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無塵車間裝修全流程解析2025

技術分享 2025-07-08 昊銳凈化機電 0

無塵車間(潔凈室)裝修是一個高度專業化、系統化的工程,涉及多學科知識和嚴格的質量控制。其核心目標是創造一個受控的環境,將空氣中的微粒、有害空氣、溫度、濕度、壓力等參數維持在特定要求范圍內。以下是其全流程的詳細解析:

核心目標: 達到并維持指定的潔凈度等級(如ISO 14644-1標準中的Class 5, Class 7, Class 8等)及其他環境參數(溫濕度、壓差、噪音、照度等)。

一、 前期規劃與需求分析(奠基階段)

  1. 明確用途與潔凈等級:

    • 確定車間的具體用途(如電子芯片制造、生物制藥、醫療器械生產、精密儀器裝配、食品包裝等)。

    • 根據生產工藝要求和相關行業標準(ISO 14644, GMP, Fed-Std-209E等),確定所需的潔凈度等級(Class)、溫濕度范圍、壓差梯度、噪音限制、照度要求等關鍵參數。

    • 識別潛在污染源(人員、設備、物料、工藝本身)。

  2. 選址與空間評估:

    • 評估建筑結構(層高、柱距、承重、樓板平整度)。

    • 檢查現有設施(水、電、氣、排風、消防、結構)。

    • 考慮周邊環境(振動源、電磁干擾、外部污染源)。

    • 規劃物流和人流通道(減少交叉污染)。

  3. 預算與時間計劃:

    • 根據需求和規模進行初步預算估算。

    • 制定詳細的項目時間表(設計、審批、采購、施工、調試、驗收)。

  4. 法規與標準確認:

    • 確認需要遵守的國家、地方及行業法規(建筑規范、消防規范、環保法規、GMP、FDA等)。

    • 確定遵循的具體潔凈室設計、建造和測試標準。

二、 概念設計與詳細設計(藍圖階段)

  1. 工藝布局設計:

    • 根據生產流程進行合理的功能分區(核心潔凈區、緩沖區、輔助區、更衣區、物料準備區、設備區等)。

    • 優化人流、物流路徑,設計單向流,避免交叉污染。

    • 確定設備位置、尺寸及對環境的特殊要求(散熱、排風、振動隔離)。

  2. HVAC系統設計(核心):

    • 空氣處理方案: 設計空氣循環次數、氣流組織形式(單向流/亂流)、送風/回風/排風口位置。

    • 過濾系統: 設計初效、中效、高效/超高效空氣過濾器(HEPA/ULPA)的配置、等級和安裝方式。

    • 溫濕度控制: 設計制冷/加熱、加濕/除濕方案及精度。

    • 壓差控制: 設計不同區域間的壓差梯度(通常潔凈度高的區域壓力更高),確保氣流從潔凈區流向次潔凈區。

    • 風管系統: 設計密封性好、不易積塵的風管材質(如鍍鋅鋼板、不銹鋼)和布局。

    • 冷熱源: 選擇冷水機組、鍋爐、熱泵等。

    • 自控系統: 設計樓宇管理系統/潔凈室自控系統,用于監測和控制溫濕度、壓差、風機運行、過濾器狀態等。

  3. 圍護結構設計:

    • 墻體、吊頂、地面: 選擇符合潔凈度要求的材料(如彩鋼板、玻鎂板、不銹鋼板;環氧自流坪、PVC卷材、高架地板)。

    • 門窗: 設計氣密性良好的潔凈門窗(雙層窗、互鎖傳遞窗、氣閘室)。

    • 陰陽角處理: 采用圓弧角設計,減少積塵死角。

  4. 公用工程設計:

    • 純水系統: 根據工藝需求設計純化水或注射用水系統。

    • 工藝氣體: 設計高純氣體(氮氣、氧氣、氬氣等)的供應、分配和純化系統。

    • 真空系統: 設計潔凈真空系統。

    • 排水系統: 設計防倒灌、易清潔的潔凈地漏和排水管道。

    • 供電系統: 設計穩定、可靠的電源(可能需要UPS),考慮防靜電要求。

    • 照明系統: 設計滿足照度要求的潔凈燈具(嵌入式、吸頂式),通常需氣密。

    • 消防系統: 設計符合潔凈室要求的消防報警和滅火系統(通常避免使用噴淋,多用氣體滅火或早期報警)。

    • 通訊與監控: 設計內部通訊、監控攝像頭(需氣密外殼)。

  5. 文件輸出:

    • 平面布局圖、天花布置圖、地面布置圖。

    • 暖通空調原理圖、風管平面圖/剖面圖、水管平面圖。

    • 電氣系統圖、照明平面圖、弱電平面圖。

    • 圍護結構節點詳圖。

    • 設備清單、材料清單、施工規范說明書。

三、 施工準備(戰前動員)

  1. 招標與承包商選擇: 選擇有豐富潔凈室經驗的設計院、施工總包和關鍵分包商(彩鋼板、空調、自控、地面)。

  2. 深化設計與協調: 各專業進行深化設計,解決管線碰撞等問題(BIM技術應用)。

  3. 材料采購: 嚴格按照設計要求采購合格的材料和設備,確保供應商資質和材料證書齊全。

  4. 現場準備:

    • 建立臨時辦公區和物料堆放區。

    • 搭建施工圍擋,隔離施工區域與非施工區域。

    • 進行場地清理和基礎處理。

    • 建立臨時供電、供水。

    • 實施嚴格的施工人員準入和更衣程序(初步的潔凈控制)。

四、 主體施工(攻堅階段) - 遵循“由內而外,由上而下”原則

  1. 主體結構與土建改造: 完成必要的結構加固、開洞、地面找平等。

  2. 公用工程主管線安裝: 先行安裝大型風管、水管、電纜橋架的主干線路。

  3. 潔凈圍護結構安裝(核心):

    • 鋼結構/吊頂龍骨: 搭建支撐系統。

    • 彩鋼板安裝: 安裝墻體、吊頂板,特別注意板縫的密封處理(使用硅膠、膠條等),確保氣密性。安裝潔凈門窗、傳遞窗。

    • 圓弧角安裝: 在墻與墻、墻與地、墻與頂的交界處安裝圓弧型材。

  4. HVAC系統安裝(核心):

    • 末端風管安裝: 連接送風、回風、排風支管。

    • 風機過濾單元/空調箱安裝: 安裝FFU、MAU、AHU、風機、表冷器、加熱器、加濕器等。

    • 高效過濾器安裝: 在系統吹掃清潔后,最后安裝高效/超高效過濾器,嚴格檢查安裝密封性(PAO/DOP檢漏)。

  5. 地面系統施工:

    • 基層處理(打磨、清潔、修補)。

    • 鋪設防靜電銅箔網(如需)。

    • 涂刷環氧底漆、中涂、面涂(自流坪),或鋪設PVC卷材/片材,確保無縫隙、不起塵、易清潔、耐磨、防靜電。

  6. 公用工程末端安裝:

    • 安裝潔凈燈具、開關插座(氣密型)。

    • 安裝工藝管道(水管、氣管)的潔凈閥門、用水點、用氣點。

    • 安裝潔凈地漏。

    • 敷設末端線纜,安裝配電箱、控制柜。

  7. 自控系統安裝: 安裝傳感器(溫濕度、壓差)、執行器、DDC控制器、布線、中控室設備。

五、 系統調試與檢測(驗證階段) - 至關重要

  1. 單機調試: 逐臺啟動并測試風機、水泵、冷機、空調箱、FFU、自控設備等,確保其單獨運行正常。

  2. 系統聯動調試:

    • HVAC系統調試: 調節風量平衡(送風、回風、排風),測試溫濕度控制精度,建立并穩定壓差梯度。進行高效過濾器檢漏測試(PAO/DOP測試)。

    • 自控系統調試: 測試各控制回路(溫濕度、壓差等)的邏輯和控制效果,調試BMS/BAS系統。

    • 其他系統調試: 測試純水、工藝氣體、真空、消防、照明等系統。

  3. 潔凈室性能測試(第三方認證通常在此階段介入):

    • 潔凈度測試(粒子計數,核心指標)。

    • 風速、風量及均勻性測試(單向流區域)。

    • 氣流流型可視化測試(煙流測試)。

    • 溫濕度均勻性及穩定性測試。

    • 壓差測試。

    • 噪音測試。

    • 照度測試。

    • 自凈時間測試。

    • 空態測試: 設施已建成,所有動力接通并運行,但無生產設備、物料和人員。測試項目通常包括:

    • 靜態測試: 生產設備已安裝就位并按需運行,但無操作人員在場。重復空態測試項目。

    • 動態測試(可選,通常由用戶后續進行): 設施以規定的狀態運行,有規定數量的操作人員在場,按商定的方式工作。進行粒子計數等關鍵測試,驗證實際運行條件下的性能。

  4. 文件記錄: 詳細記錄所有調試和測試過程、參數、結果,形成報告。

六、 驗收與移交(交付階段)

  1. 內部驗收: 施工方完成自檢和整改。

  2. 客戶驗收: 客戶根據合同、設計文件、相關標準和測試報告進行最終驗收。檢查施工質量、系統性能、文件完整性。

  3. 第三方認證(如需要): 由權威機構(如國家計量院、有資質的檢測公司)進行獨立的性能測試并出具符合性證書(特別是對于GMP、ISO認證要求)。

  4. 竣工資料移交: 移交全套竣工圖紙(含深化設計圖)、操作維護手冊、設備說明書、合格證、檢測報告、保修文件等。

  5. 培訓: 對業主的操作和維護人員進行系統操作、日常維護、應急處理培訓。

七、 運行與維護(持續保障)

  1. 建立SOP: 制定標準操作規程,包括人員進出、物料傳遞、清潔消毒、設備操作、環境監測等。

  2. 持續監測: 定期進行粒子計數、壓差、溫濕度等關鍵參數的監測。

  3. 預防性維護: 定期更換各級過濾器、檢查風機皮帶、清潔盤管、校準傳感器、維護自控系統等。

  4. 定期再認證: 根據法規要求或內部規定,定期(如每年)進行全面的性能再測試,確保持續符合標準。

  5. 記錄管理: 完整保存所有運行、監測、維護、校準、偏差處理記錄。

關鍵成功因素與注意事項

  • 專業團隊: 選擇經驗豐富的設計、施工、調試和檢測團隊至關重要。

  • 全過程質量管理: 從設計到施工、調試、驗收,每個環節都必須嚴格把控質量。

  • 材料與設備質量: 使用符合潔凈室標準的優質材料和設備。

  • 密封性: 潔凈室的核心在于“密封”,所有接縫、穿管、門窗都必須嚴格密封。

  • HVAC系統: 是潔凈室的心臟,其設計和施工質量直接決定成敗。

  • 清潔施工管理: 施工過程中必須實施嚴格的清潔程序和分區管理,防止交叉污染。采用“干式施工”理念,減少濕作業。

  • 溝通協調: 業主、設計、施工、供應商、監理等多方需保持高效溝通。

  • 遵循標準: 嚴格遵守相關國家和行業標準規范。

  • 驗證思維: 整個流程需貫穿“驗證”理念,確保所有步驟可追溯、可驗證。

不同行業的特殊考慮

  • 制藥/生物: 強調GMP合規性、無菌要求、消毒滅菌方式(VHP、甲醛)、防止交叉污染、物料和人員流嚴格分離。要求更高等級的潔凈度(如A/B級)和更嚴格的驗證(IQ/OQ/PQ)。

  • 電子: 強調防靜電(ESD)控制(地面、工作臺、服裝)、AMC控制、微振動控制、極高潔凈度(Class 1-5)。

  • 食品: 強調易清潔性、防霉抗菌、符合食品安全標準(如HACCP)。

  • 醫療器械: 結合制藥和電子的一些要求,視具體產品而定。

預算考量

無塵車間的成本差異巨大,主要取決于:

  • 潔凈度等級: 等級越高(粒子控制越嚴),成本指數級上升。

  • 面積與高度: 空間越大越高,成本越高。

  • 溫濕度控制精度: 精度要求越高,空調系統越復雜昂貴。

  • 行業與法規要求: 制藥、電子半導體行業要求最高,成本也最高。

  • 材料選擇: 彩鋼板等級、地面材料、門窗等級等。

  • 設備品牌與配置: HVAC設備、自控系統、過濾器等。

  • 施工難度: 改造項目通常比新建項目成本高。

粗略估算范圍(僅作參考,實際需詳細報價):

  • Class 100,000 (ISO 8): ¥5,000 - ¥10,000 / 平方米

  • Class 10,000 (ISO 7): ¥8,000 - ¥15,000 / 平方米

  • Class 1,000 (ISO 6): ¥12,000 - ¥25,000 / 平方米

  • Class 100 (ISO 5): ¥20,000 - ¥40,000+ / 平方米

  • Class 10/1 (ISO 4/3): ¥40,000+ / 平方米

總結: 無塵車間裝修是一項復雜的系統工程,需要科學規劃、精細設計、嚴格施工、嚴謹驗證和持續維護。選擇專業的合作伙伴并遵循標準化的流程是項目成功的關鍵。務必在項目開始前進行充分的需求分析和預算評估。

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