洁净室通过使用HEPA（High Efficiency Particulate Air filter）或ULPA（Ultra Low Penetration Air Filter）过滤器，采用层流（单向流Laminar flow）或湍流（Swift current乱流，非单向流）气流原理，来控制空气中的颗粒。层流或单向气流系统将过滤的空气以恒定的流向下或水平方向引导到位于洁净室地板附近墙壁上的过滤器，或通过凸起的穿孔地板进行再循环。层流空气流动系统通常在洁净室天花板的80%上使用，以保持恒定的空气。不锈钢或其他非脱落材料用于构造层流空气流动过滤器和罩，以防止多余的颗粒进入空气。

湍流，或非单向空气流动使用层流空气流动罩和非特定速度过滤器来保持洁净室中的空气在恒定的运动，尽管不是所有的方向相同。粗糙的空气试图捕获可能存在于空气中的颗粒，并将它们驱赶到地板上，在地板上它们进入过滤器并离开洁净室环境。

有的地方也会增加矢量洁净室：在房间的侧上角送风，采用扇形高效过滤器，也可以用普通高效过滤器配扇形送风口，在另一侧的下部设回风口，房间的高长比一般在0.5~1之间为宜。这种洁净室也可以达到5级（100级）洁净度。

洁净的房间需要大量的空气，并且通常在一个可控的温度和湿度下。为了减少改变环境温度或湿度的费用，大约80%的空气会再循环（如果产品特性允许），循环的气体会先通过过滤系统去除微粒污染，同时保持合适温度和湿度，在通过洁净室。空气中的微粒（污染物）要么漂浮在周围。大多数空气中的微粒会慢慢沉降，沉降速率取决于它们的大小。一个设计良好的空气处理系统应该将新鲜的和再循环的过滤后的洁净空气一起输送到洁净室中，在一起把颗粒从洁净室带走。根据操作对象的不同，从室内取出的空气通常通过空气处理系统再循环，在空气处理系统中过滤器去除微粒。如果工艺、原料或产品含有大量水分、有害蒸汽或气体就不能再循环回至室内了，这种空气通常被排出到大气中，然后100%的新鲜空气被吸到洁净室系统中，处理后到洁净室内。

进入洁净室的空气量是严格控制的，被排出的空气量也是严格控制的。大多数洁净室是加压运行的，通过将比从洁净室排出的空气供应量更高的空气供应量进入洁净室来实现的。较高的压力会导致空气从门下或通过任何洁净室不可避免的微小裂缝或缝隙泄漏出去。

良好的洁净室设计的关键是空气引入（供给）和排出（排气）的适当位置。在布置洁净室时，应优先考虑送风和排风（回风）格栅的位置。进口（天花板）和回风格栅（在较低的位置）应位于洁净室的相对侧。如果需要保护操作员不受产品的影响，则风流应远离操作员。

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