对当前洁净室暖通通风设计现状及问题探究

摘要：洁净室是一种对环保有很高要求的工作场所，在半导体制造、生物医学和航空航天等行业有着重要的用途。空调通风是洁净室内温度、湿度、空气中有害物质的有效过滤和空气流通的组成部分。这些系统不仅影响洁净室的运行效率，还直接关系到生产过程的稳定性和产品质量。但是，由于洁净室应用要求的多元化以及技术的发展，现有的暖通通风设计面临着一些新的挑战和问题。为此，通过对目前的洁净室内空调系统的研究，讨论了目前洁净室内空调系统中的一些问题，并给出了相应的解决方案，从而促进了洁净室内空调系统的发展。

关键词：洁净室；暖通通风；设计；问题

在采暖通风系统的设计和应用中，经常会遇到个别散热器不热、个别立管不热、暖通风末端建筑供暖不热等问题，因此无法达到室内的设计温度。在空调系统中，由于房间内的气温存在着明显的差异，使得房间内的空气质量存在着明显的差异，使得房间内的空气质量存在着明显的差异，从而导致了房间内的空气质量的不均衡，从而使空调的使用受到了很大的限制。

一、暖通通风系统的设计原则

（一）节能环保原则

在暖通空调的设计中，首先要考虑的是节约能源和保护环境。要达到这个目的，应首选变频控制技术，热回收系统，节能泵及高效率的空调系统等。采用精密控温及自动调整机构，有效防止能源的浪费。此外，将太阳能、地热能、空气等可再生资源作为主要的替代资源，以达到节能减排的目的。此外，在空调系统中还应该选用一些具有较低二氧化碳排放量的工质，以减少对大气环境的损害。通过对建筑结构、管道保温、散热等方面进行综合优化，降低建筑中的非必要能耗及散热损失，促进暖通系统向绿色低碳方向发展，降低温室气体及污染。

（二）舒适性原则

为用户创造一个良好的居住空间是暖通设计的主要目的。所以在进行设计过程中，要从多方面的角度来考虑对住宅的舒适性有很大的影响。首先，建筑内部的气温要根据四季、天气的变化而调节，保证冬天和冬天都是凉爽的。其次，空气的湿度也很重要，如果空气的湿度太大或者太小，都会对人体的舒适度和身体产生不利的作用。风速的设置要在通风与舒适性的协调上取得良好的效果，保证在保证通风顺畅的前提下，不会出现让人感觉不舒服的风速。最后，空气质量的控制也是设计中的重要因素，要保证室内的空气清新，避免空气中的各种污染物的积累。在室内设置有效的空气过滤系统，设置合理的新风系统，定时通风换气，营造健康舒适的室内空气质量[1]。

（三）经济性原则

在进行空调设备采购时，首先要考虑的是经济性。从经济角度出发，既要重视初始购置、安装费用，又要重视其长期运营维修费用。一般情况下，效率高、效率高、投资大的装备，从长远来看，可以通过降低能源消耗和维护等方面的支出，大大地降低了系统的运营成本。所以，设计师在进行产品设计时，要综合考虑前期投资和后期节约之间的相互影响，从中选出最佳的性能价格比。另外，使用寿命长、维护方便等方面也是经济考量的重点。通过简化设备的维护流程及减低保养次数，可节省人力与材料的费用，进而使整体拥有成本得以进一步下降。

（四）安全性和可靠性原则

在暖通工程中，安全性和可靠性是重要原则。在设计过程中，要注意保证各部件的安全，防止发生火灾、泄漏等意外事件。比如，电线要满足有关的安全要求，煤气设施要有安全保护和警报系统，以避免煤气泄漏。另外，该系统的重要部件还应该具有一定的余裕，例如设置后备设备或双供电设备，以保证当主要设备或系统发生故障时，该设备仍可持续运转，防止由于设备的失效而造成整体的瘫痪。同时，对设备进行日常检测与维修，以保障设备的安全性与可靠性，并对其进行有效的监测与维修，以达到对设备的长期、稳定、可靠地保障[2]。

二、对当前洁净室暖通通风设计现状及问题

（一）设计不合理导致的问题

一方面，空气流动得不均匀。在洁净室内，如果不能将室内的气体均匀地分配到各个区域，就会使一些区域的污染物质得不到有效排放，从而使该区域的清洁程度达不到要求。这不但会造成环境污染，而且会对产品的质量造成一定的负面影响。尤其在制药和半导体等对环境要求非常严格的工业领域，气流不均匀会造成产品品质检测失败，严重时还会引起大范围的产品召回。

另一方面，暖通系统中不合适的气流模式还会给使用者及设备带来不良后果。比如，空气流动速度太快，操作人员就会感觉很不舒服，长期在这样的工作条件下工作，对操作人员的身体状况和生产力都有很大的危害。但若通风速度太快，将使污染物质在室内停留的时间延长，使其净化效率下降。空气流动结构也会对设备运行环境产生一定的影响，不恰当的空气流动方式会造成设备的过热或降温不充分，引起设备失效，进而降低生产效率和产品质量[3]。

（二）温湿度控制不稳定

洁净室的温度、湿度对生产工艺及制品的品质及稳定性有重要的作用。当温度和湿度调节不够平稳时，就会引起空气质量的变化。比如，在一些对湿度要求很高的加工工艺中，哪怕是很小的环境温度波动都会引起物料性质的变化，从而影响到制品的良率与合格率。特别是在医药工业中，由于水分的不稳定，会使药物的成分发生变化，从而降低药物的功效，严重时还会造成药物的安全性问题。另外，温、湿调节的不稳定性也给设备带来了较大的负荷。大多数洁净室的设施对温度、湿度都有很高的需求，当外界的温度变化太大时，这些设施就必须不断地进行工作，这样就会导致设备的损耗和失效。这不但造成维修费用的提高，而且可能造成机器停工、中断生产、减少产量。温、湿度监控若不能很好地保证其稳定性，就会引起一系列的故障，从而对全过程的正常运行产生不利的后果。

（三）设备运行与维护问题

洁净室的通风设备在使用过程中容易受多种原因的干扰，其中最常见的故障有：过滤器堵塞、风机损坏等。若不能得到有效的处理，洁净室内环境的品质将受到很大的影响。1.过滤器堵塞。由于大气中颗粒物和污染物的积累，使洁净室的气体交换能力下降，使洁净室中的气体流通速度变慢，容易造成污染物的聚集，进而影响清洁性。滤芯的日常清洗与清洗是清洗的重要步骤，若忽略该问题，则会使洁净室内颗粒物含量升高，进而造成产品质量下降，特别是电子、生物医药等对环境净化有很高需求的工业领域。2.风机损坏。则会直接导致通风系统的失效，从而影响了风机的气流和通风效率。此时，洁净室内会出现气流停滞或气流不均衡的状况，使室内环境更加恶化[4]。

三、洁净室暖通通风设计策略

（一）合理设计洁净室暖通通风

洁净室内空调系统的空调系统是保证洁净度、温度和湿度稳定和空气污染的重要组成部分。在设计时，要结合洁净室的具体用途，选择适宜的风量、气流分布和净化方式，才能达到各等级的清洁要求。因此，在进行系统的设计时，要注意如下问题：

1.风量的确定：通风量是衡量清洁室清洁度的一个主要指标，一般是依据清洁室的规模、用途和清洁等级的需要而定的。一个合适的通风系统应该保证房间内的气流流通顺畅，并能及时、高效地将微粒和污染物等排出，使房间内的空气清新。

2.气流组织的设计：气流组织的设计将会对清洁房间内的空气流通状况及对环境中的污染进行有效的防治。常用的流场分布方式有两种：一是单向流动（层流），二是非单向流（乱流）。在清洁度较高的洁净室中，气流由两个方向或两个方向同时流向同一方向，可以将悬浮在空中的颗粒降到最低。非单向性气流适合清洁程度不高、气流分布不均匀的无尘区，在设计中应注意防止污染物积累。

3.空气过滤系统的设计：洁净室内的空气净化设备一般是采用多段式过滤器，一般有初效过滤器、中效过滤器及高效能过滤器（HEPA/ULPA）。初效、中效过滤器以吸附大粒子为主，超高效及超细粒子过滤为佳，以保证洁净室内的清洁程度达到设计指标。为了减少维护成本，保证过滤效果，还需要考虑过滤器的布置及替换[5]。

（二）加强对洁净室暖通的温湿度控制

要保持清洁房间的清洁程度，就需要有有效的空气调节和精密的湿度调节设备。温、湿度调控不但可以降低环境中的污染物质，而且可以防止因环境因素引起的静电积聚、物料的形变等。比如，高温会造成设备的发热，从而降低产品的制造精度；如果湿度太小，就会增大发生静电的危险，从而对电子元件的安全造成不利的后果。同时，室内温、湿度变化也会对员工的舒适性及身体状况产生不利的影响，从而对员工的工作效能产生一定的负面作用。利用自动控制的中央空调及高精度的湿度传感器，可以对室内温度、湿度进行实时监测与调整，以保证洁净室一直保持在良好的工作条件。合理的气流结构及送风回风是实现室内温度、湿度均衡的重要手段，对改善室内温度、湿度具有重要意义[6]。

（三）加强设备运行与维护

洁净室的正常运转取决于通风系统、空气过滤器和湿度调节设备等诸多重要设备，这些设备是保证室内空气品质、温度和气流分布的合理与否的重要因素。首先，洁净室内空气流动的主要方式是通过对空气流动的流向和流速进行调控，从而降低空气中有害物质的生成与传播。对通风管道，风扇，制冷设备等进行常规检查，保证其运行良好，避免由于设施的老化或失效而引起的环境恶化。其次，净化系统的保养是洁净室内的重要环节，洁净室内长期存在大量的微粒，若不进行有效的清洗，将会造成净化效果下降，并使杂质混入洁净室中，这将极大地降低清洁程度。为此，要制订一份详尽的维修保养方案，对过滤设备的压差进行定时检测，以保证洁净室内气体随时满足有关要求。对有关的设备进行适时的维护和维护，不但可以提高其工作寿命，而且可以避免由于其发生故障而导致的停工。通过对洁净室的设备进行全面的管理，并对其进行维修记录，并对可能出现的问题进行预警，从而保证洁净室的长久、平稳地工作[7]。

结论：

总之，洁净室的空调与其他的空调系统有很大的区别，既要保证房间内的气温均匀、稳定，又要保证房间内的空气清洁，即要将进入洁净室的空气通过合适的过滤设备进行净化，因此，要对洁净室的空调通风系统进行全面的设计，并保证有关的参数在一个合适的范围内。

参考文献：

[1]刘泽方.洁净室暖通空调安装施工的质量控制对策分析[J].工程建设与设计,2022,(07):168-170.DOI:10.13616/j.cnki.gcjsysj.2022.04.050.

[2]黄绵林.电子厂房洁净室暖通施工技术分析[J].中国建筑装饰装修,2022,(01):118-119.

[3]巴峰.洁净室暖通空调安装施工的质量控制探讨[J].建材与装饰,2019,(31):210-211.

[4]黄绵林.洁净室暖通空调安装施工的质量控制探讨[J].建材与装饰,2019,(23):240-241.

[5]石小雷.洁净室暖通空调安装施工的质量控制分析[J].中国设备工程,2017,(23):204-205.

[6]祝贵鑫.关于电子厂房洁净室暖通施工分析[J].江西建材,2017,(22):81+84.

[7]徐峰.对当前洁净室暖通通风设计现状及问题探究[J].科技创新与应用,2014,(11):194.