duì)高等級(jí)潔凈室的需求也越來(lái)越旺盛。以光電行業(yè)TFT-LCD薄膜晶體管液晶顯示玻璃為例，從2005年北京京東方5代線的建設(shè)到2017年合肥京東方10.5代線投產(chǎn)使用，只用了短短數(shù)年，但技術(shù)確有巨大的飛躍，室內(nèi)潔凈等級(jí)要求也是水漲船高，這就要求我們必須為其提供更高級(jí)別的潔凈室以滿足其發(fā)展要求。潔凈室要想建設(shè)成功，施工是很關(guān)鍵的一步，作為項(xiàng)目參與人員，應(yīng)摒棄以往普通廠房施工的思維，取而代之以潔凈施工的理念，合理安排、嚴(yán)格把控，這樣才能建設(shè)出高等級(jí)的潔凈廠房，以滿足客戶的需求。

1 潔凈室的定義

潔凈室是指將一定空間范圍內(nèi)空氣中的微粒子、有害氣體、細(xì)菌等污染物排除，并將室內(nèi)的溫度、濕度、潔凈度、壓力、氣流速度與氣流流向、噪音振動(dòng)及照明、靜電控制在某一需求范圍內(nèi)，而給與特別設(shè)計(jì)的空間。不論外界空氣條件如何變化，潔凈室內(nèi)均能維持原設(shè)定的潔凈度、溫濕度及壓力等性能，以滿足使用需求。潔凈室最主要的作用在于控制在其內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品所接觸的空氣的潔凈度及溫濕度等各項(xiàng)指標(biāo)，使產(chǎn)品能在一個(gè)良好條件和高度穩(wěn)定的環(huán)境空間中生產(chǎn)制造。

2 潔凈室的潔凈等級(jí)

空氣潔凈度級(jí)別的劃分各國(guó)不統(tǒng)一。世界上最早的潔凈室標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)的FS209標(biāo)準(zhǔn)，1963年頒布，最后更新至FS209E版本，該版本目前仍然在世界潔凈技術(shù)領(lǐng)域中被采用。1984年，中國(guó)參照美國(guó)FS209標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布了《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ73—84)。1989年，日本擺脫了FS209標(biāo)準(zhǔn)的影響，頒布了日本國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)JISB9920。1999年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC209制定并頒布ISO 14644-1標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)自頒布后逐漸被世界各國(guó)所接受，現(xiàn)在美國(guó)、歐洲、日本、俄羅斯均采用ISO 14644-1標(biāo)準(zhǔn)。

2001年11月，中國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局與建設(shè)部參照ISO 14644-1標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合修訂并發(fā)布了《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50073—2001)，代替原國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBJ73—84。新標(biāo)準(zhǔn)以每立方米空氣中含0.1 μm的微粒數(shù)量為依據(jù)將空氣潔凈度劃分為9個(gè)等級(jí)，如表1所示。

表1 潔凈室及潔凈區(qū)空氣中懸浮粒子潔凈度等級(jí)表

3 潔凈室的分類

潔凈室分類方法有多種，該文僅列出按用途進(jìn)行分類的方法。潔凈室按用途可以分為工業(yè)潔凈室和生物潔凈室。

工業(yè)潔凈室以無(wú)生命微粒的控制為對(duì)象，主要控制空氣中塵埃微粒對(duì)工作對(duì)象的污染。工業(yè)潔凈室主要適用于半導(dǎo)體、光伏、光電、宇航、原子能等行業(yè)。

生物潔凈室以有生命微粒(細(xì)菌與微生物)控制為對(duì)象，又可分為一般生物潔凈室與生物學(xué)安全潔凈室。生物潔凈室主要適用于制藥工業(yè)、醫(yī)院(手術(shù)室、無(wú)菌病房)、食品飲料生產(chǎn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室、理化檢驗(yàn)室、血站等。

4 國(guó)內(nèi)潔凈室工程行業(yè)發(fā)展

國(guó)內(nèi)潔凈技術(shù)在發(fā)展的早期，主要是運(yùn)用于軍工行業(yè)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，潔凈室技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前，主要運(yùn)用于電子產(chǎn)業(yè)和醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)。

4.1 電子產(chǎn)業(yè)

電子產(chǎn)業(yè)中IC半導(dǎo)體、光電等行業(yè)目前為潔凈室應(yīng)用最主要的行業(yè)，隨著數(shù)字家庭時(shí)代的到來(lái)，液晶面板的升級(jí)換代、3D技術(shù)和LED技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化等，電子產(chǎn)業(yè)在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍會(huì)處于高速發(fā)展時(shí)期。

4.2 醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)

隨著國(guó)內(nèi)醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)新版GMP標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，政府加大對(duì)醫(yī)療衛(wèi)生的投入及人民對(duì)醫(yī)療衛(wèi)生要求越來(lái)越高，都會(huì)促進(jìn)潔凈室在該領(lǐng)域的快速發(fā)展。近十年我國(guó)潔凈室工程行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模一直保持穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)，2017年以來(lái)在半導(dǎo)體和新型顯示產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)下，我國(guó)潔凈室工程行業(yè)呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)趨勢(shì)，見圖1。

5 潔凈室施工

潔凈室施工相對(duì)于普通廠房施工，最大的不同就是潔凈管控。潔凈管控的好壞直接關(guān)系到后期清潔的成本，甚至?xí)绊懻Ｉa(chǎn)的穩(wěn)定性，潔凈管控應(yīng)該貫穿于土建施工、機(jī)電安裝直至驗(yàn)收移交的全過(guò)程。筆者曾參與過(guò)某一高世代TFT-LCD玻璃基板生產(chǎn)線潔凈廠房的建設(shè)，現(xiàn)結(jié)合該廠房的土建及管道施工談一談在潔凈廠房施工過(guò)程中的注意事項(xiàng)。

對(duì)潔凈室而言，每一個(gè)階段的施工要求都存在一定的差異，整個(gè)施工流程可以分為初級(jí)潔凈、一般潔凈、非常潔凈、超潔凈四個(gè)階段。

5.1 初級(jí)潔凈階段

該階段通常為潔凈室結(jié)構(gòu)施工階段，潔凈室的主體結(jié)構(gòu)一般都是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，磚墻圍擋，此道工序是潔凈室最外一層潔凈屏障。同時(shí)墻壁內(nèi)的暗埋配管、技術(shù)夾層內(nèi)的水、電、氣、風(fēng)管等主要管線施工完成且驗(yàn)收合格，墻面開孔已按要求進(jìn)行封堵，幕墻施工完成，內(nèi)部潔凈板墻施工完成，墻面門、窗等施工完成，地面溝槽、預(yù)埋件及設(shè)備基礎(chǔ)等施工完成。該階段完成的標(biāo)志是建筑物已基本實(shí)現(xiàn)封閉，可能產(chǎn)生大量灰塵或殘?jiān)墓ぷ饕呀?jīng)完成。施工時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：

1)將混凝土、磚墻上的洞要補(bǔ)好，能減少墻面裂紋。

2)混凝土與磚墻連接處采取有效措施盡量防止裂紋的產(chǎn)生。

3)磚墻內(nèi)外抹灰時(shí)應(yīng)分層施工，防止裂紋及空鼓。

4)潔凈板墻體施工前根據(jù)建筑圖紙并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際尺寸先繪制好墻板排列圖，排列過(guò)程中盡量減少潔凈板間的縫隙。

5)施工時(shí)，潔凈板墻與混凝土及磚墻間的灰塵及雜物一定要徹底清除干凈，施工完成后，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行及時(shí)清理。

6)潔凈板安裝完成后，板面保護(hù)膜先不要撕，待主體結(jié)構(gòu)安裝完成后再予以清除，避免施工過(guò)程中損傷、污染板面。

7)潔凈室的門必須是氣密門，要有良好的密封性能，保證門內(nèi)外的空氣、聲音隔絕，不設(shè)門檻。

8)為避免鑿墻、鑿地面及預(yù)埋暗管等工作返工，土建專業(yè)應(yīng)同相關(guān)專業(yè)充分溝通后再行施工。

9)此階段施工人員需穿戴干凈、整潔的普通勞保裝備。

5.2 一般潔凈階段

此階段包括環(huán)氧地面施工、潔凈天花板施工、送排風(fēng)系統(tǒng)施工、冷熱源系統(tǒng)施工、緩沖區(qū)設(shè)置。此階段完成的標(biāo)志是潔凈區(qū)已經(jīng)初步形成，進(jìn)出潔凈區(qū)開始受限制。施工時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：

1)潔凈天花板施工前根據(jù)建筑圖紙并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際尺寸線繪制好天花板排列圖，作用同潔凈板墻。天花板上通常需要上人檢修，因此潔凈天花板必須要有足夠的強(qiáng)度和剛度。

2)潔凈室地面一般采用環(huán)氧樹脂地面，應(yīng)平整、防滑、耐磨、防靜電、易于清潔，地面不平處需打磨平整，打磨過(guò)程中用潔凈吸塵器將灰塵吸干凈。生產(chǎn)過(guò)程中有叉車行走的地面可以考慮鋪設(shè)不銹鋼板，不銹鋼板與地面要充分接觸，避免有空隙。地面施工完成后應(yīng)進(jìn)行有效保護(hù)。

3)潔凈天花板和地面施工完成后可以對(duì)潔凈墻板間接縫、潔凈天花板間接縫、潔凈墻板與天花板間接縫、潔凈墻板與地面接縫等所有接縫處進(jìn)行打膠處理。

4)施工過(guò)程中，潔凈區(qū)嚴(yán)禁吸煙或飲食。

5)風(fēng)管應(yīng)在指定的潔凈場(chǎng)所進(jìn)行制作，制作完成的風(fēng)管應(yīng)進(jìn)行清洗，經(jīng)檢查達(dá)到潔凈要求后應(yīng)及時(shí)封口。存放時(shí)應(yīng)保持環(huán)境清潔，不得積灰和受潮。安裝過(guò)程中的停頓或完成安裝后，應(yīng)將各個(gè)封口接好。

6)盡量避免可能造成污染的切割、焊接或打磨作業(yè)，如果必須進(jìn)行上述作業(yè)，需采取有效的保護(hù)措施并及時(shí)清理工作中產(chǎn)生的廢物和垃圾。

7)此階段施工人員需穿戴干凈、整潔的普通勞保裝備，但進(jìn)出潔凈區(qū)需通過(guò)專設(shè)的出入口并進(jìn)行登記，環(huán)氧地面施工完成后，潔凈區(qū)內(nèi)人員需穿軟底球鞋或布鞋，并不得將軟底鞋穿出潔凈區(qū)外。

8)凈化空調(diào)系統(tǒng)安裝完成后，應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行清潔、空吹，單機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)和測(cè)試以及全系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)試運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)試結(jié)束后最好請(qǐng)專業(yè)的清潔公司對(duì)清潔區(qū)進(jìn)行一次徹底清潔。

5.3 非常潔凈階段

此階段包括機(jī)電設(shè)備安裝、潔凈管道安裝、電控設(shè)備安裝、風(fēng)淋室安裝等。施工時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：

1)未安裝的設(shè)備和未使用的材料應(yīng)設(shè)立專用倉(cāng)庫(kù)保存并做好有效防護(hù)，倉(cāng)庫(kù)必須干凈，無(wú)污染源，避免潮濕，不得露天存放，倉(cāng)庫(kù)存放時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，盡量安排好采購(gòu)和施工時(shí)間，避免設(shè)備和材料積壓。運(yùn)往潔凈室的設(shè)備、物料必須在潔凈區(qū)外拆除包裝并清掃干凈，運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)地面做好防護(hù)，防止損壞地面。已安裝的設(shè)備、管道要注意及時(shí)清掃和防護(hù)，避免積塵。

2)接觸物料的管道材質(zhì)需要能夠同時(shí)滿足介質(zhì)的生產(chǎn)操作條件、清洗條件及蒸汽條件，必須具備操作條件下的防腐性、機(jī)械穩(wěn)定性和極好的光滑平整性。金屬管道建議選用BA或者EP拋光管，最好采用材質(zhì)為316或316L不銹鋼或者選用對(duì)于物料介質(zhì)具有穩(wěn)定性的其他材質(zhì)。非金屬管除滿足化學(xué)穩(wěn)定要求外，還應(yīng)具有最少的顆粒產(chǎn)生性，聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、高密度聚乙烯HDPE、聚碳酸酯PC、乙縮醛共聚物都是通?？蛇x的材料。

3)墊片必須具備絕對(duì)的緊實(shí)密封功能，安裝墊片時(shí)，壓緊力應(yīng)控制好，避免因過(guò)度壓縮導(dǎo)致墊片損壞。EPDM、丁腈橡膠、硅橡膠等通常被選作墊片的材料，石墨纏繞墊片不得使用。

4)管道穿墻或樓板處管道外壁和土建孔洞周邊會(huì)有空隙，在管道安裝完畢后應(yīng)迅速采取有效的密封措施，通常采用不銹鋼環(huán)片包在管道周邊并覆蓋孔洞縫隙后用密封膠進(jìn)行密封。

5)管道安裝完畢后，需按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)、嚴(yán)密性試驗(yàn)和泄露性試驗(yàn)，投入使用前應(yīng)進(jìn)行吹掃、置換，并按管內(nèi)輸送介質(zhì)的純度、雜質(zhì)含量要求和物化性質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)、調(diào)試。進(jìn)行上述施工程序時(shí)，要對(duì)管道出口進(jìn)行有效防護(hù)，防止再次污染潔凈室。

6)此階段應(yīng)禁止任何熱工作業(yè)，嚴(yán)禁使用非潔凈室用的紙張、簽字筆等工具，木材需用塑料膜包裹防塵。

7)嚴(yán)格控制緩沖區(qū)，并設(shè)置粘塵墊等除塵設(shè)施。進(jìn)入潔凈室的人員必須穿戴全套潔凈服，主要包括無(wú)塵衣、潔凈鞋、口罩、頭套、手套等。潔凈服不得帶出潔凈管控區(qū)，需置于無(wú)塵更衣室內(nèi)。

5.4 超潔凈階段

此階段的主要工作內(nèi)容包括潔凈室全面清潔和測(cè)試，高效過(guò)濾器安裝與啟動(dòng)，工程驗(yàn)收及移交。施工時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：

1)安裝高效過(guò)濾器是潔凈室施工的關(guān)鍵。必須在凈化空調(diào)系統(tǒng)試運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)12 h后再次清潔潔凈室，方可現(xiàn)拆高效過(guò)濾器包裝，檢查完成后進(jìn)行安裝，在高效過(guò)濾器試運(yùn)行階段，為了避免其被污染，可以在高效過(guò)濾器的進(jìn)口放置無(wú)紡布或者初效過(guò)濾器。

2)要定期對(duì)室內(nèi)環(huán)境和設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要包括室內(nèi)懸浮粒子數(shù)、送回風(fēng)風(fēng)量和風(fēng)速、室內(nèi)外壓差、溫度、濕度等。

6 結(jié) 語(yǔ)

隨著時(shí)間的推移，潔凈室的需求量會(huì)越來(lái)越大，對(duì)其要求也會(huì)越來(lái)越高。潔凈室的建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，多個(gè)工種、多道工序交叉作業(yè)和相互配合，組織協(xié)調(diào)至關(guān)重要。作為現(xiàn)場(chǎng)管理人員，應(yīng)從“人機(jī)料法環(huán)”五個(gè)方面著手，每個(gè)方面均要以潔凈廠房的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格要求，將潔凈的概念深耕于每個(gè)參與者的思想里，深入到每個(gè)細(xì)節(jié)中，這樣才能建設(shè)出高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)、高品質(zhì)的潔凈廠房，以滿足市場(chǎng)的需要。