クリーンルームは半導体、光電子、製薬およびバイオテクノロジー産業の中核インフラです。室内の微粒子濃度、温湿度、差圧および気流パターンの精密制御は、製品歩留まりと製造品質に直結します。当事務所は ISO 14644 シリーズ規格および ASHRAE 関連基準に基づき、清浄度等級の策定から検証試験まで、包括的なクリーンルーム空調工事サービスを提供します。

設計プロセス

  1. 清浄度等級の確認——製品の製造プロセス要件に基づき、目標清浄度等級（ISO Class 1～9）を確認し、空調システム設計の基礎とします[1]。
  2. 気流パターンの策定——清浄度等級に応じて一方向流（Unidirectional）または非一方向流（Non-unidirectional）モードを選択し、FFU カバー率、送風速度および還気経路を計画します[2]。
  3. フィルターシステムの設計——ASHRAE 52.2 に基づくフロントエンド・プレフィルターの選定、末端には HEPA/ULPA フィルターを採用し、多段階フィルター構成を構築します[3]。
  4. 差圧・環境制御の策定——各区域間の差圧勾配、温湿度制御精度、およびエアロック・ドアインターロック制御方式を設計します。
  5. 施工監理・調整——施工段階での品質管理を徹底し、配管の気密性、フィルター設置の完全性およびシステムの清浄度を確保します。
  6. 検証試験——ISO 14644-3 に基づき、竣工状態（As-Built）、静態（At-Rest）および動態（Operational）での微粒子計数検証を実施し、システム性能の達成を確認します[4]。

技術仕様・規格

  • ISO 14644-1:2015——空気中の微粒子濃度に基づく清浄度分類規格。ISO Class 1 から Class 9 までの9等級を定義[1]。
  • ISO 14644-4:2001——クリーンルームの設計、施工および立上げガイドライン。気流パターン、差圧制御、材料選定などの設計要点を網羅[2]。
  • ASHRAE Standard 52.2——エアフィルター効率試験方法規格（MERV 分類）。プレフィルターの性能評価・選定に使用[3]。
  • ASHRAE Standard 129——密閉空間における空気分配効率の測定方法。クリーンルームの送風均一性評価に使用[5]。

コア設計上の考慮事項

清浄度とエネルギー消費のバランス

より高い清浄度要求は、より大きな送風量、より高等級のフィルター、そしてより厳格な差圧制御を意味し、これらはすべてエネルギーコストに直結します。ISO Class 5 のクリーンルームの換気回数は毎時 240～480 回に達する一方、ISO Class 7 では 60～90 回で済みます。適切な清浄度目標の設定と、異なる製造エリアごとの等級分け設計が、初期コストと運転エネルギー消費を抑制する鍵となります。

気流場シミュレーションと最適化

複雑なクリーンルーム空間では、製造設備のレイアウトが気流場に顕著な影響を与えます。当事務所では CFD（Computational Fluid Dynamics）シミュレーション解析を通じて、設備設置後の気流擾乱を予測し、給気口と還気口の配置を最適化し、微粒子が清浄区域から効率的に排除されることを確保します。

環境モニタリングシステムの統合

連続モニタリングシステム（Continuous Monitoring System）は、クリーンルームの長期安定運転を確保するための基盤です。監視パラメータは微粒子濃度、温度、湿度、差圧、風速など多岐にわたり、履歴データ分析とトレンド警告を組み合わせ、包括的な環境管理情報を提供します。

当事務所の強み

チームはクリーンルーム工事分野において豊富な設計実務経験を有しており、電子産業の ISO Class 5 製造用クリーンルームから製薬産業の GMP 清浄工場まで、国際規格および産業規制の要件に基づいた専門的な設計ソリューションを提供できます。半世紀近くの空調工事経験と相まって、クリーンルーム設計は清浄度の数値を追求するだけでなく、システムの信頼性、保守の利便性および運営コストの最適バランスを見出すことが重要であることを深く理解しています。

清浄度等級と応用分野

半導体・電子産業

半導体製造プロセスでは微粒子制御の要求が極めて厳格で、先端プロセスのリソグラフィーベイ（Lithography Bay）では通常 ISO Class 3～Class 4 の清浄度等級が求められます。これは 1 立方メートルの空気中に含まれる 0.1μm 以上の微粒子が 1,000 個以下に相当します。大量の FFU（Fan Filter Unit）と ULPA フィルター（Ultra-Low Penetration Air Filter、フィルター効率 ≥99.9995%）、および厳格な気流パターン管理——通常は全面的な一方向流（Unidirectional Airflow）設計が必要で、微粒子を作業区域から迅速に排除します。

製薬・バイオテクノロジー産業

製薬産業のクリーンルーム設計では、微粒子制御に加え、微生物汚染の防止がより重要です。PIC/S GMP Annex 1 の規範に基づき、無菌製造プロセスエリアは Grade A（静態時 ISO Class 5 相当）の環境等級を達成し、完全な温湿度制御、差圧監視および環境モニタリングシステムを備える必要があります。当事務所の設計では、異なる清浄度等級区域間のエアロック（Airlock）設計と圧力カスケード（Pressure Cascade）計画に特に注力し、交差汚染を防止します。

食品加工産業

食品加工環境のクリーンルーム設計は、微生物および異物による製品汚染防止に重点を置きます。清浄度等級の要求は通常 ISO Class 7～Class 8 ですが、低温環境（例：冷蔵加工区域 0～5°C）での除湿制御、結露防止および排水設計を追加で考慮する必要があります。当事務所は HACCP 原則に基づき、重要管理点（CCP）を空調およびクリーンルーム設計に組み込みます。

検証・保守

クリーンルーム工事の品質は設計と施工だけでなく、厳密な検証（Qualification）と継続的な保守管理に依存します。当事務所は ISO 14644-3 規範に基づき、竣工検証（As-Built）、静態検証（At-Rest）および動態検証（Operational）の3段階試験の実施を支援し、クリーンルームの微粒子濃度、気流速度、差圧、温湿度および回復時間などの重要パラメータが設計仕様に適合していることを確認します。さらに、クリーンルームの長期安定稼働を確保するための包括的な再検証（Re-qualification）計画を提供します。