洁净技术讲稿9

1、空空 气气 洁洁 净净 技技 术术9 生物洁净室原理生物洁净室原理 洁净室内不仅灰尘很少，而且以粒子形式存在的细菌也很少，洁净室内不仅灰尘很少，而且以粒子形式存在的细菌也很少，在单向流洁净室内，更是接近无菌状态。把洁净室技术应用于在单向流洁净室内，更是接近无菌状态。把洁净室技术应用于需要无菌环境的场合，或者说应用以需要无菌环境的场合，或者说应用以“净化净化”生物微粒为主的生物微粒为主的场合，习惯上称为生物洁净室或一般生物洁净室。以生物学安场合，习惯上称为生物洁净室或一般生物洁净室。以生物学安全为目的全为目的高度安全实验室。高度安全实验室。9.1 生物洁净室的应用生物洁净室的应用应用日趋广泛，大

2、体五个方面：应用日趋广泛，大体五个方面：（1）医疗）医疗手术室（一般、特殊）；手术室（一般、特殊）； 手术后恢复，防止过程中污染，手术后恢复，防止过程中污染，防止术后感染；防止术后感染； 特殊病房（急性白血病，烧伤治疗，强药剂特殊病房（急性白血病，烧伤治疗，强药剂治疗），过敏性呼吸道疾病，防止感染，抵抗力下降防感染，治疗），过敏性呼吸道疾病，防止感染，抵抗力下降防感染，需特别洁净的空气；需特别洁净的空气； 婴儿室，早产儿抵抗力弱，防止感染；婴儿室，早产儿抵抗力弱，防止感染； 临床检查，菌、霉组织培养检查，防止杂菌混入；临床检查，菌、霉组织培养检查，防止杂菌混入； 无菌动无菌动物、已知菌动物、无

3、特殊病菌动物的饲养、繁殖；物、已知菌动物、无特殊病菌动物的饲养、繁殖； 血库，血血库，血液、血清，防止其它杂菌混入；液、血清，防止其它杂菌混入； 医疗器械的制造，注射针、医疗器械的制造，注射针、筒、血液袋、纱布等防止制造、包装过程污染。筒、血液袋、纱布等防止制造、包装过程污染。（2）制药）制药 GMP药品生产管理规范，对生产环境专有要求。药品生产管理规范，对生产环境专有要求。1）注射药品的制造、调剂、灌封，对象针剂、大输液，直接注）注射药品的制造、调剂、灌封，对象针剂、大输液，直接注入人体，绝对防止菌、霉混入。入人体，绝对防止菌、霉混入。2）抗生物质：培养、接钟、灌封，防止培养工序产生的菌霉，

4、）抗生物质：培养、接钟、灌封，防止培养工序产生的菌霉，污染，防止药品变质。污染，防止药品变质。3）眼药制造：调配、分注，防止杂菌，霉类产生污染，国外有）眼药制造：调配、分注，防止杂菌，霉类产生污染，国外有眼药因绿脓菌污染导致失明的报导。眼药因绿脓菌污染导致失明的报导。4）药片制造：成片、裹糖衣防止因药霉菌进入质量下降。）药片制造：成片、裹糖衣防止因药霉菌进入质量下降。（3）食品）食品 肉食加工：香肠、火腿、烟肉；肉食加工：香肠、火腿、烟肉； 乳豆制品：牛奶、酸奶、乳豆制品：牛奶、酸奶、豆乳；豆乳； 罐头、肉食、蕃茄酱、水果罐头；罐头、肉食、蕃茄酱、水果罐头； 酿造：啤酒、酒、酿造：啤酒、酒、酱

5、油等，防止菌类污染，防止产品腐败变质；酱油等，防止菌类污染，防止产品腐败变质； 蘑菇栽培，防蘑菇栽培，防止杂菌。止杂菌。（4）农林牧渔业）农林牧渔业农药：病毒性农药，在培养中防止杂菌引起事故；农药：病毒性农药，在培养中防止杂菌引起事故；家畜：在无菌状态下提高饲养繁殖能力；家畜：在无菌状态下提高饲养繁殖能力；植物：品种培育时防止菌、霉污染。植物：品种培育时防止菌、霉污染。鱼、养蚕：防止由于细菌造成死亡。鱼、养蚕：防止由于细菌造成死亡。（5）宇航）宇航促成生物净化标准的产生领域促成生物净化标准的产生领域防止将地面上的有机物、生物粒子带上去再返回引起防止将地面上的有机物、生物粒子带上去再返回引起错误

6、判断。错误判断。9.2 微生物的主要特性微生物的主要特性 对我们而言对微生物的特性主要掌握其与检测、对我们而言对微生物的特性主要掌握其与检测、培养有关的部分，即其生长周期和适合其生长的环境培养有关的部分，即其生长周期和适合其生长的环境条件。图条件。图9-2描述细菌生长的四个阶段，我们检测观察描述细菌生长的四个阶段，我们检测观察细菌与其有关：细菌与其有关：(1) 准备期或延迟期，约需几个小时，准备期或延迟期，约需几个小时，表现在细菌接种到培养基上在这一段没有变化或肉眼表现在细菌接种到培养基上在这一段没有变化或肉眼看不出来。看不出来。(2) 对数期，十五、六个小时到对数期，十五、六个小时到1天，在

7、这天，在这段时间内细菌在温度、湿度适宜的条件下一般每小时段时间内细菌在温度、湿度适宜的条件下一般每小时分裂繁殖分裂繁殖23代，其数量按几何级数增加，这样才使得代，其数量按几何级数增加，这样才使得原先检测的一个细菌培养或菌落，便于肉眼观测，并原先检测的一个细菌培养或菌落，便于肉眼观测，并分析其种类。分析其种类。(3) 稳定期或静止期，实际是细菌的繁殖稳定期或静止期，实际是细菌的繁殖量与死亡量达到平衡，约有量与死亡量达到平衡，约有1天的时间，菌落达到最大，天的时间，菌落达到最大，一般作细菌培养的时间取一般作细菌培养的时间取48小时，就是取其生长达到小时，就是取其生长达到稳定期；稳定期；(4) 衰减

8、期，细菌死亡超过生长率，活菌数下衰减期，细菌死亡超过生长率，活菌数下降。降。 检测空气中的细菌就利用细菌的生长特性来计数检测空气中的细菌就利用细菌的生长特性来计数分析，因为细菌很小，如化脓杆菌分析，因为细菌很小，如化脓杆菌0.71.3m，伤寒伤寒杆菌杆菌13m，大肠菌大肠菌15m，肉眼无法识别，培养后肉眼无法识别，培养后形成大的菌落，计数分析就方便了。形成大的菌落，计数分析就方便了。 检测、培养方法：空气中浮游细菌采用狭缝式空气检测、培养方法：空气中浮游细菌采用狭缝式空气微生物条样器、安德森采样器等，沉降菌用微生物条样器、安德森采样器等，沉降菌用90mm平平器，培养基普通牛肉蛋白琼培养基（高温

9、灭菌，无菌器，培养基普通牛肉蛋白琼培养基（高温灭菌，无菌封装），在封装），在37恒温条件下培养恒温条件下培养48小时，单位：个小时，单位：个/m3，个个/皿皿h。9.3 微生物的污染途径微生物的污染途径 教材介绍了微生物污染的教材介绍了微生物污染的4种途径：自身污染、接种途径：自身污染、接触污染、空气污染，其它如昆虫等因素造成的污染，触污染、空气污染，其它如昆虫等因素造成的污染，对净化空调而言，仅能防止微生物通过空气污染，但对净化空调而言，仅能防止微生物通过空气污染，但空气本身空气本身与其它污染途径有联系，又会给其它三种污与其它污染途径有联系，又会给其它三种污染充当传播媒介染充当传播媒介，本身

10、又被污染。所以，对微生物净，本身又被污染。所以，对微生物净化而言，除了用过滤的方法除去，减少微生物数，还化而言，除了用过滤的方法除去，减少微生物数，还需用对室内的器具六个壁面及人员表面能进行灭菌处需用对室内的器具六个壁面及人员表面能进行灭菌处理，这也是生物洁净室与工业洁净室的不同之处。理，这也是生物洁净室与工业洁净室的不同之处。9.4 生的微粒的等价直径生的微粒的等价直径 生物微粒中按其大小、尺寸排列，最小的是病毒生物微粒中按其大小、尺寸排列，最小的是病毒0.0050.8m，如脊髓灰质炎病毒如脊髓灰质炎病毒0.0080.03m，狂犬病毒狂犬病毒0.125m，其次是立其次是立克次氏体克次氏体0.

11、22m，然后是细菌，多数在然后是细菌，多数在110m范围，也有个范围，也有个别小的在别小的在1m以下，大的如线状细菌可达以下，大的如线状细菌可达100m。看起来多数粒看起来多数粒径很小，但实际上，细菌等一般在空气中不能单独存在，它们径很小，但实际上，细菌等一般在空气中不能单独存在，它们符着在其它粒子上获得营养而存活，我们在空气中检测到的是符着在其它粒子上获得营养而存活，我们在空气中检测到的是带菌的粒子而不是细菌的单体，带菌粒子称带菌的粒子而不是细菌的单体，带菌粒子称生物粒子生物粒子。生物粒。生物粒子的尺寸肯定大于微生物的尺寸，因而过滤器对其过滤效率不子的尺寸肯定大于微生物的尺寸，因而过滤器对其

12、过滤效率不会低于对灰尘的过滤效率，但生物粒子的尺寸到底按多大计，会低于对灰尘的过滤效率，但生物粒子的尺寸到底按多大计，一般是通过实验，看过滤器对生物粒子的过滤效率与对灰尘的一般是通过实验，看过滤器对生物粒子的过滤效率与对灰尘的效率相对比，若与对某一粒径效率相对比，若与对某一粒径dp的效率相当，该粒径就是生物的效率相当，该粒径就是生物粒子的等价直径，或测得大气中菌浓的变化规律与某一粒径尘粒子的等价直径，或测得大气中菌浓的变化规律与某一粒径尘浓的变化规律相同，该粒径即为等效直径，不同的实验结果不浓的变化规律相同，该粒径即为等效直径，不同的实验结果不相同，有相同，有3.5m、45m、7m的，从沉降速

13、度考虑，若生物粒的，从沉降速度考虑，若生物粒子与某粒径的尘粒沉降速度相同，则该粒径称为沉降等价直径，子与某粒径的尘粒沉降速度相同，则该粒径称为沉降等价直径，当然已知其沉降量和悬浮浓度也可直接计算出当然已知其沉降量和悬浮浓度也可直接计算出dp。 第六章曾给出粒子沉降速度和微粒直径的关系，第六章曾给出粒子沉降速度和微粒直径的关系，为为20时，时，=2000kg/m3，单位单位cm/s，dp单位为单位为m；生物粒子多为有机性微粒，应小于生物粒子多为有机性微粒，应小于2大于大于1，考考虑值时，虑值时，dp应修正应修正 （9-2） 沉降速度可用第沉降速度可用第6章给出的送章给出的送风室内平面上的沉积公式

14、得出：风室内平面上的沉积公式得出：cm/sNg：生物粒子沉降量粒生物粒子沉降量粒/cm2；N：浮游菌浓度个浮游菌浓度个/cm3； f：cm2； T：时间（采样）时间（采样）s。汇总各种结果：区别不同环境。汇总各种结果：区别不同环境。洁净场所沉降等价直径为洁净场所沉降等价直径为15m，一般室内一般室内68m，一般室外一般室外812m，人活动多的较脏的场所人活动多的较脏的场所1020m，过滤效率，滤菌效过滤效率，滤菌效率高于滤尘效率。率高于滤尘效率。ppsdv254. 02122106 . 0spvdfTNvNsgNfTNvgs9.5 生物微粒的标准生物微粒的标准 现在通用的生物微粒的净化标准是美

15、国国家航天宇航局制定现在通用的生物微粒的净化标准是美国国家航天宇航局制定的的NASA标准，教材表标准，教材表7-1给出百、万、十万三个级别下浮游生给出百、万、十万三个级别下浮游生物的微粒和沉降量的最大限值，英制、国际单位制，其它一些物的微粒和沉降量的最大限值，英制、国际单位制，其它一些行业标准，不同组织的标准都大体参照该标准，有的仅限制一行业标准，不同组织的标准都大体参照该标准，有的仅限制一种活菌的浓度，这是认定浮游细菌和沉降的细菌在数量上有相种活菌的浓度，这是认定浮游细菌和沉降的细菌在数量上有相关关系，用一种浓度可反映出另一种浓度，下一节要讨论。关关系，用一种浓度可反映出另一种浓度，下一节要

16、讨论。（1）浮游菌数量标准）浮游菌数量标准 教材由于是论著，花了一些篇幅讨论了标准制定的根据，一方教材由于是论著，花了一些篇幅讨论了标准制定的根据，一方面利用了菌、尘的相关关系，按洁净级别的尘粒标准来推算悬面利用了菌、尘的相关关系，按洁净级别的尘粒标准来推算悬浮的细菌浓度，尽管到现在为止空气中的菌、尘的数量关系的浮的细菌浓度，尽管到现在为止空气中的菌、尘的数量关系的确切表达式还没有，研究结果各不相同，但菌、尘之间存在相确切表达式还没有，研究结果各不相同，但菌、尘之间存在相关关系是肯定的，数量关系在一定范围内相关，实际在不同的关关系是肯定的，数量关系在一定范围内相关，实际在不同的环境也应有所不同

17、，要找一个统一的表达式不可能。环境也应有所不同，要找一个统一的表达式不可能。 作者分析了作者分析了NASA标准制定依据，利用菌、尘相关关系取相标准制定依据，利用菌、尘相关关系取相关范围的上限细菌浓度作为标准，但也发现，三个级别的三个关范围的上限细菌浓度作为标准，但也发现，三个级别的三个浮游菌浓度在双对数坐标纸上不在一条直线上，不便进行中间浮游菌浓度在双对数坐标纸上不在一条直线上，不便进行中间浓度的内插法计算，提出自己的修正意见，即在图浓度的内插法计算，提出自己的修正意见，即在图9-7上用靠近上用靠近上边实线下的虚线反映浮游菌与尘粒浓度的关系。上边实线下的虚线反映浮游菌与尘粒浓度的关系。（2）沉

18、降菌数量和标准）沉降菌数量和标准 细菌沉降到地面的数量可以由浮游细菌在一段时间内沉降细菌沉降到地面的数量可以由浮游细菌在一段时间内沉降到地面的多少算出，但这里涉及到一个代表粒径的问题，粒径到地面的多少算出，但这里涉及到一个代表粒径的问题，粒径取的不同，计算结果肯定不同，取的不同，计算结果肯定不同，NASA标准是以最大直径标准是以最大直径10m算出的沉降量作为标准的，表算出的沉降量作为标准的，表9-9左边下三行为左边下三行为NASA标准百、标准百、万、十万级浮游菌浓度，中间为由计算得出代表粒径为万、十万级浮游菌浓度，中间为由计算得出代表粒径为1m、10m时每周、每时每周、每m2的沉降细菌数，左边

19、为对应的沉降菌的沉降细菌数，左边为对应的沉降菌NASA标准，可看出基本以标准，可看出基本以10m作代表粒径。作代表粒径。 一般测沉降菌均用玻璃培养皿，我国直径一般测沉降菌均用玻璃培养皿，我国直径90mm，将每周、每将每周、每m2的数量换算成每皿半小时（测时）的值的数量换算成每皿半小时（测时）的值更便于和测量值比较，表更便于和测量值比较，表9-10后三栏中最下一行为后三栏中最下一行为90平皿允许测出的最多菌落值，需要说明的是在测平皿允许测出的最多菌落值，需要说明的是在测定沉降菌量的时候有一个最小沉降面积问题，如果面定沉降菌量的时候有一个最小沉降面积问题，如果面积太小，在一定洁净级别下出现积太小，

20、在一定洁净级别下出现“0”的几率极大，的几率极大，而降低整个测定结果的可靠性，为了保证读数的而降低整个测定结果的可靠性，为了保证读数的95%为非零值，各级别洁净室都有一测沉降菌的最少培养为非零值，各级别洁净室都有一测沉降菌的最少培养皿数。皿数。所需所需90培养皿，沉降培养皿，沉降0.5小时小时十级十级 40个，百级个，百级13个，千级个，千级4个，万级个，万级2个，十万级个，十万级以上以上1个个9.6 沉降菌和浮游菌的关系沉降菌和浮游菌的关系 人们最初研究沉降菌和浮游菌的关系主要是因为浮游菌浓人们最初研究沉降菌和浮游菌的关系主要是因为浮游菌浓度检查需要的设备技术较为复杂，一般条件不具备检测条件

21、，度检查需要的设备技术较为复杂，一般条件不具备检测条件，而沉降菌检测起来相对简便，因而用测量沉降菌的方法来推算而沉降菌检测起来相对简便，因而用测量沉降菌的方法来推算或评价所测环境的空气的细菌浓度情况，而现在测浮游细菌浓或评价所测环境的空气的细菌浓度情况，而现在测浮游细菌浓度的设备也多了，相应的细菌浓度标准也都顾及到浮游菌和沉度的设备也多了，相应的细菌浓度标准也都顾及到浮游菌和沉降菌两种浓度。再讨论二者的关系似乎意义不大，但由于现在降菌两种浓度。再讨论二者的关系似乎意义不大，但由于现在越来越重视表面的沉积污染，所以沉降菌与室内空气含尘浓度越来越重视表面的沉积污染，所以沉降菌与室内空气含尘浓度的关

22、系仍值得去研究，实际我们给出的的关系仍值得去研究，实际我们给出的NASA标准中浮游菌和沉标准中浮游菌和沉降菌的浓度关系就是一种二者关系的研究结果，以前在我国用降菌的浓度关系就是一种二者关系的研究结果，以前在我国用的最多的前苏联学者奥勉梁斯基公式，由于出现较早，因而认的最多的前苏联学者奥勉梁斯基公式，由于出现较早，因而认为它不准的实测结果也最多，该关系式为为它不准的实测结果也最多，该关系式为100cm2培养基沉降培养基沉降5分分钟的细菌数与钟的细菌数与10升空气中的浮游数量相同。升空气中的浮游数量相同。 Ng=10NL（9-7） NL个个/L；Ng在在100cm2上沉降上沉降5分钟的菌落个数。分

23、钟的菌落个数。应折算为沉降应折算为沉降5分钟分钟90平皿的菌落数与每立方米浮游菌的关系。平皿的菌落数与每立方米浮游菌的关系。 其它的研究结果尽管各不相同，为了使讨论结果好统一起其它的研究结果尽管各不相同，为了使讨论结果好统一起见，但都看成是二菌之间等量关系乘以一校正值，见，但都看成是二菌之间等量关系乘以一校正值，Ng=XNL ，那那么，奥氏公式的校正值为么，奥氏公式的校正值为X=10，表表9-12给了其它一些研究结果给了其它一些研究结果的校正值，不同场合，不同测试条件大小差别很大。的校正值，不同场合，不同测试条件大小差别很大。为了便于和检测结果对比，将沉降菌换算成为了便于和检测结果对比，将沉降

24、菌换算成90培养皿上的数值，培养皿上的数值，用用C表示；表示；NL换算成每换算成每m3空气的浮游菌数，用空气的浮游菌数，用Nm表示；采样时表示；采样时间更具一般性（原间更具一般性（原5分钟），其关系变为平均每个平皿的菌落个分钟），其关系变为平均每个平皿的菌落个90。（9-9）XNNgLTACXNXNgm510010001000ATCXNm5105对应于对应于90培养皿，测培养皿，测5分钟记为分钟记为C(5)，测测30分钟记为分钟记为C(30)，90面积面积A=63.617cm2，则则对于奥氏公式对于奥氏公式X=10 或或表表9-16为不同学者的研究结果，可看出差别很大，所以不可能为不同学者的研

25、究结果，可看出差别很大，所以不可能得出一普遍性的关系，但可以利用这种形式，区别不同场合及得出一普遍性的关系，但可以利用这种形式，区别不同场合及条件，确定条件，确定X值，则能较接近实际地反映二者的关系。值，则能较接近实际地反映二者的关系。 59 .1571CXNm3098.261CXNm 52 .157 CNm 2 .157/5CNm9.7 过滤除菌过滤除菌 由于细菌所生存的生物粒子的等价直径远大于我由于细菌所生存的生物粒子的等价直径远大于我们通常描述高效过滤器用的们通常描述高效过滤器用的0.5m，所以，高效过滤器所以，高效过滤器的滤菌效率几乎的滤菌效率几乎100%，表，表9-18为过滤器对为过

26、滤器对DOP过滤效过滤效率与沙雷氏菌的过滤效率比较，单一菌种用喷液方法，率与沙雷氏菌的过滤效率比较，单一菌种用喷液方法，液滴径细液滴径细0.3m，从下边几行可看出高许多。图从下边几行可看出高许多。图9-6是是做实验结果，纤维性过滤器以大气菌的滤细效率几乎做实验结果，纤维性过滤器以大气菌的滤细效率几乎与大气尘与大气尘5m的计数效率相当。既然过滤效率很高，的计数效率相当。既然过滤效率很高，就不必担心细菌对滤料的穿透问题，而实验也表明，就不必担心细菌对滤料的穿透问题，而实验也表明，微生物在滤料上不容易繁殖，所以就空气一侧而言，微生物在滤料上不容易繁殖，所以就空气一侧而言，用过滤器保持无菌是没有问题的

27、。用过滤器保持无菌是没有问题的。9.8 消毒灭菌消毒灭菌 生物洁净室与工业洁净室的不同点，对于我们专业而言，生物洁净室与工业洁净室的不同点，对于我们专业而言，了解消毒灭菌的基本方式方法，遵守规章、规程，至于每种消了解消毒灭菌的基本方式方法，遵守规章、规程，至于每种消毒方法所用的设备功率数特别是紫外线消毒及消毒时间与消毒毒方法所用的设备功率数特别是紫外线消毒及消毒时间与消毒量的关系，由专业人员进行设计，消毒灭菌主要有四种方法：量的关系，由专业人员进行设计，消毒灭菌主要有四种方法：1.干热法，一般用干热法，一般用160以上的干燥空气定期加热一些用具器皿等；以上的干燥空气定期加热一些用具器皿等；2.

28、 湿热法，类似蒸箱，人员穿的无菌服每个班次都要用高温蒸湿热法，类似蒸箱，人员穿的无菌服每个班次都要用高温蒸汽消毒灭菌一次；汽消毒灭菌一次；3. 药物法，用定时药剂清洗用具、房间壁面、药物法，用定时药剂清洗用具、房间壁面、地板，用药剂清洗人手如地板，用药剂清洗人手如75%消毒酒精半小时擦手一次，或用消毒酒精半小时擦手一次，或用药物气体薰蒸整个洁净室，常用方法是用甲醛薰蒸，每周末下药物气体薰蒸整个洁净室，常用方法是用甲醛薰蒸，每周末下班后发烟（气体），紧闭门窗及空调系统，周一上午班前开空班后发烟（气体），紧闭门窗及空调系统，周一上午班前开空调换气；调换气；4. 紫外线消毒灭菌，用紫外灯照射器皿及运

29、入洁净室紫外线消毒灭菌，用紫外灯照射器皿及运入洁净室的物品，禁上照人，其选用计算有兴趣自己看。的物品，禁上照人，其选用计算有兴趣自己看。9.9 一般生物洁净室一般生物洁净室 前面提到的制药、食品、农林牧、渔业及宇航、前面提到的制药、食品、农林牧、渔业及宇航、洁净室的气流组织与工业洁净室设计没什么不同，只洁净室的气流组织与工业洁净室设计没什么不同，只有手术室有点特殊，对单向流洁净室存在一个下游污有手术室有点特殊，对单向流洁净室存在一个下游污染问题，选择哪种更有利，图染问题，选择哪种更有利，图9-13为两种污染模型，为两种污染模型，水平好象对手术者好一些，再一个是下限风速问题，水平好象对手术者好一

30、些，再一个是下限风速问题，对手术者较大的风速容易造成刀口处组织失水，所以对手术者较大的风速容易造成刀口处组织失水，所以有个上限风速限制水平有个上限风速限制水平0.4m/s，垂直垂直0.3m/s。隔离式生物洁净室更多强调隔离方式，不作介绍。隔离式生物洁净室更多强调隔离方式，不作介绍。10 洁净室均匀分布计算理论洁净室均匀分布计算理论 前提：微粒在洁净室内均匀分布前提：微粒在洁净室内均匀分布10.1 洁净室三级过滤系统洁净室三级过滤系统 乱流洁净室的基本图式乱流洁净室的基本图式 新三级过滤概念的提出：新风三级过滤；中间预新三级过滤概念的提出：新风三级过滤；中间预过滤；末端高效（亚高效）过滤过滤；末

31、端高效（亚高效）过滤10.2 乱流洁净室含尘浓度瞬时式乱流洁净室含尘浓度瞬时式新风通路上过滤器总效率新风通路上过滤器总效率 穿透率穿透率 回风通路上过滤器总效率回风通路上过滤器总效率穿透率穿透率新风三级过滤组合新风三级过滤组合 3211111n3211111n302010111113211111r3211111r（1）室内（灰尘）微粒平衡式）室内（灰尘）微粒平衡式 1） 进入室内的微粒由三部分组成：进入室内的微粒由三部分组成：t t时间内室内每升空气由新风带入的灰尘时间内室内每升空气由新风带入的灰尘 粒粒/Lt t时间内室内每升空气由回风带入的灰尘时间内室内每升空气由回风带入的灰尘 粒粒/Lt

32、 t时间内室内尘源散发的灰尘使每升空气增加的尘时间内室内尘源散发的灰尘使每升空气增加的尘粒粒 粒粒/LtsMnn1160tsnNrt160tG310 2） 从室内排出的灰尘由两部分组成：从室内排出的灰尘由两部分组成： 有组织回风（排风）带走的灰尘和无组织换气（正有组织回风（排风）带走的灰尘和无组织换气（正压）排出的灰尘，二者浓度相同，风量之和为房间换压）排出的灰尘，二者浓度相同，风量之和为房间换气量，则气量，则t t时间内由通风换气排出的灰尘量时间内由通风换气排出的灰尘量则在则在t t时间内洁净室内含尘浓度的变化时间内洁净室内含尘浓度的变化移项、整理成微分的形式：移项、整理成微分的形式： tn

33、Nt60tnNtGtnsNtsMnNtrtnt601060160113nrtntsMnGsnNsMnGdtdN1110601116011106033变量分离后积分得变量分离后积分得t=0 时时 Nt=N0，可解出可解出C值值洁净室内含尘浓度的瞬时计算式为：洁净室内含尘浓度的瞬时计算式为： （10-2）CtsMnGsMnsnNsnsMnGnnrtrn60)1)(1 (1060)1)(1 (1060)1 (11ln)1 (1)1)(1 (106033360)1(1303)1)(1 (1060)1 (111)1 (1)1)(1 (1060rsntnrrntesMnsnNsnsMnGN10.3 乱流洁

34、净室含尘浓度稳定算式乱流洁净室含尘浓度稳定算式（1）单室的稳定式）单室的稳定式当当t=时，室内含尘浓度趋于稳定，这时式（时，室内含尘浓度趋于稳定，这时式（10-2）变成：变成： （10-3） 过滤器组合方式不同，体现在过滤器组合方式不同，体现在n n、r r中（图中（图10-2各种各种形式中的形式中的N值值)1 (1)1)(1 (10603rnsnsMnGN（2）多室的稳定式）多室的稳定式 多数的净化系统都是多个洁净室并联的，各室能达到的含尘多数的净化系统都是多个洁净室并联的，各室能达到的含尘浓度取决于室内发尘量、末级过滤器前送风含尘浓度和末级过浓度取决于室内发尘量、末级过滤器前送风含尘浓度和

35、末级过滤器效率，可通过稳定情况列质平衡式求出（图）。滤器效率，可通过稳定情况列质平衡式求出（图）。对于多室的稳定式，实际的空气净化系统都是多室并联的，多对于多室的稳定式，实际的空气净化系统都是多室并联的，多室与单室的稳定式不同室与单室的稳定式不同式中式中NS为中间过滤器混合回风后的含尘浓度，粒为中间过滤器混合回风后的含尘浓度，粒/LnNGNS23232211060nnNGNS 既：既：Qn新风量，新风量，L/h；Qr回风量，回风量，L/h；Qs点点送风量，送风量，L/h；Nr总回风的含尘浓度。总回风的含尘浓度。总回风的含尘浓度总回风的含尘浓度 （10-7）SrrnSQ

36、NQMQN221111rrQVnNsVnNsN 22221111)1 ()1)(1)(1 (221sNsMNrs 各室回风率不相同，（正压不同，送风量不同），各室回风率不相同，（正压不同，送风量不同），V1、V2和和室体积，现分析一下室体积，现分析一下N1=3粒粒/L与与N2=3000粒粒/L，差差1000倍，这倍，这样的多室系统，其总回风含尘浓度一定比样的多室系统，其总回风含尘浓度一定比N1=3粒粒/L高，对高，对1室室是否安全，多室系统的回风含尘浓度不会高于最脏的一个洁净是否安全，多室系统的回风含尘浓度不会高于最脏的一个洁净室浓度，对于这两个室，不会超过室浓度，对于这两个室，不会超过N2=

37、3000粒粒/L，假定假定3000粒粒/L为总回风浓度，这时在条件稳定时为总回风浓度，这时在条件稳定时1室的浓度平衡方程为（回风室的浓度平衡方程为（回风浓度为室浓浓度为室浓1000倍）。倍）。 N1为多室系统为多室系统1室的含尘浓度，粒室的含尘浓度，粒/L； VnNsMnnsNGVnr60601160110101133rnsnsMnGN1101111060331 因回风通路上有高效过滤器，对因回风通路上有高效过滤器，对0.5m，效率达效率达=0.99999， ， s 1， N1N，单室的室内含尘浓度公式单室的室内含尘浓度公式即，对于末级过滤器为高效过滤器的净化系统，由于回风通路即，对于末级过滤

38、器为高效过滤器的净化系统，由于回风通路上有高效过滤器，即使各室浓度上有高效过滤器，即使各室浓度N1、N2、.差异较大，差异较大，Nr几几乎与单室的浓度相同，可取其中一值。乎与单室的浓度相同，可取其中一值。对于末级过滤器为中效过滤器的净化系统，对于末级过滤器为中效过滤器的净化系统，Nr需要按式（需要按式（10-7）计算。计算。 rnsnsMnGN110111106033151011r111013rsrrQVnNsVnNsN 2222111110.4 有局部净化设备时的含尘浓度稳定式有局部净化设备时的含尘浓度稳定式 乱流洁净室常有在室内设置局部净化装置的情况，如乱流洁净室常有在室内设置局部净化装置

39、的情况，如净化工作台、单向流罩、自净器等。如局部设备为间净化工作台、单向流罩、自净器等。如局部设备为间歇运行，不另行计算。对经常运行的局部设备，则可歇运行，不另行计算。对经常运行的局部设备，则可以将该净化设备计算进入系统，求出室内达到的含尘以将该净化设备计算进入系统，求出室内达到的含尘浓度。浓度。列稳定工况的微粒值平衡：列稳定工况的微粒值平衡： 整理得室内含尘浓度：整理得室内含尘浓度：)1 (601060)1)(1 ()1 ()1 (603sNnVGsMnVssNnVnr)1 ()1 ()1)(1 (10603rnssnsMnGN对于洁净室内使用的局部净化设备，必须装高效过滤对于洁净室内使用的

40、局部净化设备，必须装高效过滤器，其效率器，其效率11，这时室内浓度为：这时室内浓度为： (10-10)与单室稳定式相比与单室稳定式相比 相当于增加了房间的换气次数。考虑到相当于增加了房间的换气次数。考虑到s(1-r r) )远小远小于于1 1，（，（10-1010-10）可简化为：）可简化为：)1 ()1 ()1)(1 (10603rnssnsMnGN)1 (1)1)(1 (10603rnsnsMnGN)1 ()1)(1 (10603snsMnGNn10.5 瞬时式和稳定式的关系瞬时式和稳定式的关系对比瞬时式和稳定式，对比瞬时式和稳定式， 将稳定式代入瞬时式：将稳定式代入瞬时式：初始浓度不同时

41、的三种情况。初始浓度不同时的三种情况。60)1(1303)1)(1 (1060)1 (111)1 (1)1)(1 (1060rsntnrrntesMnsnNsnsMnGN)1 (1)1)(1 (10603rnsnsMnGN60)1(10)(rsntteNNNN10.6 单向流洁净室含尘浓度计算法单向流洁净室含尘浓度计算法 由于净化原理的不同，室内工作区的尘源发尘并不由于净化原理的不同，室内工作区的尘源发尘并不能影响室内的含尘浓度，但房间维护结构内表面却可能影响室内的含尘浓度，但房间维护结构内表面却可能成为尘源。垂直单向流洁净室仅有一面（能成为尘源。垂直单向流洁净室仅有一面（1/6），满），满布

42、比布比50%时为时为1/12。水平单向流洁净室也仅顶棚有一面，。水平单向流洁净室也仅顶棚有一面，为总内表面积的为总内表面积的1/6。套用稳定式，室内含尘浓度为：。套用稳定式，室内含尘浓度为： 若不计顶棚产尘，则有若不计顶棚产尘，则有 N=Ns，与实际不符。与实际不符。ssrnsNnbGsnsMnbGN331060)1 (1)1)(1 (106010.7乱流洁净室自净时间和污染时间的计算乱流洁净室自净时间和污染时间的计算（1）概念：洁净室的空气净化系统运行之后，室内含）概念：洁净室的空气净化系统运行之后，室内含尘浓度从一个较高的数值（尘浓度从一个较高的数值（N0原始含尘浓度）下降到原始含尘浓度）

43、下降到稳定的值（工作区浓度值）所需的时间即为自净时间。稳定的值（工作区浓度值）所需的时间即为自净时间。这个时间越短越好。这个时间越短越好。 如果因污染而使得室内含尘浓度由一个较低的稳定如果因污染而使得室内含尘浓度由一个较低的稳定值回升到较高的稳定值，所需的时间即为污染时间。值回升到较高的稳定值，所需的时间即为污染时间。所不同的是，如果是因停机而造成污染，其污染时间所不同的是，如果是因停机而造成污染，其污染时间越长越好，说明系统和建筑的密闭性好，如果在洁净越长越好，说明系统和建筑的密闭性好，如果在洁净室运行之中，由于增加了发尘源或发尘量，使室内含室运行之中，由于增加了发尘源或发尘量，使室内含尘浓

44、度上升到一个新的稳定值，则所需的时间即发尘尘浓度上升到一个新的稳定值，则所需的时间即发尘时间越短越好，说明干净气流能很快起到冲淡稀释作时间越短越好，说明干净气流能很快起到冲淡稀释作用。能进行计算的是自净和发尘污染时间，停机污染用。能进行计算的是自净和发尘污染时间，停机污染时间较复杂，难以计算。时间较复杂，难以计算。（2）自净时间的计算）自净时间的计算我们前边给出或以灰尘质量平衡推出的稳定情况下的我们前边给出或以灰尘质量平衡推出的稳定情况下的室内含尘浓度的公式，是洁净系统运行后达到稳定时室内含尘浓度的公式，是洁净系统运行后达到稳定时的平衡情况，系统从刚运行到到达稳定这一段时间，的平衡情况，系统从刚运行到到达稳定这一段时间，即自净时间内，室内的含尘浓度是随时间变化的，从即自净时间内，室内的含尘浓度是随时间变化的，从N0变到变到N，应使用瞬时式，整理后得室内浓度值表达应使用瞬时式，整理后得室内浓度值表达式为：式为：N为由稳定式计算的室内含尘浓度，为由稳定式计算的室内含尘浓度，N0为初始浓度。为初始浓度。 （10-21） 6011060111rrsntsntteNeNN6011011rsntteNNNN对高效净化系统的洁净室对高效净化系统的洁净室所以（所以（10-21）式化成）式化成（10-22） 可以设可以设 等于比等于比1稍大的数，如为