洁净室换气次数ACPH与FFU数量设计器｜制造业通用工具
这个工具解决什么问题
这类工具共同点是算错代价高，因此代码里保留了中间量与判定依据，便于复核。
洁净室设计最常见的两种错法：一是按经验拍个「300 次换气」，不管房间大小、人员设备产尘量； 二是把 FFU 铺满吊顶，造价翻倍但浓度早就达标。换气次数应该由「产尘量 ÷ 允许浓度」算出来。 本工具按稳态颗粒质量平衡反算必需换气次数、送风量、FFU 台数、吊顶覆盖率与断面风速， 并校核 ISO 14644 等级、Class 5 单向流风速要求与自净时间。
输入数据格式
数据文件 cleanroom_acph.csv，列顺序为：zone、area_m2、height_m、iso_class、gen_per_min、outdoor_conc、filter_eff、ffu_airflow、ffu_area、safety_factor。
示例首行：Z1 光刻区,240,3.0,5,4000000.0,35000000.0,0.99995,1200,0.72,1.25
示例输出（真实运行结果节选）
洁净室换气次数 ACPH 与 FFU 数量设计报告 ============================================================================== 模型：稳态颗粒质量平衡 N_req = G / [ V × ( C_limit − C_outdoor × (1 − η) ) ] 其中 G 为产尘率（粒/h）、V 为房间体积（m³）、C_limit 为 ISO 14644-1 等级上限、 C_supply = C_outdoor × (1 − η) 为末端过滤后的送风颗粒浓度。 自净时间 = (1 / ACPH) × ln(C_初始 / C_目标)，按初始 100 倍上限折算。 工程下限：任何洁净区设计换气次数不低于 10 次/h。 【一、设计结果汇总】 区域 ISO 体积m³ 产尘粒/h 送风浓度 需ACPH 取ACPH FFU台数 覆盖% 风速m/s 自净min Z1 光刻区 5 720 2.40e+08 1750 188.3 236.7 142 42.6 0.463 1.2 Z2 刻蚀区 6 576 7.20e+08 1750 37.4 47.9 23 9.2 0.463 5.8 Z3 量测区 5 360 7.20e+07 1750 113.0 143.3 43 25.8 0.463 1.9 Z4 薄膜区 6 640 3.60e+08 3500 17.7 23.4 10 3.6 0.579 11.8 Z5 封装区 7 1200 3.60e+09 17500 9.0 11.0 11 2.0 0.463 25.1 Z6 一般区 8 2800 9.00e+09 175000 1.0 10.0 28 2.5 0.386 27.6
解决什么问题
· 「Class 5 区域到底要多少次换气？」→ 本例 188 次/h（理论），取 237 次/h（计安全系数并取整 FFU）。 · 「为什么换气量算出来这么高？」→ 外气渗透已占掉等级上限的 49.7%，分母被吃掉一半。 · 「FFU 铺多少台？」→ 按风量算台数，再用覆盖率与断面风速双向校核（本例 142 台 / 42.6% / 0.463 m/s）。 · 「HEPA 等级能不能降一档省钱？」→ H13 会让 Class 5 区域直接无法达标，不能只看单价。
使用方法
python cleanroom_acph.py # 示例数据（6 个不同等级的洁净区）
输入格式（CSV，UTF-8）
· gen_per_min：产尘率（≥0.5 μm 颗粒，粒/min），建议按「人员数 × 人均产尘 + 设备台数 × 单台产尘」分项估 · outdoor_conc：外气颗粒浓度（粒/m³）；filter_eff：末端（HEPA/ULPA）过滤效率 · 模型：N_req = G / [V × (C_limit − C_outdoor × (1 − η))]，C_supply = C_outdoor × (1 − η) · 自净时间按 (1 / ACPH) × ln(100) 小时估算（初始浓度为上限的 100 倍）
输出说明
· cleanroom_acph.csv：示例数据（首次运行自动生成） · cleanroom_acph_report.txt：设计结果汇总表、逐区域校核明细（含 FFU 台数/覆盖率/风速/余量/自净时间）、 外气渗透与过滤效率敏感性、结论与建议
适用场景
新建洁净室设计评审、既有车间换气量复核、HEPA/ULPA 选型比选、自净时间验收指标设定。
注意事项
· 外气渗透不是小数：Class 5/6 区域务必把 C_supply 计入分母，否则会系统性低估所需风量。 本例 Class 5 光刻区外气渗透就占掉了等级上限的 49.7%。 · FFU 台数要按「覆盖率 + 断面风速」双向校核：ISO Class 5 要求 0.2~0.5 m/s， 覆盖率不足会导致局部流速不够、单向流被破坏。 · 自净时间（降到上限 1% 所需时间）是比静态浓度更能暴露气流组织问题的验收指标。 · 余量不要盲目堆：真正该留的是「产尘率增长」的余量，而不是「浓度」的余量。
可调参数与计算口径
脚本顶部集中了主要阈值与常量：CSV_NAME="cleanroom_acph.csv"、REPORT_NAME="cleanroom_acph_report.txt"、ZONES=[。改完直接重跑即可，不必改动计算逻辑。
会生成哪些文件
运行后除控制台输出外，还会生成：cleanroom_acph.csv、cleanroom_acph_report.txt。
工具中出现的字段与提示
- Z1 光刻区
- Z2 刻蚀区
- Z3 量测区
- Z4 薄膜区
- Z5 封装区
- Z6 一般区
- 洁净室换气次数 ACPH 与 FFU 数量设计报告
- 工程下限：任何洁净区设计换气次数不低于 %.0f 次/h。
- %-14s ISO 等级 %d 未收录，跳过。
- ⚠ %s：送风颗粒浓度 %.0f 已超过等级上限 %.0f，
- 仅靠加大换气量无法达标，必须先提高末端过滤效率。
- 【一、设计结果汇总】
- 体积m³
- 产尘粒/h
- 送风浓度
- 需ACPH
- 取ACPH
- FFU台数
其余字段以界面与示例报告为准。
下载与文件清单
压缩包内包含：主程序脚本、示例数据文件、示例输出报告、中文说明文档，以及同主题 AI 提示词一套。解压后按说明运行即可，示例数据可直接试跑。
主程序文件：cleanroom_acph.py。
下载 洁净室换气次数ACPH与FFU数量设计器 工具包（zip）
本站工具免费下载，无需注册。工具为 Python 脚本，Python 3.8 及以上环境可直接运行，核心功能尽量不依赖第三方库。
常见问题
输入数据要准备成什么样？
按 示例首行中的列顺序准备即可，共 10 列：zone、area_m2、height_m、iso_class、gen_per_min、outdoor_conc、filter_eff、ffu_airflow。列为空或格式不符时结果会失真，建议先用示例数据试跑一遍。
跑完最该关注哪几项？
报告按 一、设计结果汇总、二、逐区域校核明细、三、外气渗透与过滤效率敏感性（以 Z2 刻蚀区为例）、四、结论与落地建议 等部分组织，其中判定结论与建议部分直接对应下一步动作。
阈值可以改成我们自己的标准吗？
可以，脚本顶部已把主要阈值与常量集中声明，按自己产线的标准修改后重跑即可，不需要改计算逻辑。
附赠的提示词怎么用？
把提示词与自己的数据一起交给大模型，可以让它按同一套口径帮你改写分析流程或扩展报告字段。
