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控制设备噪声先要从声源上考虑,设计时应选用低噪声设备。在某些情况下,由于技术或经济上的原因而难以做到时,则应从噪声传播途径上采取降噪措施,如把高噪声工艺设备迁出洁净室或隔离布置于隔声间内。有些由于与生产联系密切,置于洁净区内的高噪声设备,亦可采用隔声罩隔绝噪声。
国内现有洁净厂房中,不少洁净室将机械泵一类高噪声设备置于洁净室外套间或技术夹道内,洁净室内噪声有明显降低。
洁净室的静态噪声主要来源于净化空调系统和局部净化设备运行噪声,静态噪声的大小与洁净室气流流型、换气次数等因素有关。但关键在于净化空调系统的布置及合理的降噪措施,不合理的设计方案必然导致较高的静态噪声。
关于降低洁净室净化空调系统噪声的措施,国内外有关资料提出了一些有效的措施:
如《现代洁净室概念》一文中强调“选择那种能满足气流要求的噪声的风机,还应该采用弹性减振基础”。关于的使用,文中说:“管道在中频和高频范围内降低噪声是有效的,当风管敷设长度在50ft以内时,应考虑采用”。关于风管的连接,文中又说:“通风机和送风管道与回风管道之间,应采用柔性连接管隔开”。还要求“将通风机外壳、静压箱和管道等加上衬里”。如北京某大学微电子研究所回风管道在未处理前噪声高达83.5dB(A),经过加设村垫处理后噪声降到66.2dB(A),使光刻间的室内环境噪声平均下降了7dB(A)~9dB(A)。由此可见,只要对风道系统采取消声和防止管道固体传声等措施,洁净室噪声可以大幅度降低。
国内还有不少洁净室,由于系统设计合理,并采取了降噪措施,室内噪声得到有效控制。
排风系统噪声对洁净室影响大,以集成电路生产为例,在生产过程中,外延、扩散、腐蚀、清洗等多种工序都需设排风系统。近年来,洁净厂房排风系统的噪声治理日益受到重视,要注意选用低噪声风机等。
由于洁净室内的工作环境要求比较安静,洁净室的密封性能较好,噪声不易衰减。按规定限制风管风速,既减小了净化空调系统的阻力,降低了风机压头和转速,减弱了风机的噪声,又防止了风速过大而产生附加噪声。
如上所述,第4.4.3条~第4.4.6条的规定均为洁净厂房设计中,从平面和空间设计到各类设备、系统及其附属设备等的选择都应充分考虑噪声控制措施,以确保达到洁净厂房要求的噪声控制值。原规范中将第4.4.3条、第4.4.4条规定为强制性条文,但在实施中各单位认为规定过严,可操作性也不强,为此本次修订改为推荐性条文。
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洁净厂房微振控制
1.有微振控制要求的洁净厂 房,设计应考虑建筑结构的选型及地面(楼面)的构造做法,如增加基础及上部结构垂直及横向刚度,增加地面(楼面)刚度,能有效减小振动影响。此外,还应考虑隔振缝设置及其有效的构造措施,壁板与地面及顶棚采用柔性连接等,均能减小振动传递。即减小了对精密设备、仪器仪表的振动影响。
在洁净厂房设计中,应先考虑对强振源采取隔振措施,以减小强振源对精密设备、仪器仪表的振动影响,在此基础上,精密设备、仪器仪表再根据各自的容许振动值采取被动隔振措施,大致能够达到预定目的。
在原规范中,本条为强制性条文,虽然明确规定本条只用于有微振控制要求的洁净厂房,但由于没有量化的规定,容易引起执行不准确的问题,实施以来确有此种情况发生,为此本次修订将本条改为推荐性条文。
2.精密设备、仪器仪表的被动隔振措施,由隔振台座及隔振器(或隔振装置)组成。根据隔振设计计算需要,设定隔振台座为不变形刚体,为此应对隔振台座的形状、几何尺寸及材质选用等方面加以考虑,使之具有足够的刚度。
某些精密设备、仪器仪表在运行时,由于移动部件位置变化或加工、测试件的质量及质心位置变化,使各隔振器的变形量不相等,隔振台座发生倾斜,导致精密设备、仪器仪表难以正常工作。为此,应设置校正倾斜装置,使隔振台座保持原有的水平度,以精密设备、仪器仪表的正常运行。
隔振系统阻尼过小,会产生较大的自振,以及受外界突发干扰(如对隔振台座的冲击、室内气流的扰动影响等),造成隔振台座晃动,这种振动值有时会大于精密设备、仪器仪表的容许振动值,影响其正常运行。为此应隔振系统阻尼值,才能减小此类振动。通过多项工程实践表明,隔振系统阻尼比不小于0.15是比较恰当的。
3.空气弹簧的垂直向、横向刚度很低,使隔振系统具有很低的固有振动频率,同时它具有可调节阻尼值的特性,隔振系统可获得需要的阻尼,因此,隔振系统具有良好的隔振效果。当配用控制阀时,可自动校正隔振台座的倾斜。由于空气弹簧具有其他隔振材料及隔振器的性,已被我国及国际工程界普遍采用作为精密设备、仪器仪表的隔振元件。
用于被动隔振措施的空气弹簧隔振装置由空气弹簧隔振器、控制阀、仪表箱及气源组成。由于空气弹簧隔振装置在校正隔振台座倾斜时会排体(如压缩空气、氮气等),因此对气源应进行净化处理,使其达到洁净室的空气洁净度等级,才能排出的气体不致对洁净室造成污染。
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应将工艺操作过程局限在隔离装置内,并为隔离装置提供的HVAC系统;如果工艺操作致使物料泄漏到洁净室内,则应通过全新风空调系统来保护HVAC系统和系统的其他洁净室不应受到有害化合物的污染;如果回风过滤器的位置远离开放式工艺操作洁净室,则应将它们装在一个防护水平较高的袋进-袋出式过滤器箱体内,并进行相应的标识,这些过滤器含有潜在化合物,当风机故障时要使微粒尽可能少的回至系统;排风或回风管可以通过安装HEPA过滤器以保持清洁,并应采用预过滤器作保护,这些过滤器应位于洁净室内,确保穿着隔离衣、使用保护装备的人员可对它们进行维修,由于回风口过滤器阻力的变化,可能需要频繁更换过滤器或采用动态的房间的压力控制;脱无菌衣区应通过一个低压气锁室与无菌灌装间隔开,脱无菌衣区相对于非受控侧的相邻空间应保持负压;进入无菌灌装间的物料应通过一个经 HEPA过滤的高压通道、高压箱或消毒器进行传递(正压气锁),离开无菌填充洁净室的受污染物料应通过一个低压通道或低压箱进行传递(负压气锁)。
通过向房间输送温度、湿度和粒子数均符合用户要求的合格的空气来保护产品,通过提供建立压力和空气流向来避免其他区域的交叉污染;HVAC设计师理解GMP 规范要求以及熟悉各个不同文件对HVAC系统的要求,另外还具有的知识,包括所有当地的建设规范、国家防火标准、环保标准、职业安全健康卫生标准等。HVAC机组及其各部件均根据用户要求和环境参数进行设计,HVAC系统的其他组成部件,包括排风机、回风机、热能回收系统等,另外还有一些系统为空调系统提供冷热支持,如冷冻机、锅炉、压缩机、循环泵等。可采用再加热盘管对单的空间或区域进行控制(这些区域的送风量维持恒定以一定的排风率),或采用变风量(VAV) 加再热盘管的控制方式(此时房间的送风量不是非常关键,但可通过降低送入房间新风的办法节约能源), 当运用VAV系统时,回风和排风系统 与送风系统风量联动,以房间在风量降低时能保持设定的空调净化系统压差。
无论是向生产区提供经过处理的空气以满足产品的质量要求,还是提供一定的气流型态以避免产品的污染,另外还需设置排风系统,以降低生产过程中产生的空气尘埃粒子的浓度;运用排风系统作为污染隔离的方法得到了日益的重视,该方法可以将高度危害的化合物的初几个步骤的操作中产生的污染加以严格的控制。房间HVAC系统采用稀释排风设计,可以将正常生产过程或非正常条件下产生的污染物加以稀释和排出,下列几个因素加以考虑:较高的空气换气次数可以将连续产生的污染物降低到较低的水平,这是HVAC系统高成本的原因所在,因为大量的空气被直接排出了;将非正常情况或紧急情况下产生的峰值污染降低到允许的可不采用呼吸器保护的分散时间;较低的HVAC房间空气速度不能有效的将污染粒子去除,除了极小的颗粒外,几乎所有粉尘颗粒都需要提供比房间气流高的流速,才能被 输送移走,否则粉尘将会在房间地板和设备上沉降,房间的气流可对气体和蒸汽污染物进行稀释,使其始终达不到较高的浓度。
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