الغرفة النظيفة هي نوع خاص من التحكم البيئي، يُمكّن من التحكم في عوامل مثل عدد الجسيمات، والرطوبة، ودرجة الحرارة، والكهرباء الساكنة في الهواء، لتحقيق معايير نظافة محددة. تُستخدم الغرفة النظيفة على نطاق واسع في الصناعات عالية التقنية، مثل أشباه الموصلات، والإلكترونيات، والأدوية، والطيران، والفضاء، والطب الحيوي.
1. تكوين الغرفة النظيفة
تشمل الغرف النظيفة غرفًا نظيفة صناعية وغرفًا نظيفة بيولوجية. وتتكون من أنظمة غرف نظيفة، وأنظمة معالجة غرف نظيفة، وأنظمة توزيع ثانوية.
مستوى نظافة الهواء
معيار مستوى لتقسيم الحد الأقصى لتركيز الجسيمات الأكبر من أو يساوي حجم الجسيمات المُعتَبر لكل وحدة حجم هواء في مساحة نظيفة. محليًا، تُختَبَر الغرف النظيفة وتُقبَل في الحالات الفارغة، والساكنة، والديناميكية، وفقًا لـ "مواصفات تصميم الغرف النظيفة" و"مواصفات بناء الغرف النظيفة وقبولها".
معايير النظافة الأساسية
يُعدّ الاستقرار المستمر للنظافة ومكافحة التلوث المعيار الأساسي لاختبار جودة الغرف النظيفة. ويُقسّم هذا المعيار إلى عدة مستويات وفقًا لعوامل مثل البيئة الإقليمية والنظافة. وتُستخدم عادةً المعايير الدولية والمعايير الصناعية الإقليمية المحلية. وتُقسّم المستويات البيئية للغرف النظيفة (المناطق) إلى فئات 100، و1000، و10000، و100000.
2. مستوى الغرفة النظيفة
غرفة نظيفة من الفئة 100
بيئة شبه خالية من الغبار، مع وجود كمية ضئيلة جدًا من الجسيمات في الهواء. المعدات الداخلية متطورة، ويرتدي العاملون ملابس نظيفة واحترافية أثناء العمل.
معيار النظافة: لا يجوز أن يتجاوز عدد جزيئات الغبار التي يزيد قطرها عن 0.5 ميكرومتر لكل قدم مكعب من الهواء 100، ولا يجوز أن يتجاوز عدد جزيئات الغبار التي يزيد قطرها عن 0.1 ميكرومتر 1000. ويقال أيضًا أن الحد الأقصى لعدد جزيئات الغبار المسموح بها لكل متر مكعب (≥0.5 ميكرومتر) هو 3500، في حين يجب أن تكون جزيئات الغبار ≥5 ميكرومتر 0.
نطاق التطبيق: يُستخدم بشكل رئيسي في عمليات الإنتاج ذات متطلبات النظافة العالية جدًا، مثل الدوائر المتكاملة واسعة النطاق، والأجهزة البصرية عالية الدقة، وغيرها من عمليات التصنيع. يجب أن تضمن هذه المجالات إنتاج المنتجات في بيئة خالية من الغبار لتجنب تأثير الجسيمات على جودة المنتج.
غرفة نظيفة من الفئة 1000
مقارنةً بغرفة التنظيف من الفئة ١٠٠، ازداد عدد الجسيمات في الهواء، ولكنه لا يزال منخفضًا. التصميم الداخلي معقول، والمعدات مُرتبة بشكل منظم.
معيار النظافة: يجب ألا يتجاوز عدد جزيئات الغبار التي يزيد قطرها عن 0.5 ميكرومتر في كل قدم مكعب من الهواء في غرفة نظيفة من الفئة 1000، 1000، وألا يتجاوز عدد جزيئات الغبار التي يزيد قطرها عن 0.1 ميكرومتر 10000. ويتمثل معيار غرفة نظيفة من الفئة 10000 في أن الحد الأقصى لعدد جزيئات الغبار المسموح بها لكل متر مكعب (≥0.5 ميكرومتر) هو 350,000، والحد الأقصى لعدد جزيئات الغبار التي يزيد قطرها عن 5 ميكرومتر هو 2000.
نطاق التطبيق: ينطبق على بعض العمليات ذات متطلبات نظافة الهواء العالية نسبيًا، مثل تصنيع العدسات البصرية والمكونات الإلكترونية الصغيرة. على الرغم من أن متطلبات النظافة في هذه المجالات ليست بنفس مستوى متطلبات غرف النظافة من الفئة ١٠٠، إلا أنه لا يزال من الضروري الحفاظ على مستوى معين من نظافة الهواء لضمان جودة المنتج.
غرف نظيفة من الفئة 10000
يزداد عدد الجسيمات في الهواء، ولكنه لا يزال قادرًا على تلبية احتياجات بعض العمليات ذات متطلبات النظافة المتوسطة. البيئة الداخلية نظيفة ومرتبة، مع إضاءة وتهوية مناسبتين.
معيار النظافة: يجب ألا يتجاوز عدد جزيئات الغبار التي يزيد قطرها عن 0.5 ميكرومتر في كل قدم مكعب من الهواء 10,000 جزيء، وألا يتجاوز عدد جزيئات الغبار التي يزيد قطرها عن 0.1 ميكرومتر 100,000 جزيء. ويُذكر أيضًا أن الحد الأقصى المسموح به لعدد جزيئات الغبار لكل متر مكعب (≥0.5 ميكرومتر) هو 3,500,000 جزيء، والحد الأقصى المسموح به لعدد جزيئات الغبار التي يزيد قطرها عن 5 ميكرومتر هو 60,000 جزيء.
نطاق التطبيق: ينطبق على بعض العمليات ذات متطلبات نظافة الهواء المتوسطة، مثل عمليات تصنيع الأدوية والأغذية. تتطلب هذه المجالات الحفاظ على مستوى منخفض من الميكروبات ومستوى معين من نظافة الهواء لضمان نظافة المنتج وسلامته واستقراره.
غرفة نظيفة من الفئة 100000
عدد الجسيمات في الهواء كبير نسبيًا، ولكن لا يزال من الممكن التحكم فيه ضمن نطاق مقبول. قد تتوفر بعض المعدات المساعدة في الغرفة للحفاظ على نظافة الهواء، مثل أجهزة تنقية الهواء، وجامعات الغبار، وغيرها.
معيار النظافة: يجب ألا يتجاوز عدد جزيئات الغبار التي يزيد قطرها عن 0.5 ميكرومتر في كل قدم مكعب من الهواء 100,000 جزيء، وألا يتجاوز عدد جزيئات الغبار التي يزيد قطرها عن 0.1 ميكرومتر مليون جزيء. ويُذكر أيضًا أن الحد الأقصى المسموح به لعدد جزيئات الغبار لكل متر مكعب (≥0.5 ميكرومتر) هو 10,500,000 جزيء، والحد الأقصى المسموح به لعدد جزيئات الغبار التي يزيد قطرها عن 5 ميكرومتر هو 60,000 جزيء.
نطاق التطبيق: ينطبق على بعض العمليات ذات متطلبات نظافة الهواء المنخفضة نسبيًا، مثل مستحضرات التجميل، وبعض عمليات تصنيع الأغذية، وما إلى ذلك. تتمتع هذه المجالات بمتطلبات منخفضة نسبيًا لنظافة الهواء، ولكنها لا تزال بحاجة إلى الحفاظ على درجة معينة من النظافة لتجنب تأثير الجسيمات على المنتجات.
3. حجم سوق هندسة الغرف النظيفة في الصين
في الوقت الحالي، لا يوجد في صناعة غرف الأبحاث النظيفة الصينية سوى عدد قليل من الشركات المتقدمة تكنولوجيًا والتي تتمتع بالقوة والخبرة اللازمتين لتنفيذ مشاريع كبيرة، بينما يوجد العديد من الشركات الصغيرة. لا تمتلك هذه الشركات القدرة على إدارة أعمال دولية ومشاريع غرف أبحاث نظيفة عالية المستوى واسعة النطاق. يشهد هذا القطاع حاليًا منافسة شديدة، حيث يتركز سوق هندسة غرف الأبحاث النظيفة عالية المستوى بشكل كبير، بينما يتوزع سوق هندسة غرف الأبحاث النظيفة منخفضة المستوى بشكل متباعد نسبيًا.
تُستخدم الغرف النظيفة على نطاق واسع، وتختلف متطلباتها باختلاف الصناعات. يجب أن يتوافق بناء الغرف النظيفة مع متطلبات الصناعة وعمليات الإنتاج الخاصة بالمالك. لذلك، في مشاريع هندسة الغرف النظيفة، لا يمكن تنفيذ مشاريع كبيرة في مختلف الصناعات إلا من قِبل الشركات ذات التكنولوجيا الرائدة والقوة المتينة والأداء التاريخي المتميز والسمعة الطيبة.
منذ تسعينيات القرن الماضي، ومع التطور المستمر للسوق، نضجت صناعة الغرف النظيفة تدريجيًا، واستقرت تكنولوجيا صناعة هندسة الغرف النظيفة، ودخل السوق مرحلة النضج. يعتمد تطور صناعة هندسة الغرف النظيفة على تطور صناعة الإلكترونيات وصناعة الأدوية وغيرها من الصناعات. مع الانتقال الصناعي لصناعة المعلومات الإلكترونية، سينخفض الطلب على الغرف النظيفة في الدول المتقدمة في أوروبا والولايات المتحدة تدريجيًا، وسينتقل سوق هندسة الغرف النظيفة من مرحلة النضج إلى مرحلة التراجع.
مع تزايد التحول الصناعي، انتقل تطور صناعة الإلكترونيات بشكل متزايد من الدول المتقدمة في أوروبا والولايات المتحدة إلى آسيا والدول الناشئة. وفي الوقت نفسه، ومع التحسن المستمر في المستوى الاقتصادي للدول الناشئة، ازدادت متطلبات الصحة الطبية وسلامة الأغذية، واستمرت سوق هندسة الغرف النظيفة العالمية في التوجه نحو آسيا. في السنوات الأخيرة، شكلت صناعات أشباه الموصلات المتكاملة (IC)، والإلكترونيات البصرية، والطاقة الكهروضوئية في صناعة الإلكترونيات تجمعًا صناعيًا كبيرًا في آسيا، وخاصةً في الصين.
بفضل الصناعات التحويلية مثل الإلكترونيات والأدوية والعلاج الطبي والأغذية وغيرها، ارتفعت حصة الصين في سوق هندسة الغرف النظيفة في السوق العالمية من 19.2% في عام 2010 إلى 29.3% في عام 2018. في الوقت الحاضر، يشهد سوق هندسة الغرف النظيفة في الصين نموًا سريعًا. في عام 2017، تجاوز حجم سوق الغرف النظيفة في الصين 100 مليار يوان لأول مرة؛ وفي عام 2019، وصل حجم سوق الغرف النظيفة في الصين إلى 165.51 مليار يوان. وقد أظهر حجم سوق هندسة الغرف النظيفة في بلدي زيادة خطية عامًا بعد عام، وهو ما يتزامن بشكل أساسي مع العالم، كما أظهرت حصة السوق العالمية الإجمالية اتجاهًا متزايدًا عامًا بعد عام، وهو ما يرتبط أيضًا بالتحسن الكبير في القوة الوطنية الشاملة للصين عامًا بعد عام.
تُركز "مُخطط الخطة الخمسية الرابعة عشرة للتنمية الاقتصادية والاجتماعية الوطنية لجمهورية الصين الشعبية والأهداف طويلة المدى لعام 2035" بوضوح على الصناعات الاستراتيجية الناشئة، مثل تكنولوجيا المعلومات من الجيل الجديد، والتكنولوجيا الحيوية، والطاقة الجديدة، والمواد الجديدة، والمعدات المتطورة، ومركبات الطاقة الجديدة، وحماية البيئة الخضراء، والفضاء، والمعدات البحرية، وغيرها. وتُسرّع هذه الخطة ابتكار وتطبيق التقنيات الأساسية الرئيسية، وتُسرّع من تطوير صناعات مثل الطب الحيوي، والتربية البيولوجية، والمواد الحيوية، والطاقة الحيوية. وفي المستقبل، سيُعزز التطور السريع للصناعات التكنولوجية المتقدمة المذكورة أعلاه النمو السريع لسوق الغرف النظيفة. وتشير التقديرات إلى أن حجم سوق الغرف النظيفة في الصين سيصل إلى 358.65 مليار يوان بحلول عام 2026، وسيُحقق معدل نمو مرتفعًا قدره 15.01% بمتوسط معدل نمو سنوي مُركّب من عام 2016 إلى عام 2026.
وقت النشر: ٢٤ فبراير ٢٠٢٥