從零開始：如何在現(xiàn)有實驗室基礎上打造高效潔凈實驗室？
發(fā)布日期：2024-06-13 23:23 瀏覽次數(shù)：次
在科技進步迅速的今天，潔凈實驗室的需求越來越重要。不論是電子制造、生物制藥還是醫(yī)療器械研發(fā)，高潔凈度的工作環(huán)境是確保產(chǎn)品質量和研究成果可靠性的關鍵因素。然而，對許多實驗室管理者和技術人員來說，將現(xiàn)有實驗室轉變?yōu)闈M足嚴格潔凈標準的空間并非易事。下面實驗室裝修公司小編將分享實用的潔凈實驗室改造設計技巧和解決方案，在潔凈實驗室改造過程中避免常見的陷阱，并確保最終實驗室達到預期的潔凈度要求。
一、需求分析和規(guī)劃
1.潔凈等級
改造潔實驗室的第一步是確定所需的潔凈等級。潔凈等級通常依據(jù)ISO 14644標準進行劃分，主要分為ISO 1到ISO 9級別。每個級別對空氣中的顆粒物數(shù)量有具體要求，例如ISO 5級（百級）要求空氣中0.5微米的顆粒物不超過3520個/立方米。根據(jù)實驗室的用途選擇適當?shù)臐崈舻燃壥侵陵P重要的例如：
電子制造：通常需要ISO 5到ISO 7級別，以避免微小顆粒對精密電子元件的污染。
生物制藥：需要較高的潔凈等級，通常為ISO 5或更高，以確保無菌環(huán)境。
醫(yī)療器械：根據(jù)具體產(chǎn)品的要求，可能需要ISO 6到ISO 8級別。
2.使用目的
明確潔凈實驗室的具體用途非常重要，不同用途對潔凈度、溫度、濕度等參數(shù)的要求不同。需要詳細描述實驗室的主要功能和操作內容，例如：
無菌操作：生物制藥和醫(yī)療器械制造中常見，需要極高的潔凈度。
顆粒敏感實驗：如電子元件制造，需要嚴格控制空氣中的顆粒物。
化學分析：需要控制特定的化學污染物。
3.空間要求
評估現(xiàn)有實驗室的空間是規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)。需要確定是否現(xiàn)有空間足夠，或者需要進行擴展或重新布局。關鍵步驟包括：
測量面積：準確測量現(xiàn)有實驗室的面積，繪制詳細的平面圖。
功能區(qū)劃分：根據(jù)實驗室的使用目的，劃分不同的功能區(qū)，如操作區(qū)、更衣區(qū)、緩沖區(qū)等。
擴展可能性：評估是否可以通過增加隔斷或擴展現(xiàn)有建筑來增加潔凈室面積。
二、潔凈實驗室設計階段
1.氣流設計
潔凈實驗室的氣流設計決定了空氣的流動模式和潔凈度。根據(jù)潔凈等級和用途，選擇合適的氣流模式：
層流模式：空氣沿單一方向平行流動，適用于高潔凈度要求的區(qū)域（如ISO 5）。常見于生物制藥和高精密電子制造。
湍流模式：空氣以隨機模式流動，適用于潔凈度要求較低的區(qū)域（如ISO 7和ISO 8）。適用于一般的工業(yè)生產(chǎn)和低污染實驗。
確保氣流從潔凈區(qū)域流向較不潔凈區(qū)域，避免交叉污染。這需要詳細設計空氣的入口和出口位置，以及氣流的路徑。
2.壓差控制
為了防止污染物進入潔凈區(qū)，需要設計合適的壓差梯度。潔凈室通常維持正壓，即潔凈室內的壓力高于外部環(huán)境。關鍵步驟包括：
壓差設置：根據(jù)不同潔凈區(qū)之間的潔凈等級差異，設計不同的壓差。一般要求潔凈區(qū)與外部環(huán)境之間的壓差為15-20帕斯卡。
壓差監(jiān)控：安裝壓差監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測和記錄各區(qū)域的壓差，確保持續(xù)符合設計要求。
2.HVAC系統(tǒng)設計
供暖、通風和空調系統(tǒng)（HVAC）是潔凈實驗室設計的核心部分，負責維持潔凈室的溫度、濕度和壓力。設計步驟包括：
溫濕度控制：根據(jù)實驗室用途和潔凈等級，設定溫度和濕度范圍。生物制藥通常需要20-24°C和30-50%的相對濕度。
空氣流量：計算和設計足夠的換氣次數(shù)（ACH），確?？諝獾那鍧嵍群土鲃有?。高潔凈度要求的區(qū)域通常需要每小時20次以上的換氣次數(shù)。
4.材料選擇
選擇合適的建筑材料和家具對于保持潔凈實驗室的環(huán)境至關重要。材料應易于清潔、不易產(chǎn)生顆粒，并耐化學腐蝕：
墻壁和天花板：常用不銹鋼、涂層鋼板或特種塑料等材料，表面光滑無縫。
地板：采用防靜電PVC或環(huán)氧樹脂地坪，易于清潔且耐磨損。
家具：選擇潔凈室專用家具，如不銹鋼工作臺和儲物柜，避免使用木質或其他易污染的材料。
5.隔離區(qū)域
合理劃分不同潔凈等級的區(qū)域，并設計相應的隔離和過渡區(qū)域，可以有效控制污染：
高潔凈區(qū)：用于關鍵操作，通常設在中心位置，周圍環(huán)繞低潔凈度區(qū)。
緩沖區(qū)：作為人員和物品進入高潔凈區(qū)的過渡區(qū)，配備氣閘和更衣設施。
雜物區(qū)：存放設備和材料，避免對潔凈區(qū)的污染。
三、空調和過濾系統(tǒng)
1.空調系統(tǒng)
潔凈實驗室需要獨立的空調系統(tǒng)，以維持特定的溫度和濕度要求，避免與其他區(qū)域共用系統(tǒng)造成交叉污染：
系統(tǒng)設計：根據(jù)潔凈實驗室的大小和用途，設計適當?shù)目照{系統(tǒng)，確保溫度和濕度控制精確。
維護計劃：制定詳細的空調系統(tǒng)維護和清潔計劃，確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。
2.過濾系統(tǒng)
高效微?？諝膺^濾器（HEPA）和超高效微粒空氣過濾器（ULPA）是確?？諝鉂崈舳鹊年P鍵組件：
過濾器選擇：根據(jù)潔凈等級選擇合適的過濾器。ISO 5級通常使用HEPA過濾器，過濾效率為99.97%（0.3微米顆粒）；ISO 1-4級則需要使用ULPA過濾器。
安裝和更換：在空氣進出口和循環(huán)系統(tǒng)中安裝過濾器，定期檢查和更換，確保過濾效果。
3.循環(huán)系統(tǒng)
確?？諝庋h(huán)系統(tǒng)能夠提供足夠的換氣次數(shù)，通常每小時換氣20次以上，以維持潔凈度：
設計空氣循環(huán)路徑：確?？諝庠跐崈羰覂染鶆蛄鲃樱苊馑澜呛蜏u流。
風速控制：監(jiān)測和控制氣流速度，確保符合設計要求，避免擾動顆粒物。
四、基礎設施改造
1.密封處理
對現(xiàn)有的墻壁、地板和天花板進行密封處理，防止外部污染物進入：
密封施工：采用無縫焊接或高效密封膠對建筑接口進行密封。
接口密封：特別注意管道、電纜和設備接口的密封，避免空氣泄漏。
2.氣閘系統(tǒng)
在潔凈室入口處設置氣閘系統(tǒng)，減少人員進出時帶入的污染物：
設計和安裝：根據(jù)實驗室布局設計氣閘，配備自動門、空氣淋浴等設備。
操作規(guī)程：制定氣閘使用規(guī)程，確保人員進出時正確使用，減少污染。
2.照明系統(tǒng)
安裝潔凈室專用照明設備，避免產(chǎn)生塵埃和靜電，滿足操作需求：
光源選擇：選擇無塵照明設備，如密封型LED燈具，確保光線均勻，避免陰影和眩光。
位置安排：合理安排照明設備的位置，確保潔凈室各個工作區(qū)域的光照充足。
五、潔凈實驗室設備安裝
1.潔凈工作臺
安裝潔凈工作臺，為關鍵操作提供局部高潔凈度環(huán)境：
選擇和安裝：根據(jù)操作需求選擇合適的潔凈工作臺，常用的有水平層流和垂直層流工作臺。
位置安排：合理安排工作臺的位置，避免氣流干擾，確保操作流程順暢。
2.傳遞窗
在需要傳遞物品的地方設置傳遞窗，減少物品傳遞過程中的污染：
設計和安裝：根據(jù)實驗室布局和操作需求設置傳遞窗，配備紫外線消毒和空氣鎖等功能。
操作規(guī)程：制定傳遞窗使用規(guī)程，確保物品傳遞過程無污染，保持潔凈環(huán)境。
六、系統(tǒng)測試與驗證
1.潔凈度測試
使用粒子計數(shù)器等設備對潔凈室進行潔
凈度測試，確保達到設計標準：
測試方法：依據(jù)ISO 14644標準，采用粒子計數(shù)器對空氣中的顆粒物進行采樣和分析。
定期監(jiān)測：制定定期潔凈度監(jiān)測計劃，確保潔凈室在使用過程中持續(xù)符合標準。
2.氣流測試
檢測氣流速度和方向，確保設計的氣流模式有效：
測試儀器：使用風速儀和煙霧發(fā)生器檢測氣流速度和流向。
結果分析：根據(jù)測試結果進行分析，必要時調整氣流路徑和速度，確保氣流均勻且無渦流。
3.壓力差測試
測試潔凈室各區(qū)域之間的壓力差，確?？諝鈴臐崈魠^(qū)流向非潔凈區(qū)：
壓差檢測：使用壓差計檢測各區(qū)域之間的壓力差，確保符合設計要求。
監(jiān)控系統(tǒng)校準：定期校準壓差監(jiān)控系統(tǒng)，確保準確監(jiān)測和記錄壓力差數(shù)據(jù)。
通過以上詳細的改造設計步驟，潔凈實驗室改造可以系統(tǒng)地進行，最終建成的潔凈實驗室能夠滿足所有使用需求和潔凈標準。這不僅能夠提高實驗室的工作效率，還能確保實驗過程中的安全性和可靠性。
