實(shí)驗(yàn)室凈化工程：原理、設(shè)計(jì)、施工與維護(hù)全解析

一、核心原理：如何實(shí)現(xiàn) “凈化”？

1. 空氣過濾機(jī)制

   采用 “初效→中效→高效（HEPA）/ 超高效（ULPA）” 三級過濾系統(tǒng)，逐級去除空氣中的塵埃粒子、微生物（細(xì)菌、病毒）等污染物：
   • 初效過濾：過濾≥5μm 的大顆粒（如灰塵、毛發(fā)），保護(hù)后續(xù)過濾器，通常安裝在空調(diào)新風(fēng)入口；
   • 中效過濾：過濾≥1μm 的顆粒，減少高效過濾器的負(fù)荷，安裝在空調(diào)機(jī)組內(nèi)部；
   • 高效 / 超高效過濾：HEPA 可過濾≥0.3μm 顆粒（過濾效率≥99.97%），ULPA 可過濾≥0.12μm 顆粒（過濾效率≥99.999%），是凈化的 “核心屏障”，需安裝在潔凈室送風(fēng)口（如 FFU 風(fēng)機(jī)過濾單元）或末端出風(fēng)口。
2. 氣流組織設(shè)計(jì)

   通過合理的氣流方向和速度，避免污染物在室內(nèi)積聚或擴(kuò)散，常見兩種氣流形式：
   • 垂直層流（層流罩 / FFU）：潔凈空氣從天花板垂直向下流動，污染空氣從地面回風(fēng)，形成 “活塞式” 氣流，適用于高潔凈度需求（如百級、千級實(shí)驗(yàn)室，如半導(dǎo)體晶圓操作區(qū)）；
   • 水平層流：潔凈空氣從一側(cè)水平流向另一側(cè)，回風(fēng)從對側(cè)底部排出，適用于長條型實(shí)驗(yàn)區(qū)域（如生物安全柜操作區(qū)）；
   • 亂流（非層流）：潔凈空氣通過送風(fēng)口均勻擴(kuò)散，污染空氣從房間下部回風(fēng)，適用于潔凈度要求較低（如萬級、十萬級，如藥品原料稱量室）。
3. 壓差控制

   通過調(diào)整送風(fēng)量與回風(fēng)量的差值，控制潔凈室與相鄰區(qū)域的氣壓，防止 “低潔凈度空氣滲入高潔凈度區(qū)域”：
   • 正壓設(shè)計(jì)：潔凈室氣壓＞相鄰區(qū)域（如藥品無菌生產(chǎn)室），避免外界污染進(jìn)入；
   • 負(fù)壓設(shè)計(jì)：潔凈室氣壓＜相鄰區(qū)域（如生物安全實(shí)驗(yàn)室、病原體檢測室），防止內(nèi)部有害微生物擴(kuò)散至外界；
   • 壓差梯度通?？刂圃?strong style="outline: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; box-sizing: border-box; -webkit-tap-highlight-color: rgba(0, 0, 0, 0); border: 0px solid; margin: 0px; padding: 0px; font-weight: bold; color: rgb(0, 0, 0) !important; font-size: 16px; line-height: 28px; overflow-anchor: auto;">5-10Pa（可通過壓差表實(shí)時監(jiān)測）。
4. 環(huán)境參數(shù)穩(wěn)定

   通過空調(diào)系統(tǒng)（HVAC）精準(zhǔn)控制溫濕度，不同實(shí)驗(yàn)室需求差異較大：
   • 醫(yī)藥 GMP 實(shí)驗(yàn)室：溫度通常 20-24℃，相對濕度 45-65%；
   • 電子潔凈室：溫度 22±2℃，相對濕度 30-50%（防止靜電產(chǎn)生）；
   • 生物實(shí)驗(yàn)室：需根據(jù)培養(yǎng)微生物的需求調(diào)整（如霉菌培養(yǎng)需濕度 60-70%）。