1961年，桑迪亞國家實驗室高級研究員威利斯·懷特菲爾德提出了當時稱為層流的潔凈氣流組織方案，現在稱為單向流，並已應用於實際工程中。從此，潔凈室達到了前所未有的更高潔凈度。
同年，美國空軍制定並發布了世界首個潔凈室標準to-00-25-203空軍指令《潔凈室和潔凈工作臺的設計和運行特性標準》。在此基礎上，1963 65438+二月宣布潔凈室分為三級。
美國聯邦標準美聯儲-標準-209。至此，潔凈室技術的完美雛形已經形成。這三項關鍵進展通常被譽為現代潔凈室發展史上的三個裏程碑。
在20世紀60年代中期，潔凈室如雨後春筍般出現在美國的各個工業部門。它不僅用於軍事工業，還在電子、光學、微型軸承、微型電機、感光膠片、超純化學試劑等工業部門得到普及，在當時具有重要的科學意義。
技術和工業發展起到了巨大的推動作用。
70年代初，潔凈室建設的重點開始向醫療、制藥、食品和生化行業轉移。除美國外，其他工業發達國家，如日本、德國、英國、法國、瑞士、前蘇聯、荷蘭等。，也非常重視並大力發展清潔技術。
20世紀60年代初是我國清潔技術發展的起步階段，大致比國外晚十年。在中國，這是壹個非常特殊和困難的時期。壹方面，剛剛度過三年自然災害，經濟基礎薄弱。另壹方面，它與世界上先進的科學技術國家沒有直接聯系，無法獲得必要的科學技術數據、信息和樣品。在這樣艱難的條件下，圍繞著精密機械、航空儀器、電子行業的需求，中國的潔凈技術人員開始了自己的創業歷程。
中國清潔技術的發展分為以下幾個階段:
起步和基礎階段
從20世紀60年代初到70年代末，這十年是中國清潔技術的起步和奠基階段。
1965年，由中國建築科學研究院空調研究所和蚌埠保溫材料廠共同研發的波紋隔板高效空氣過濾器通過鑒定，標誌著中國清潔技術正式起步。當時用的濾紙有兩種，壹種是藍石。
GS系列高效空氣過濾器的棉纖維濾紙由於生產工藝不利於人體健康，很快被淘汰。另壹種是GB系列高效空氣過濾器，超細玻璃纖維濾紙，壹直沿用至今。在國內多次與國外同類產品進行對比測試，美國的米妮也是如此
蘇大氣溶膠研究所對中國HEPA濾紙的檢測結果均證明國產HEPA濾紙的主要技術指標已達到同期國際水平。
值得壹提的是，雖然日本從20世紀50年代末開始與美國合作在日本制造HEPA過濾器，清潔技術起步更早，但技術和濾紙來自美國，日本的HEPA過濾器直到1969才完全國有化。
同時，1963成功開發了過濾材料鈉焰試驗臺，1964建成了高效過濾器鈉焰試驗臺。此時，高效空氣過濾器的正常生產和質量得到了提高。中國醫學科學院健康所、清華大學核能研究所等單位為此付出了努力。
如果把HEPA濾波器比作清潔技術的“心臟”，那麽檢測技術和儀器就是清潔技術的眼睛，可以用來識別和檢查。20世紀60年代中期，中國醫學科學院健康研究所、哈爾濱建築工程學院、
中國科學院丹東儀器研究所、安徽光機所、空調所等單位投資研制了光散射粒子計數器。1973年，研究院用三年時間研制成功了國內第壹臺J-73塵埃粒子計數器和用於校準粒子計數器的單分散聚苯乙烯乳膠標準粒子(PSL)。平均粒徑範圍為0.177 ~ 1.460 μm，標準偏差很小。5%。J-73 * * *有15粒度檔，測量範圍0.3~10μm，采樣流量300ml/min。這兩項成果於1974年通過國家鑒定，被認為達到或接近當時世界水平。塵埃粒子計數器的推廣應用，推動了我國清潔技術的科研、設計和凈化設備生產，沿著自力更生、自強不息的道路前進。
同時，壹些與電子技術、精密機械、國防工業相關的設計院也在探索和研究潔凈室的工程設計。1965年建成的沈陽119廠和石家莊13廠，由第三機械部第四研究所(現航空工業部第四設計院)和第四機械部第二設計院(現中國電子工程設計院)參照前蘇聯的化妝等級設計建造。
1966年，中科院設計院選用國產GB系列高效空氣過濾器設計中科院精密機械裝配車間，面積760平方米，1970年投產。經測量，在靜態條件下，室內換氣次數為20AC/h時，室內潔凈度達到當時美國聯邦標準209A的10000級。
1973年初，機械四部第十設計院和第十壹設計院分別開始設計878廠和4433廠的潔凈廠房。兩個工廠的潔凈室包括從Fed-STD-209a的100，000級到100級的氣流。
有垂直單向流、水平單向流和湍流。
在此期間，與潔凈室配套的凈化設備已經試制成功，壹些過去生產無線電和半導體專用設備、醫療器械的工廠已經轉向生產凈化設備，形成了我國潔凈室設備的初步生產規模和布局。這些工廠主要分布在北京、天津、蘇州、上海和重慶。從設計制造各類潔凈工作臺入手，先後設計制造了淋浴室、氣閘室、物料輸送窗、余壓閥等相關設備。
為了滿足60年代末70年代初壹些科研機構對小型潔凈工作環境的需要，以及壹些老工廠小型潔凈室改造的需要，成立了第六機械部第九研究所(現船舶重工集團公司第九設計院)空調所。
三機部、四院、天津市醫療設備廠、天津市醫用凈化設備廠前身)等單位研制成功裝配式垂直單向流、水平單向流潔凈室。凈化設備廠生產的這種預制潔凈室，專門用於對原有建築進行技術改造。
當所需凈化面積比較小時，設計施工速度快，技術性能穩定，於1974在天津通過國家鑒定。
從1974開始，研究所空調所、機械四部十所等單位分別建立了潔凈技術實驗室，開展了壹些基礎研究。比如，建研院空調所就對其實驗室的湍流潔凈室的均勻分布和不均勻分布進行了計算。
全吊頂兩側送風的回風潔凈室氣流特性研究等。機械四部第十設計研究院開展了湍流潔凈室的實驗研究、高效過濾器出風口氣流組織的研究、人體粉塵的研究。
量研究等諸多課題。
同時，壹些科研院所和設計院，如機械七院(航天工業七院)、研究院空調所、機械十院、十壹院、機械二院(核工業二院)、機械九院等。和天津大學、同濟大學、河北理工大學等高校組成了潔凈室技術研究協作組，配合國家大規模集成電路研究。為了規範和提高我國的潔凈技術水平，例如在北京、Xi、上海等地開展了不同環境下室外大氣粉塵濃度的長期監測和統計分析，並在全國各地對已建成的潔凈室進行了檢測，總結了潔凈室設計、建設、運行和設備生產的經驗。
同期國外清潔技術發展概況如下:
60年代中期，美國電子和精密機械工廠的潔凈室如雨後春筍般出現，極大地促進了當時科技和工業的發展，同時也開始移植工業潔凈室技術(ICR)。
BCR之旅——生物潔凈室)。70年代初，潔凈室建設熱潮轉向醫療、制藥、食品、生化行業。
1966年，世界上第壹個垂直單向流動的BCOR(生物潔凈手術室)在美國新墨西哥州建成。同年，AACC(美國汙染控制協會，後並入into環境科學技術研究所)發表了《層流手術室的設計與建設》、《層流潔凈空氣在外科手術中的應用》等指導性文件。
同年，世界上第壹個水平層流無菌室在明尼蘇達大學建成。1967年，世界上最早的生物潔凈白血病室在美國德克薩斯州M.D. Anderson醫院建成。
在英國，著名整形外科醫生D.J.Charnley也在1966建造了壹個名為clean house的生物潔凈手術室。歐洲第壹個層流病房於65438-0969年在奧地利裏茲建成。
隨後，瑞士和德國相繼建成了醫療用生物潔凈室。
在日本發展更快。1965，日本國家公共衛生中心建造了壹個生物潔凈室(BCR ),配有用於餵養無菌動物(SPF)的高效過濾器。1970年，在愛知工人醫院建造了組裝式垂直層流白血病室。
1972年，國立大阪醫院垂直層流無菌手術室建成。截止1977年底，醫院共有131生物潔凈室。
為了保證藥品的安全性和有效性，美國美國食品藥品監督管理局(FDA)從65438到0964開始在美國實施《藥品生產質量管理規範》。1969年，世界衛生組織(WH0)頒布了GMP，為了保證藥品的無菌生產，規定了對生產環境和水質的要求。生物潔凈室技術在美國、日本和西歐等工業國家的制藥工業中得到了廣泛應用。
1969年，美國FDA頒布了“食品制造標準”，即GMP，要求在制造和包裝過程中嚴格控制微生物和溫濕度，防止食品腐敗變質。無菌罐裝食品的潔凈室在當時的歐美迅速普及。
以美國為例，1971年無菌罐頭總量為25.4億噸，1980年增長到1327億噸，其中肉制品增速近19倍。在食品釀造和發酵行業，潔凈室技術也被用於純種的培養、接種和種子擴增。
對於占據潔凈室市場70%左右份額的電子和半導體行業來說，70年代被稱為LSI時代，80年代被稱為VLSI時代。自1970以來，集成電路的集成度以每兩到三年四倍的速度快速發展。
20世紀70年代末，64K位RAM作為進入VLSI階段的標誌性產品開發過程中，人們註意到其典型線寬為3μm，需要控制的最小粒度為0.3 ~ 0.8微米..也就是說，基於0.3μm效率的HEPA濾波器已經不能適應電子技術的進壹步發展。美國和日本先後研發制造了超高效空氣過濾器——ULPA(超低滲透空氣過濾器)，對0.1μm的塵粒過濾效率達99.99~99.995%。
成熟和發展階段
從20世紀70年代末到80年代末，中國的清潔技術經歷了壹個陽光燦爛的發展階段。在中國清潔技術的發展過程中，許多裏程碑式的重要成果幾乎都誕生在這個階段。
1，標準、規範和國際交流:
1979 1在對以空調所為首的設計、科研、高校建設的工業潔凈室進行試驗和經驗總結的基礎上，出版了《空氣潔凈度技術措施》，對當時我國潔凈室技術的規範和推廣起到了重要作用，為以後國家標準的制定奠定了基礎。
1984，1984年2月，國家標準GBJ73-84《潔凈廠房設計規範》發布，由電子工業部第十設計院會同有關單位編制。其中潔凈度的分級標準相當於當時世界上大多數國家認可的美國聯邦標準209B，在不同範圍內拋棄了我國曾經借鑒使用的多項潔凈室分級標準，為我國量身定做。
隨後，結合我國國情並參考國際標準，先後制定了《GB6166-85高效過濾材料性能測試方法、透過率和阻力》、《GB6167-85塵埃粒子計數器性能測試方法》、《GB6168-85層流潔凈工作臺檢驗標準》等幾項標準，對統壹和規範測試測定方法、增強科學性起到了很大作用。
值得壹提的是，6月1988+01定稿的國家標準GB12218-89規定，粗、中、高效空氣過濾器的效率采用大氣粉塵有限直徑計數效率法進行測量，這是以天津大學為代表的國內科研單位多年來的做法。1993年，歐洲通風協會(ASHRAE)拋棄了大氣粉塵比色效率法(ASHRAE AFI國家統計局)原有的稱重效率法，頒布了使用大氣粉塵或標準粉塵的直徑計數法。
特別是1982年6月，中國電子學會潔凈技術分會成立(對外名稱為“中國汙染控制協會”CCCS-中國汙染控制學會)，創辦了《潔凈技術》雜誌(現名為《潔凈與空調技術》-汙染控制&:空調技術)，於1983正式出版，為整合國內潔凈室技術的方方面面，推動潔凈室技術的進步，促進國際交流發揮了巨大作用。1986中國清潔技術學會成為國際汙染控制學會(ICCS)會員。當時僅有的成員國有美國(IEST)、英國(見)、法國(ASPES)、德國(DIN/VDI)、日本(JACA)、義大利(ASCCA)、瑞士(SRRT)和北歐四國(R3-Nodic)。(現在已經增加到18個成員國，包括澳洲-—ACCS、俄國-—ASEMCO、比利時-—BCW、朝鮮-—KACA、羅尼亞-—RACC、巴西-—SBCC、荷蘭-—VCCN和蘇格蘭-—SZCZ)。
作者代表中國於1998被任命為第九屆ICCCS洛杉磯會議和第十屆ICCCS蘇黎世會議的執行主席。
2、生物潔凈室技術:
我國生物潔凈室技術的起步比國外晚了十幾年。20世紀70年代末，壹些藥廠對原有的空調系統進行了改造，開始使用高效空氣過濾器作為空調送風系統的末端，取代原有的過濾器或甘油紗布罩。在此期間，上海醫藥工業設計院、哈爾濱工程大學及相關藥廠相繼在上海第四、第七制藥廠和鎮江制藥廠采用了生物潔凈室技術。
1982中國醫藥工業股份有限公司根據國情和國外經驗制定了《藥品生產管理規範》(試行稿)，其中空氣潔凈度等級參考美國聯邦標準209A，將生產環境劃分為等級大於10萬和10萬的控制區和等級為10萬的局部區。到1985年底，編制完成了《藥品生產質量管理規範實施指南》，並與部分修訂的《標準》壹起正式頒布，為推進醫藥工業現代化奠定了基礎。1988衛生部發布了《藥品生產質量管理規範》，其精神與上述規範壹致，為藥品行業實施GMP認證準備了條件。
現階段，生物潔凈室已在醫療中得到推廣應用。1980黑龍江醫院使用了哈爾濱建築工程學院和雞西五專合作研發的簡易臥式層流空調凈化機組。由六機九院和上海金山電子設備廠合作完成的裝配式無菌病房，在上海新華醫院和蘇州醫學院細胞實驗室使用。
80年代中期，總後勤部營房部設計院和天津大學設計建造了301醫院康復中心手術樓，擁有十余個民用無菌手術室，氣流組織形式多樣，相當於美國國家航空航天局-5340ⅱ標準。天津大學和天津凈化設備廠在中國醫學科學院血液研究所設計建造了數個百級裝配式無菌病房。
80年代初，軍事醫學科學院、研究所空調所、蚌埠凈化設備廠等單位完成了ⅱ-A級(相當於P3)生物安全工作站的研制。哈爾濱建築工程學院等單位。
建成松江罐頭廠甜火炬奶、番茄醬、臘肉無菌罐裝間，開創了生物安全與食品加工生物技術在中國的應用。
1985左右，軍事醫學研究所研制的JWL針孔浮遊生物采樣器和上海全信電子設備廠與同濟大學聯合研制的SS狹縫空氣浮遊生物采樣器通過鑒定，是生物潔凈室技術之壹。
研究工作提供了手段。
3、基礎和技術研究:
從70年代末到80年代末的10年間，潔凈室的基礎和技術研究取得了許多成果，如:
提出了我國大氣粉塵的統計規律、濕度對大氣粉塵濃度的影響以及大氣粉塵濃度的“W”型日分布模型，為確定室外設計濃度提供了依據。
提出了帶氣幕的層流罩的隔離效果、設計原則和計算方法
提出了湍流潔凈室的理論計算公式、經驗計算公式、自潔時間和汙染時間。
提出了單向流潔凈室下回風方式的最大房間寬度、計算模型和下限風速的概念和數據。
提出了密封與導向相結合的高效空氣過濾器雙環密封原理和方案，提出了倒液罐密封方案。
對人體內的細菌數量進行了檢測和分析。
建立了濾料和過濾器細菌過濾效率試驗臺，得出了細菌過濾效率與大氣粉塵菌源計數稱重效率的相關性。
中國建築科學研究院、四機部十院、十壹院、設計院、天津大學、清華大學、同濟大學、哈爾濱建築工程學院、河北工業大學等機構在這方面做了大量工作。
4.在產品研發方面:
從1979到1981，天津大學，天津美倫纖維廠等。對數百個品種的各種材料(滌綸、丙綸、維綸、棉、羊毛、超細玻璃纖維)進行了針刺、噴膠、熱熔、熔噴、熱壓和輥壓加工...).
1981年，WGP-01迷妳褶HEPA濾波器由四機部十壹所、河北理工學院、天津無線電專用設備二廠研制成功，填補了國內產品空白。
1985年，機械四部十壹院、四川造紙工業研究院、重慶無線電專用設備廠完成了CGB型高效空氣過濾器的研制。該過濾器對0.65438±0 μm塵粒的計數效率為99.99～99.995%，阻力為245～270 pa。經鑒定，其主要技術指標達到了當時日本生產的ULPA。1987 65438+10月，天津醫藥凈化設備廠、建研所空調所研制的采用國外ULPA過濾器(日本仁祖株式會社產品)的0.1μm10級潔凈室通過鑒定。1988年5月，機電部第十壹設計院和重慶無線電專用設備廠通過了國產0.1μm高效空氣過濾器鑒定，該過濾器主要
該指標已達到國外80年代的技術水平。
同期，國外潔凈室技術不斷發展和進步。
在1982中，每個芯片大約有5萬到6萬個器件的16K位隨機存取存儲器(RAM)成為了暢銷書。1984 256K位RAM已進入實用階段。同年年初，日本宣布成功試制出每芯片約200萬個器件的壹兆位DRAM(動態隨機存取存儲器)。1985年，美國研制出4兆集成電路。到20世紀80年代末，4M位DRAM已經商業化。
在這個階段，各種降低能耗、滿足過程自動化和高潔凈度要求的潔凈室氣流組織方案和技術也應運而生，如隧道式潔凈室、管道式潔凈室、SMIF(標準機械接口)技術等。
自20世紀80年代中期以來，最高清潔度水平-100 (≥0.5μm，≯100pc。/cu.ft)已無法滿足微電子工業的需要，65438+事實上，從20世紀70年代末開始，隨著微電子技術的發展，美國和日本相繼建成了更高級別的潔凈室，相應的檢測儀器——激光粒子計數器和凝聚核粒子計數器(CNC)也應運而生。總結這壹時期的經驗，適應技術進步的需要，美國聯邦標準209C於1987年10月27日發布，將潔凈度等級從原來的100到100000的四級擴大到1到100000的六級。
與國際標準接軌，走向標準化。
自20世紀90年代初以來，隨著電子技術的快速發展，清潔技術不斷進步。下表是國際大規模集成電路和國內代表性產品的發展過程。
9月11，1988頒布的美國聯邦標準FED-STD-209E進壹步取代了6月15438+05頒布的FED-STD-209D，將潔凈度等級由英制改為公制，潔凈度等級分為M1至M7。與209D相比，最高水平向上延伸了半級(209D中1的塵粒≥0.5μm ≯35.3pc./m3，而209E中M1的塵粒≥0.5μm ≯10pc。/m3)。
30多年來，美國聯邦標準209壹直是全世界公認的清潔技術行業標準。批準美國聯邦標準供聯邦政府機構使用的權威單位美國總務管理局(GSA-u . s . General Services Administration)於2001 11.29發布公告，廢止FED-STD-209E，相當於采用ISO-14644相關標準。這壹決定標誌著壹種清潔技術。
隨著世界經濟的壹體化，我們將進壹步走向國際和諧。
自20世紀90年代初以來，中國經濟保持穩定高速增長，國際投資不斷註入，壹批跨國集團相繼在中國建設了眾多微電子工廠。因此，國內的技術人員和研究人員有更多的機會直接接觸國外高級潔凈室的設計原理，了解國際上先進的設備裝置、管理和維護。從這壹點來看，確實從各個角度越來越與國際接軌。
中國也投入大量資金發展微電子技術。在這壹階段，首鋼倪電公司、華晶電子集團公司、上海華虹NEC電子公司、紹興華月微電子公司、天津摩托羅拉公司、上海貝嶺微電子公司等。已經相繼建成，但總的來說，微電子技術與世界先進生產水平，特別是研發水平還有相當大的差距。
從20世紀90年代初開始，藥廠在實施GMP法的過程中推廣清潔技術，全國數千家生產藥用原料和包裝材料的藥廠和非藥廠相繼進行了技術改造。其規模和範圍是前所未有的。1992中國醫藥工業公司、中國化學制藥工業協會對1985發布的《GMP實施指南》進行了修訂，發布了新的實施指南。隨後，1998年發布了與國際接軌、由國家藥品監督管理局修訂的《藥品生產質量管理規範》，即中國1998 GMP(從1999年8月1日起實施)，進壹步為醫藥行業加強GMP實施和實施認證制度奠定了基礎。從20世紀90年代初開始，醫院無菌手術室的建設引起了各方面的關註，各大城市相繼建成了數千個從10萬到100個不同級別的生物潔凈手術室、生物潔凈病房和實驗動物室。
總結國內清潔技術產業近十年的歷程，按照作者個人的觀點，是喜憂參半。令人欣慰的是，潔凈室技術產業在許多方面日益與國際接軌，體現在相關規範的內容、潔凈室設計思路和方案、施工技術和管理、檢測方法和技術等方面。如我國國家標準修訂中所體現的，10月3日發布的GB 50073-2001 11國家標準《潔凈室設計規範》在空氣潔凈度的分級上明確采用了國際標準ISO 65438。在制藥行業和通用電子組裝行業，以及醫療衛生、食品和化妝品行業的帶動下，潔凈室技術得到了極大的普及。但這些行業基本都是ISO5或中國標準N5(相當於原聯邦標準FED-STD-209E的100)及以下的潔凈室，使用的主要設備和器材，如高效過濾器、淋浴房、凈化工作臺、空調制冷機組、金屬壁板、地板復合材料等基本都是國產的。所以從70年代開始，屈指可數，主要集中在北京、天津、上海。80年代末有100多家潔凈室設備生產廠家和建築安裝單位，現在全國幾乎所有省市都有上千家潔凈室相關設備生產廠家和設備安裝單位，還有壹批積累了相當豐富經驗的設計單位和調試檢測單位。
據不完全統計和計算，我國正在運行的各級潔凈室面積已從80年代初的65438+萬平方米猛增至200多萬平方米。壹些微電子工廠的生產車間潔凈度水平已經達到0.1微米1的高水平。在潔凈空氣流型的理論計算和實驗研究方面，哈爾濱建築大學、天津大學、建研院空調所等單位采用數值模擬方法和CFD(計算流體力學)與實驗驗證相結合的方法，開展了矢狀流型、高效過濾風口在普通潔凈室的布置方案和潔凈效果的研究，並參加了歷屆ICCCS國際學術交流，在國際上發表了多篇研究論文。
天津大學等單位參與了摩托羅拉、SAE、KODA、CTS等采用國外設備和施工管理技術設計建造的不同潔凈度等級潔凈室的系統調試、測試和驗收。深入了解和掌握國外微電子和制藥行業高級潔凈室的設計要點、技術關鍵、調試和驗收技術及相應規範，與日本FDA、NEBB、IEST、JACA建立了廣泛的聯系。
特別是在中國電子學會新清潔技術分會的積極努力下，中國成功申辦了18國際汙染控制大會(2006年)，這是ICCCS自1972成立以來首次在中國舉辦這樣的盛會，將對中國清潔技術的進步起到重要的推動作用。