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クリーンルームのレイアウトと設計

クリーンルーム
粉塵のないクリーンルーム

1. クリーンルームのレイアウト

クリーンルームは一般的に、クリーンエリア、セミクリーンエリア、補助エリアの3つの主要エリアで構成されます。クリーンルームのレイアウトは、以下のように構成できます。

(1)周囲の廊下:廊下は窓付きでも窓なしでもよく、観覧エリアや機器保管スペースとして機能します。一部の廊下には内部暖房が設置されている場合もあります。外側の窓は二重ガラスでなければなりません。

(2)内部通路:クリーンルームは外周に位置し、通路は内部に位置します。このタイプの通路は一般的に、クリーンルームと同等以上の高い清浄度を備えています。

(3)エンドツーエンドの廊下:片側にクリーンルームがあり、反対側にセミクリーンルームと補助室があります。

(4)コアコリドー:スペースを節約し配管を短縮するために、クリーンルームをコアとし、その周囲をさまざまな補助室と隠蔽配管で囲むことができます。このアプローチにより、クリーンルームは屋外の気候の影響から保護され、冷暖房エネルギーの消費が削減され、省エネルギーに貢献します。

2. 個人除染経路

作業中の人的活動による汚染を最小限に抑えるため、作業員はクリーンルームに入る前にクリーンルーム用衣類に着替え、シャワー、入浴、消毒を行う必要があります。これらの措置は「人員除染」または「個人除染」と呼ばれます。クリーンルーム内の更衣室は換気を行い、入口などの他の部屋に対して陽圧を維持する必要があります。トイレとシャワー室はわずかに陽圧を維持し、トイレとシャワー室は陰圧を維持する必要があります。

3. 材料の除染経路

クリーンルームに入る前に、すべての物品は除染、すなわち「材料除染」を受けなければなりません。材料除染経路はクリーンルーム経路とは分離する必要があります。材料と人員が同じ場所からしかクリーンルームに入れない場合は、別々の入口から入室し、材料は予備除染を受けなければなりません。生産ラインがそれほど効率的でない用途では、材料経路内に中間保管施設を設置できます。生産ラインがより効率的な場合は、直線的な材料経路を採用する必要がありますが、経路内に複数の除染および移送施設が必要になる場合もあります。システム設計の観点から、クリーンルームの粗浄化および精密浄化段階では多くの粒子が吹き飛ばされるため、比較的クリーンな領域は負圧またはゼロ圧に保つ必要があります。汚染リスクが高い場合は、入口方向も負圧に保つ必要があります。

4. パイプラインの組織

クリーンルーム内の配管は非常に複雑なため、すべて隠蔽型に配置されています。隠蔽型配管にはいくつかの具体的な方法があります。

(1)技術用メザニン

①.最上段技術中二階。この中二階では、給気ダクトと排気ダクトの断面積が一般的に最大となるため、中二階設計において最初に考慮すべき対象となります。通常、中二階の最上部に配置され、その下には電気配管が配置されます。この中二階の底板が一定の重量に耐えられるようになったら、フィルターや排気装置を設置することができます。

②. 室内技術中二階。最上階の中二階のみの場合と比較して、この方式では配線と中二階の高さを削減でき、還気ダクトを上階の中二階に戻すために必要な技術通路を節約できます。還気ファン電源装置の配置も下階通路に設置できます。特定の階にある無塵クリーンルームの上階通路を、上階の下階通路として利用することも可能です。

(2)技術通路(壁)の上部および下部中二階内の水平配管は、一般的に垂直配管に改造されます。これらの垂直配管が収容される隠蔽空間は、技術通路と呼ばれます。技術通路には、クリーンルームに適さない補助機器を収容することもでき、一般的な還気ダクトや静圧ボックスとして機能することもあります。中には、ライトチューブラジエーターを収容できるものもあります。これらのタイプの技術通路(壁)は軽量の仕切りを使用することが多いため、プロセスの変更時に容易に調整できます。

(3)技術シャフト:技術通路(壁)は通常、階をまたがないが、ある場合は技術シャフトとして使用される。これらは多くの場合、建物の構造の恒久的な一部である。技術シャフトは複数の階をつなぐため、防火のため、内部配管の設置後、階間の囲いは床スラブと同等以上の耐火性能を持つ材料で密閉しなければならない。メンテナンス作業は段階的に行い、点検扉には耐火扉を設置しなければならない。技術メザニン、技術通路、技術シャフトが直接エアダクトとして使用される場合でも、その内面はクリーンルームの内面に関する要件に従って処理しなければならない。

(5)機械室の位置。大風量を必要とするクリーンルームの近くに空調機械室を配置し、送風管の長さをできるだけ短くすることが最善です。ただし、騒音や振動を防ぐため、クリーンルームと機械室は分離する必要があります。両方の側面を考慮する必要があります。分離方法には以下が含まれます。

1. 構造分離方法:(1)沈下ジョイント分離方法。沈下ジョイントをクリーンルームと機械室の間に設置し、仕切りとして機能させる。(2)仕切り壁分離方法。機械室がクリーンルームに近い場合は、壁を共有するのではなく、それぞれに仕切り壁を設け、2つの仕切り壁の間に一定の幅の隙間を設ける。(3)補助室分離方法。クリーンルームと機械室の間に補助室を設置し、緩衝材として機能させる。

2. 分散方式: (1) 屋上または天井上の分散方式: 機械室は、下の無塵作業場から離すために屋上に設置されることが多いが、屋上の下層階は補助室または管理室の階、あるいは技術中二階として設置するのが望ましい。 (2) 地下分散型: 機械室は地下に設置される。 (3) 独立建築方式: 機械室はクリーンルームの建物の外に別々に建設されるが、クリーンルームに非常に近い場所に設置するのが最善である。機械室は防振と遮音に注意する必要がある。床は防水処理され、排水対策が施されている必要がある。防振: 振動源となるファン、モーター、ウォーターポンプなどのブラケットとベースは防振処理を施す必要がある。必要に応じて、機器をコンクリートスラブ上に設置し、スラブを防振材で支える必要がある。スラブの重量は機器の総重量の 2 ~ 3 倍である必要がある。遮音対策:大型機械室では、システムに消音器を取り付けることに加えて、特定の吸音特性を持つ素材を壁に取り付けることも検討できます。防音扉を設置する必要があります。清浄エリアと隔壁で仕切られた扉は開けないでください。

5.安全な避難

クリーンルームは高度に密閉された建物であるため、安全な避難は非常に重要かつ顕著な問題となり、これは浄化空調システムの設置とも密接に関係しています。一般的に、以下の点に留意する必要があります。

(1)製造現場の防火区域またはクリーンルーム区域には、少なくとも2つの非常口を設けなければならない。区域が50平方メートル未満で従業員数が5人未満の場合は、非常口は1つでよい。

(2)クリーンルームの入口は避難出口として使用してはならない。クリーンルーム内の経路は迂回していることが多いため、煙や火災が発生した場合、作業員が迅速に外部にたどり着くことが困難になる可能性がある。

(3)エアシャワー室は、一般通路として使用すべきではありません。これらのドアは通常、連動式または自動式の二重ドアになっており、故障すると避難に重大な影響を与える可能性があります。そのため、シャワー室には通常バイパスドアが設置されており、従業員が5名を超える場合はバイパスドアが不可欠です。通常、従業員はエアシャワー室ではなく、バイパスドアを通ってクリーンルームから退出する必要があります。

(4)室内の圧力を維持するため、クリーンルーム内の各クリーンルームのドアは、最も圧力の高い部屋に面するように設置する必要があります。これは圧力によってドアを閉じた状態に保つため、安全避難の要件と明らかに矛盾します。通常の清浄度と緊急避難の両方の要件を考慮するため、クリーンエリアと非クリーンエリア間のドア、およびクリーンエリアと屋外間のドアは安全避難ドアとして扱い、その開閉方向はすべて避難方向とする必要があります。もちろん、単独の安全ドアについても同様です。


投稿日時:2025年9月9日