洁净厂房的设计与施工（第二版）

本书一版2003年出版为填补行业空白，当时市场上除相应规范、标准外，没有具体可供读者使用指导用书，本书出版后获得业界广泛认可。经过近20年的发展，洁净厂房得到不断发展，洁净厂房面积年增加约百万平方米，相关工作人员数量增长近十倍。 本次修订大纲从原有的10章补充、修改、扩充至31章，技术内容更加丰富，条理更加清晰，涵盖洁净技术基本原理、洁净室设计、施工、验收、检测和运行原理。

前言
本书2003年出版第一版，自出版发行以来，深受广大洁净厂房/洁净室设计、施工和运行维护人员以及大专院校相关专业师生的欢迎，并得到了从事洁净技术同行们在专业论文、著作等的广泛阅读参考与引用。
国内外洁净技术的发展都是随着科学技术的发展、工业产品的日新月异，特别是军事工业、航天、电子和生物制药等工业的发展而不断发展的。现代高科技产品生产和现代化科研实验活动要求微型化、精密化、高纯度、高质量和高可靠性，如以集成电路芯片制造为代表的微电子产品生产提出严格洁净环境和大面积、大体量、高投入的要求，集成电路的线宽已从微米级发展到纳米级。为满足高速发展的“洁净生产环境”要求，洁净技术的综合技术特性日益显现，集成电路芯片生产不仅要求洁净度等级达到ISO1～3级和严格控制分子污染物，而且还要求设置多品种高纯/超纯物质——高纯水/超纯水、高纯气体（特种气体）、高纯化学品等的供应系统；生物制药洁净室不仅应具有规定的洁净度等级，还应具有可靠的消毒、灭菌技术措施。为此，21世纪初以来我国从事洁净技术科研、设计、建造和运行管理的科技人员，在已经制定、实施的“洁净厂房/洁净室”标准的基础上，制定、修订了数十项（包括部分关联密切的相关专业技术）标准，国际标准化组织和各国同行也制定、修订了若干涉及洁净技术的标准。本书第二版正是依据上述需要和我院（中国电子工程设计院有限公司）近年来洁净厂房/洁净室设计、建造、检测和标准规范制定、修订等方面积累的实践经验、各种技术资料（调研、测试报告）等，组织相关科技人员进行整理、编著的，并特邀具有丰富洁净厂房/洁净室工程建设施工、调试和检测、运行管理等实践经验的中国电子系统工程第二建设有限公司、第四建设有限公司以及上海科信检测技术有限公司、北京中电凯尔设施管理有限公司的有关人员参加编写本书的相关部分。本书的编写仍秉承内容力求实用、简练，以满足从事洁净厂房/洁净室设计、施工和运行管理的科技人员的需要。
本书第二版的编写人员有中国电子工程设计院有限公司的陈霖新、张利群、晁阳、秦学礼、肖红梅、阎冬、杨朝辉、王凌旭、周向荣、牛光宏、陈骝、俞渭雄、刘澈、田超贺、杨新宇等，中国电子系统工程第二建设有限公司的施红平、吴建华、杨九祥、董连东，中国电子系统工程第四建设有限公司的万铜良、程航、石小琰，上海科信检测科技有限公司的陈思源、彭永昌，北京中电凯尔设施管理有限公司的冯卫中。本书中的一些内容采用了同行专家学者发表或未发表的专著、论文的相关内容，有的同行还提供了他们掌握的资料和数据，在此特向他们致以诚挚的谢意。
本书的编写得到了中国电子工程设计院有限公司原院长、中国电子学会洁净技术分会前主任委员、《洁净与空调技术》主编王尧的大力支持、指导，并由其审查定稿。
由于编写人员的水平有限，难免存在缺点与不足，望同行、读者批评指正。

编著者
2022年1月




第一版前言
洁净厂房设计（洁净室设计）是洁净技术的重要组成部分，随着科学技术日新月异的发展，各类工业产品加工生产过程趋向精密化、微型化，特别是微电子技术、生物技术、药品生产技术、精密机械加工技术、精细化工生产技术、食品加工技术等的高速发展，使洁净技术得到日益广泛的应用。洁净室的空气洁净度等级已从过去的几个等级扩展到现在的数十个等级，受控环境中控制微粒的粒径已从0.5μm缩小到0.025μm，甚至更为严格的要求；洁净生产环境的控制技术也从控制洁净室的空气洁净度扩展到相关工业产品生产过程所涉及的各类工艺介质、化学品、微振动、静电的严格控制。为适应这些要求，洁净室已从一般洁净室形式逐步发展到隧道式洁净室、开放式洁净室+隔离装置、微环境等多种形式；国际标准化组织制定的ISO14644和ISO14698系列洁净室标准从1999年开始相继颁布实施，为各国洁净技术的发展提供了重要依据和统一的技术标准。我国的国家标准《洁净厂房设计规范》GB 50073—2001已发布实施，其中洁净室的空气洁净度等级采用了ISO14644-1中的相关部分，这是我国的洁净厂房设计、建造逐步融入国际洁净技术标准迈出的重要步伐。为适应各行各业洁净厂房设计、建造的需要，我们编写了《洁净厂房的设计与施工》一书。本书的编写是依据我院（中国电子工程设计院）多年从事洁净厂房设计工作积累的实践经验、技术资料和近年修订《洁净厂房设计规范》过程中所得到的各种技术资料，组织设计人员进行整理、编著，并特邀具有丰富洁净室施工经验的中国电子系统工程第二建设公司组织编写洁净室施工部分。本书编写的内容力求实用、简练，以满足从事洁净室设计、施工的技术人员的需要。
本书的编写人员有中国电子工程设计院的陈霖新、晁阳、秦学礼、肖红梅、吴晓明、樊勖昌、黄德明、俞渭雄、陈骝、张振禄等，以及中国电子系统工程第二建设公司的侯忆。本书中的一些内容采用了同行专家学者发表或未发表的专著、论文的相关内容，有的同行还提供了他们掌握的资料和数据，在此特向他们致以诚挚的谢意。
本书由中国电子工程设计院原院长、中国电子学会洁净分会前主任委员、《洁净与空调技术》主编严德隆最后审查定稿。
由于编写人员的水平所限，难免存在缺点与不足，望同行、读者批评指正。

编者
2002年10月

陈霖新，中国电子工程设计院原副总工程师，教授级高工；国务院政府津贴专家国家科技部；国家重点基础研究发展计划（973计划）第三届能源领域专家咨询组副组长；全国氢能标准化技术委员会（SAC/TC309）第一届主任委员；全国洁净室及相关受控环境标准化技术委员会（SAC/TC319）顾问；全国勘察设计注册公用设备工程师（动力工程）执业资格考试专家组副组长；中国可再生能源学会氢气专业委员会顾问；中国动力工程学会第六届至第八届理事会理事（1995-2008年）；中国建筑学会热能动力分会第一届至第六届理事会理事；《动力工程》编委、《工厂动力》主编、《中国气体》编委；中国动力工程学会工业气体专业委员会第二、三届主任委员，现任名誉主任委员；中国工业气体工业协会特聘专家、氢气专业委员会名誉主任委员等。
中国动力工程学会第六届至第八届理事会理事（1995-2008年）
中国建筑学会热能动力分会第 一届至第六届理事会理事
《动力工程》编委、《工厂动力》主编、《中国气体》编委
中国动力工程学会工业气体专业委员会第 二、三届主任委员，现任名誉主任委员
中国工业气体工业协会特聘专家、氢气专业委员会名誉主任委员

本书主要介绍洁净厂房设计、洁净厂房的施工与质量验收、洁净厂房的运行管理三大板块内容。涉及洁净厂房从设计到施工、运行的全方位内容，包括洁净厂房的总体设计、安全消防设计、净化空调系统设计、给排水设施、电气设计、噪声控制、微振控制、节能设计等，建筑装饰施工、净化空调系统施工、排风及排气处理设备的施工、电气装置施工及质量验收、洁净室的检测等，洁净厂房的人员管理、洁净工作服、洁净室的清洁、设备及材料管理、张贴物和标识等运行管理。
本书可供从事洁净厂房设计、施工、监理、运行人员使用，也可供广大院校、科研单位、企业等相关人员参考。

第1篇洁净厂房设计

第1章洁净技术和洁净室标准002
1.1洁净技术的由来与发展002
1.1.1洁净技术的由来002
1.1.2洁净技术的发展与应用003
1.2洁净室标准007
1.2.1国内外洁净室标准发展状况007
1.2.2我国的部分洁净室标准简介022
1.2.3部分国际洁净室标准简介029
参考文献034

第2章洁净厂房的总体设计035
2.1洁净厂房的设计特点035
2.2产品生产工艺对生产环境的要求036
2.2.1产品生产工艺简介036
2.2.2电子产品生产对生产环境的要求041
2.2.3医药产品生产对生产环境的要求045
2.3位置选择与总平面布置046
2.3.1位置选择046
2.3.2总平面布置050
2.4洁净厂房的布置052
2.4.1平面布置052
2.4.2空间布置057
2.4.3洁净室的工艺布置060
2.4.4人净和生活用室的布置062
2.4.5物料净化与布置068
参考文献068

第3章洁净厂房的安全消防设计069
3.1概述069
3.1.1高科技洁净厂房的特点069
3.1.2洁净厂房的安全消防072
3.2防火与疏散073
3.2.1生产火灾危险分类073
3.2.2防火分区与分隔076
3.2.3安全疏散079
3.3防火与建材082
3.3.1耐火极限082
3.3.2对建筑装饰材料的防火要求083
3.3.3风管材料的防火要求084
3.4洁净厂房的安全消防设施085
3.4.1洁净室的防排烟085
3.4.2消防灭火设施087
3.4.3安全报警设施089
参考文献095

第4章洁净室建筑096
4.1洁净室与建筑设计096
4.1.1洁净建筑设计的特点096
4.1.2洁净厂房的组成097
4.1.3洁净室建筑设计要点097
4.2建筑平面和空间布置098
4.2.1布置要求098
4.2.2人净物净用室的布置102
4.2.3管线组织103
4.2.4技术夹层/夹道105
4.2.5发展的灵活性107
4.2.6建筑造型108
4.3洁净室的建筑装饰109
4.3.1洁净室建筑装饰特点和要求109
4.3.2洁净室的气密构造111
4.3.3洁净室的装配化115
4.3.4洁净室门窗120
4.3.5地面装修122
参考文献126

第5章空气净化127
5.1污染源及污染物质127
5.1.1气溶胶与粒状污染物127
5.1.2微生物及其他生物粒子134
5.1.3化学污染物137
5.1.4外部污染物142
5.1.5室内污染源144
5.1.6空气含尘浓度与含菌浓度146
5.2空气净化方法152
5.2.1空气净化处理152
5.2.2空气过滤机理153
5.2.3空气过滤器的特性157
5.2.4空气过滤器161
参考文献180

第6章净化空调系统设计181
6.1净化空调系统的划分与配置181
6.1.1净化空调系统的特征与划分181
6.1.2净化空调系统的配置182
6.1.3新风集中处理188
6.2气流流型及送风量189
6.2.1气流流型（air pattern）189
6.2.2洁净室的送风量194
6.3静压差的控制198
6.3.1静压差的作用及规定198
6.3.2压差风量及控制199
6.4净化空调处理201
6.4.1计算参数的选择201
6.4.2空调处理方案204
6.4.3特殊净化空调系统的空气处理208
6.5空气净化设备210
6.5.1风机过滤机组210
6.5.2表冷器215
6.5.3空气吹淋室和气闸室215
6.5.4洁净工作台217
6.5.5生物安全柜219
6.5.6层流罩等装置222
参考文献224

第7章洁净厂房的排气设施225
7.1排气设施的特点225
7.1.1排气特点225
7.1.2排气系统类型233
7.1.3排气系统组成234
7.2排气处理设备238
7.2.1排气处理设备类型238
7.2.2现场处理装置249
7.3安全技术措施252
7.3.1基本要求252
7.3.2安全技术措施254
7.4洁净厂房的防排烟设施255
参考文献257

第8章洁净厂房的给水排水设施258
8.1概述258
8.1.1给水排水设施简况258
8.1.2给水系统259
8.1.3排水系统262
8.2纯水供应系统263
8.2.1纯水水质263
8.2.2纯水系统268
8.2.3纯水制备系统272
8.2.4纯水制备系统的主要设备278
8.2.5纯水制备系统的控制和检测289
8.3生产废水处理及回收290
8.3.1生产废水排放标准291
8.3.2废水处理系统295
参考文献309

第9章气体供应设施311
9.1概述311
9.1.1气体品种和品质311
9.1.2气体供应方式321
9.2高纯大宗气体系统323
9.2.1系统的设置和纯化站323
9.2.2气体纯化设备326
9.2.3气体过滤337
9.2.4管路及附件339
9.2.5高纯气体的测试、检测342
9.3特种气体供应系统345
9.3.1特种气体工艺系统345
9.3.2特种气体站房348
9.3.3特种气体设备356
9.3.4特种气体管路系统360
9.3.5安全防护技术365
9.4干燥压缩空气供应系统367
9.4.1供气系统367
9.4.2压缩空气干燥设备369
9.4.3干燥压缩空气管路及附件372
参考文献373

第10章洁净厂房的电气设计374
10.1概述374
10.2洁净厂房的供配电设计375
10.2.1基本要求375
10.2.2洁净室的电气设备378
10.2.3洁净厂房供配电设计383
10.3洁净厂房的电气照明387
10.3.1基本要求387
10.3.2灯具的选择与布置390
10.3.3照明节能395
10.4通信与安全设施397
10.4.1洁净厂房的通信设施397
10.4.2洁净厂房的消防安全设施397
10.4.3高科技洁净厂房的生命安全系统399
10.5自动控制401
10.5.1洁净厂房的控制要求402
10.5.2自控系统403
参考文献407

第11章洁净厂房的化学品供应408
11.1概述408
11.2化学品供应设施的设置410
11.2.1化学品储存、分配间410
11.2.2对相关专业技术的要求412
11.3化学品系统及设备415
11.3.1化学品供应系统及设备415
11.3.2化学品回收系统及设备421
11.4管路及其附件422
11.4.1管路布置及管材422
11.4.2双层管道423
11.4.3化学品系统及管路检测424
11.5安全技术措施424
11.5.1基本要求424
11.5.2监控及安全系统425
参考文献426

第12章洁净厂房的静电防护427
12.1静电的产生与危害427
12.1.1静电的产生、消散427
12.1.2静电效应与危害432
12.2静电防护438
12.2.1简述438
12.2.2防静电材料及制品439
12.2.3防静电工程装饰440
12.2.4防静电接地444
12.2.5静电消除器447
12.2.6人体防静电450
12.3防静电检测452
12.3.1一般要求452
12.3.2测试条件、测试仪器454
12.3.3各类防静电检测示例455
参考文献459

第13章电磁干扰与防止460
13.1电磁干扰及危害460
13.1.1电磁干扰460
13.1.2电磁干扰的危害461
13.2洁净厂房内的电磁干扰462
13.2.1电磁干扰的类型462
13.2.2电磁干扰的控制463
13.3电磁屏蔽465
13.3.1电磁屏蔽的设计465
13.3.2屏蔽室的设置与安装467
参考文献469

第14章洁净厂房的噪声控制470
14.1噪声与噪声控制470
14.1.1噪声及其危害470
14.1.2噪声控制参数471
14.1.3噪声控制要求476
14.1.4噪声测量480
14.2噪声控制482
14.2.1洁净厂房的噪声源482
14.2.2噪声控制措施485
14.3隔声、消声和吸声488
14.3.1隔声488
14.3.2吸声493
14.3.3消声497
参考文献504

第15章洁净厂房的微振控制505
15.1微振动控制505
15.1.1概述505
15.1.2微振动控制值的表述507
15.1.3微振动控制值的确定509
15.2防微振工程设计510
15.2.1防微振工程设计程序510
15.2.2位置选择与防振距离512
15.2.3建筑结构的防微振设计516
15.2.4隔振措施523
15.3隔振材料和隔振器531
15.3.1隔振材料531
15.3.2隔振器533
15.4微振动的测试分析538
15.4.1一般要求538
15.4.2微振动测试设备和仪器539
15.4.3微振动的测试分析540
参考文献541

第16章洁净厂房的节能542
16.1洁净厂房能量消耗特征542
16.1.1能量消耗特征542
16.1.2洁净厂房的节能潜力巨大544
16.2洁净厂房的节能途径545
16.2.1建筑与建筑热工545
16.2.2净化空调系统节能546
16.2.3冷热源节能552
16.3低品位热（冷）能的回收利用556
16.3.1低品位热能的回收558
16.3.2热泵系统的应用564
16.3.3自然冷却的应用569
16.4能源综合利用573
16.4.1融合洁净厂房用能实现能源综合利用573
16.4.2燃气冷热电联供分布式能源系统的应用575
参考文献584


第2篇洁净厂房的施工与质量验收

第1章概述586
1.1洁净厂房的施工内容586
1.2洁净厂房的主要施工程序587

第2章洁净厂房建筑装饰装修施工589
2.1施工内容589
2.1.1施工基本要求589
2.1.2施工内容590
2.1.3施工准备592
2.2墙体、吊顶施工592
2.2.1基本要求592
2.2.2墙体、吊顶的施工594
2.2.3墙、柱、顶涂装工程598
2.3地面（地板）施工600
2.3.1基本要求600
2.3.2地面（地板）施工安装601
2.4洁净室的门窗安装606
2.4.1基本要求606
2.4.2门窗的施工安装606

第3章净化空调系统施工安装610
3.1施工内容、要求610
3.1.1施工内容610
3.1.2施工安装基本要求611
3.1.3施工准备611
3.2风管及部件制作613
3.2.1基本要求613
3.2.2共板法兰风管的制作614
3.2.3角钢法兰风管的制作618
3.2.4风管制作的加固和质量621
3.2.5风管清洗与漏光检验622
3.3风管系统安装624
3.3.1风管支吊架的制作、安装624
3.3.2风管的安装626
3.3.3部件的安装627
3.3.4风管系统的严密性试验629
3.4净化空调设备安装630
3.4.1一般要求630
3.4.2空气过滤器的安装631
3.4.3组合式空调器的安装632
3.4.4空气净化设备的安装634
3.5防腐与保温施工636
3.5.1一般要求636
3.5.2防腐636
3.5.3风管和设备的保温638
3.6系统调试640
3.6.1基本要求640
3.6.2单机试运转641
3.6.3净化空调系统联合试运转642

第4章排风及排气处理设备的施工安装644
4.1概述644
4.1.1洁净厂房的排风及排气处理644
4.1.2基本要求645
4.2风管及部件的制作646
4.2.1一般要求646
4.2.2玻璃钢风管的制作647
4.2.3硬聚氯乙烯风管的制作648
4.2.4螺旋风管的制作652
4.2.5玻镁风管的制作654
4.2.6聚氨酯铝箔复合风管的制作656
4.3排风系统安装658
4.3.1基本要求658
4.3.2玻璃钢风管的安装659
4.3.3硬聚氯乙烯风管的安装660
4.3.4螺旋风管的安装661
4.3.5玻镁风管的安装662
4.3.6双面铝箔聚氨酯复合风管的安装664
4.3.7部件的安装665
4.4排气处理设备安装665
4.4.1一般要求665
4.4.2排气处理设备施工安装666
4.4.3排气处理设备的调试667

第5章配管工程施工与验收669
5.1简述669
5.1.1种类和材质669
5.1.2配管施工与验收的基本要求670
5.2碳钢管道施工672
5.2.1无缝钢管、焊接钢管的施工672
5.2.2热镀锌钢管的施工安装676
5.3BA/EP不锈钢管施工679
5.3.1BA/EP不锈钢管的施工安装要求679
5.3.2EP不锈钢管道的施工安装680
5.4工程塑料管道安装施工684
5.4.1PP/PE、PVC和PVDF管道的施工安装要求684
5.4.2PVC管道的施工安装686
5.4.3PP/PE管道的施工安装688
5.4.4PFA+CPVC双层管道的施工安装690
5.4.5PVDF管道的施工安装692

第6章洁净室电气设施的施工安装698
6.1简述698
6.2电气线路施工安装698
6.2.1桥架安装698
6.2.2导管的施工安装701
6.2.3导管的穿线施工706
6.2.4电缆敷设709
6.2.5封闭插接母线安装712
6.3电气装置安装715
6.3.1一般要求715
6.3.2配电柜（盘）、箱安装715
6.3.3照明灯具安装718
6.3.4开关插座安装720
6.3.5接地系统安装720

第7章改造洁净室设计施工722
7.1简述722
7.2改造洁净室的设计723
7.2.1做好改造洁净室的平面布置723
7.2.2合理选择净化空调系统724
7.2.3重视动力公用和安全设施的改造725
7.3洁净室的升级改造726
7.4改造施工注意事项727

第8章工程验收730
8.1洁净室工程验收与检测目的、依据730
8.2基本要求731
8.2.1工程验收731
8.2.2洁净室的检测732
8.3工程验收的三阶段736
8.3.1竣工验收736
8.3.2性能验收737
8.3.3使用验收737
8.4工程验收的测试要求738
8.4.1一般要求738
8.4.2三阶段验收的检测要求738

第9章洁净室的检测740
9.1简述740
9.2洁净室净化空调系统的调试741
9.2.1调试准备741
9.2.2净化空调系统调试742
9.2.3压差调试745
9.2.4水系统调试747
9.2.5控制装置调试748
9.3检测方法749
9.3.1国内外洁净室检测方法概况749
9.3.2洁净室性能测试方法756
9.4检测仪器779
9.4.1基本要求779
9.4.2洁净室检测仪器783
9.5检测报告和检测案例788
9.5.1简述788
9.5.2检测报告789
9.5.3洁净工程检测案例790
参考文献810


第3篇洁净室的运行管理

第1章概述812
1.1洁净厂房运行管理的基本要求812
1.2运行管理内容813
1.2.1目的和原则813
1.2.2洁净室运行管理的内容815

第2章人员管理817
2.1人员净化和人净管理817
2.1.1人是洁净室的主要污染源817
2.1.2人员净化管理819
2.2洁净室人员控制和出入管理821
2.2.1基本要求821
2.2.2人员出入的管理822
2.3洁净工作服和个人卫生管理823
2.3.1基本要求823
2.3.2洁净工作服的穿戴823
2.3.3个人卫生824
2.4专职管理人员及其职责825
2.4.1专职管理人员的设置825
2.4.2专职管理人员的主要职责825
2.5纪律和行为826
2.5.1作业人员的行为规范826
2.5.2物品管理和搬运规定827
2.6人员培训829
2.6.1培训要求829
2.6.2培训内容829

第3章洁净工作服832
3.1功能与分类832
3.1.1洁净服的功能与特性832
3.1.2洁净服的类型833
3.2洁净服的材料837
3.2.1材料选择要求837
3.2.2洁净服面料的类型和性能838
3.3洁净服的设计制作841
3.3.1洁净服的设计841
3.3.2洁净服的制作842
3.4洁净服的更换、清洗845
3.4.1洁净服的更换845
3.4.2洁净服的清洗846
3.5洁净服的检测849

第4章洁净室的清洁850
4.1洁净室清洁的基本要求850
4.1.1简述850
4.1.2清洁的基本要求850
4.1.3表面分类851
4.2洁净室的清洁方法852
4.2.1基本清洁类型852
4.2.2清洁方法852
4.2.3表面清洁853
4.3洁净器具、用品855
4.3.1真空清洁设备及配件855
4.3.2清洁用品858
4.3.3垃圾、回收物容器859
4.4清洁计划860
4.4.1清洁计划的制订860
4.4.2清洁作业的实施860
4.5清洁效果的监测863

第5章洁净室的设备、材料管理865
5.1概述865
5.2固定设备865
5.2.1搬运和进/出管理865
5.2.2固定设备的安装867
5.2.3维护和修理868
5.3材料和便携设备869
5.3.1选择和类型869
5.3.2进/出洁净室的管理871

第6章洁净室的张贴物与标识872
6.1简述872
6.1.1张贴物与标识的类型872
6.1.2洁净室张贴物与标识的基本要求872
6.2张贴物与标识的内容873
6.2.1张贴物873
6.2.2标识（标签）873
参考文献876