Study of temperature and velocity factors of air flow in clean room using numerical simulation software

Luận văn mô phỏng số nhiệt độ và vận tốc dòng khí trong phòng sạch tại HCMUTE năm 2025

• Tác giả: Tô Hoàng Chương
• Người hướng dẫn: TS. Đặng Hùng Sơn
• Trường học: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật nhiệt
• Đề tài: Study of temperature and velocity factors of air flow in clean room using numerical simulation software
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan mô phỏng nhiệt độ và vận tốc dòng khí phòng sạch HCMUTE

Phòng sạch đóng vai trò then chốt trong nhiều lĩnh vực công nghệ cao. Ngành sản xuất chất bán dẫn, y tế và dược phẩm đòi hỏi môi trường kiểm soát nghiêm ngặt. Tiêu chuẩn quốc tế yêu cầu kiểm soát hạt bụi, độ ẩm và nhiệt độ chặt chẽ. Nghiên cứu tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM tập trung giải quyết bài toán này bằng công nghệ mô phỏng số. Đề tài tốt nghiệp ngành Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt thực hiện đánh giá các yếu tố dòng khí. Mô hình toán học CFD trở thành công cụ đắc lực trong thiết kế phòng sạch hiện đại. Phương pháp này giảm thiểu chi phí thử nghiệm thực tế tốn kém. Phần mềm chuyên dụng cho phép quan sát trực quan đường đi của dòng khí. Dữ liệu vận tốc gió và phân bố nhiệt trường được tính toán chi tiết. Kỹ sư dễ dàng phát hiện các vùng quẩn khí có nguy cơ tích tụ hạt bụi. Nghiên cứu tại HCMUTE xây dựng cơ sở khoa học vững chắc cho việc thiết kế phòng sạch công nghiệp. Các thông số vận hành được lượng hóa rõ ràng qua mô hình không gian ba chiều.

1.1. Tầm quan trọng của kiểm soát vi khí hậu phòng sạch

Phòng sạch đòi hỏi sự ổn định tuyệt đối về nhiệt độ và vận tốc khí. Sự dao động nhỏ của nhiệt độ cũng làm thay đổi độ ẩm tương đối. Điều này dẫn đến nguy cơ ngưng tụ hơi ẩm hoặc xuất hiện hiện tượng tĩnh điện. Trong chế tạo vi mạch, tĩnh điện phá hủy các cấu trúc bán dẫn siêu nhỏ. Trong phòng sạch dược phẩm, nhiệt độ không đồng đều tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển. Vận tốc dòng khí phải đủ mạnh để cuốn trôi các hạt bụi lơ lửng. Tuy nhiên, tốc độ gió quá cao sẽ gây xáo trộn dòng chảy và tạo xoáy cuộn. Kiểm soát chính xác hai thông số này bảo đảm tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm công nghiệp.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu đề tài tốt nghiệp tại HCMUTE

Đề tài tốt nghiệp tại Khoa Đào tạo Quốc tế HCMUTE giải quyết bài toán phân bố khí động lực học. Nhóm sinh viên kỹ thuật nhiệt tập trung khảo sát dòng khí trong không gian phòng sạch thực nghiệm. Mục tiêu chính là phân tích sự thay đổi trường nhiệt độ và vận tốc khi bố trí thiết bị. Nghiên cứu sử dụng phần mềm mô phỏng Ansys để mô hình hóa hình học phòng và các máy ép nhựa. Các kịch bản bố trí hộp quạt lọc FFU và miệng gió hồi RAG được tính toán độc lập. Kết quả mô phỏng cung cấp dữ liệu định lượng về chuyển động của không khí. Nghiên cứu xác định phương án giảm thiểu vùng tuần hoàn khí chết và tiết kiệm năng lượng.

II. Phân tích nhiệt độ và vận tốc dòng khí phòng sạch tại HCMUTE

Trong vận hành phòng sạch thực tế, tải nhiệt từ máy móc tạo ra hiện tượng bất đối xứng nhiệt trường. Các máy ép nhựa và thiết bị công nghiệp tỏa nhiệt lượng lớn liên tục. Nguồn nhiệt này kích hoạt hiện tượng đối lưu tự nhiên, đẩy dòng khí nóng bốc lên cao. Sự xung đột giữa dòng khí cấp đi xuống từ FFU và dòng nhiệt đi lên tạo ra các vùng nhiễu loạn khí động. Những khu vực luẩn quẩn này giữ lại các vi hạt ô nhiễm nguy hiểm. Bụi bẩn không được dẫn về cửa hồi gió mà tiếp tục bay lơ lửng quanh khu vực làm việc. Vấn đề càng phức tạp hơn khi vị trí FFU không tương thích với vị trí đặt máy móc. Vận tốc gió không đủ mạnh sẽ làm mất khả năng quét sạch bề mặt sản phẩm. Ngược lại, vận tốc gió quá cao gây lãng phí công suất điện của quạt lọc. Sự phân bố nhiệt không đều còn gây chênh lệch áp suất cục bộ trong phòng sạch. Điều này phá vỡ hướng chuyển động tầng lý tưởng của dòng không khí. Việc nghiên cứu phân tích tại HCMUTE chỉ rõ các điểm tắc nghẽn nhiệt và dòng xoáy tiêu cực trong không gian.

2.1. Tác động của nguồn phát nhiệt máy ép nhựa

Máy ép nhựa đóng vai trò là nguồn sinh nhiệt trọng yếu trong mô hình mô phỏng. Bề mặt máy tỏa ra nhiệt độ cao liên tục vào không gian xung quanh. Hiện tượng chênh lệch nhiệt độ giữa thân máy và không khí cấp tạo ra lực nổi nhiệt. Dòng không khí nóng di chuyển ngược chiều với luồng gió sạch thổi từ trần xuống. Sự cản trở này làm suy giảm đáng kể vận tốc gió tại vùng thao tác sản xuất. Nhiệt độ cục bộ quanh máy tăng cao, gây mất cân bằng nhiệt trong toàn bộ phòng sạch. Nếu không bố trí vị trí cấp gió phù hợp, luồng khí mát sẽ bị đẩy dạt sang hai bên. Tình trạng này làm giảm hiệu suất tản nhiệt và gây nguy cơ quá nhiệt thiết bị.

2.2. Hiện tượng quẩn khí và ô nhiễm chéo vi hạt

Vùng quẩn khí xuất hiện do sự không đồng đều của trường vận tốc dòng khí. Tại các góc phòng hoặc phía sau vật cản, vận tốc gió giảm xuống gần bằng không. Dòng chảy tầng bị phá vỡ hoàn toàn và hình thành các xoáy khí cục bộ. Các hạt bụi phát sinh từ quá trình thao tác bị cuốn vào vòng xoáy này thay vì đi vào miệng hút RAG. Bụi bẩn tích tụ với mật độ cao, làm tăng nguy cơ nhiễm chéo giữa các khu vực sản xuất. Sự xuất hiện của vùng chết khí động học làm suy giảm cấp độ sạch tiêu chuẩn. Mô phỏng CFD cho phép nhận diện chính xác vị trí và kích thước của các vòng xoáy nguy hiểm này.

III. Mô phỏng CFD nhiệt độ và vận tốc dòng khí phòng sạch tại HCMUTE

Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Ansys Fluent để giải hệ phương trình bảo toàn động lượng, khối lượng và năng lượng. Nhóm tác giả tại HCMUTE xây dựng bốn mô hình hình học khác nhau để so sánh hiệu quả khí động. Mỗi mô hình đại diện cho một cách bố trí hộp FFU và máy ép nhựa riêng biệt. Cửa gió vào FFU đóng vai trò cấp dòng khí sạch với vận tốc và nhiệt độ xác định trước. Miệng hút RAG được đặt ở vị trí chân tường để thu gom dòng khí thải. Bề mặt máy ép nhựa được gán điều kiện biên nhiệt tương ứng với công suất tỏa nhiệt thực tế. Quá trình chia lưới đóng vai trò quyết định đến độ chính xác và tính hội tụ của bài toán. Nhóm nghiên cứu tiến hành khảo sát tính độc lập của lưới qua nhiều mức kích thước khác nhau. Số lượng phần tử lưới được kiểm soát dưới giới hạn một triệu phần tử của phiên bản Ansys Student. Các chỉ số chất lượng lưới như Skewness và Aspect Ratio đều đạt chuẩn tin cậy. Mô hình dòng chảy rối được lựa chọn cẩn thận để mô tả chính xác sự xoáy lốc quanh thiết bị. Kết quả tính toán phản ánh rõ nét phân bố vận tốc và đường đẳng nhiệt trong không gian.

3.1. Thiết lập điều kiện biên và cấu trúc lưới mô phỏng

Thiết lập điều kiện biên chính xác là tiền đề cho kết quả mô phỏng đáng tin cậy. Đầu vào FFU được định nghĩa là vận tốc dòng khí cấp ổn định kèm nhiệt độ không khí lạnh. Cửa thoát RAG được khai báo dạng áp suất thoát tự do ra môi trường bên ngoài. Vỏ máy ép nhựa đóng vai trò là nguồn nhiệt mặt với nhiệt độ thiết lập không đổi. Quy trình chia lưới hình học trải qua nhiều lần thử nghiệm kích thước phần tử. Với kích thước phần tử tối ưu, số lượng phần tử đạt xấp xỉ một triệu đơn vị. Hệ số Skewness duy trì ở mức thấp, đảm bảo chất lượng hình học của các phần tử lưới. Lưới chia mịn tại các bề mặt tiếp xúc giúp nắm bắt chính xác lớp biên nhiệt và thủy động lực học.

3.2. Đánh giá bốn kịch bản bố trí FFU và máy ép nhựa

Nghiên cứu khảo sát bốn phương án bố trí hình học nhằm tìm ra thiết kế tối ưu nhất. Các mô hình thay đổi vị trí tương đối giữa hộp FFU trên trần và máy ép nhựa dưới sàn. Mô hình 1 và Mô hình 2 khảo sát cách phân bố FFU tập trung phía trên thiết bị sinh nhiệt. Mô hình 3 và Mô hình 4 thử nghiệm việc đặt FFU phân tán đều khắp trần phòng sạch. Phân tích CFD chỉ ra rằng việc đặt FFU ngay phía trên nguồn nhiệt giúp triệt tiêu dòng khí nóng bốc lên nhanh hơn. Dòng khí lạnh cưỡng bức đẩy nhiệt thừa di chuyển thẳng về phía cửa hút RAG. Nhờ đó, nhiệt độ trung bình phòng giảm rõ rệt và hạn chế tối đa các vùng xoáy quẩn khí.

IV. Ứng dụng mô phỏng nhiệt độ và vận tốc dòng khí phòng sạch HCMUTE

Kết quả từ đề tài tốt nghiệp tại HCMUTE mang lại giá trị thực tiễn cao cho ngành cơ điện lạnh và xây dựng công nghiệp. Phương pháp mô phỏng số chứng minh tính ưu việt vượt trội trong việc dự đoán trường nhiệt độ và vận tốc khí. Thay vì phụ thuộc vào trực giác thiết kế truyền thống, các kỹ sư có thể dựa trên dữ liệu mô phỏng CFD chuẩn xác. Việc lựa chọn kịch bản bố trí FFU tối ưu giúp giảm tải cho hệ thống điều hòa không khí. Công trình giúp doanh nghiệp tiết kiệm đáng kể chi phí năng lượng vận hành quạt và chiller làm lạnh. Ngoài ra, việc kiểm soát dòng khí sạch ổn định góp phần duy trì chất lượng sản phẩm xuất xưởng. Môi trường vô trùng trong dược phẩm hoặc không bụi trong sản xuất bán dẫn được đảm bảo liên tục. Nghiên cứu khẳng định năng lực đào tạo chuyên sâu của Khoa Đào tạo Quốc tế thuộc Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM. Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt làm chủ công cụ mô phỏng tính toán hiện đại để giải quyết bài toán kỹ thuật phức tạp. Mô hình nghiên cứu này có thể chuyển giao và ứng dụng trực tiếp cho các nhà máy sản xuất linh kiện điện tử tại Việt Nam.

4.1. Tối ưu hóa hiệu quả năng lượng cho hệ thống HVAC

Hệ thống HVAC trong phòng sạch tiêu thụ lượng điện năng rất lớn trong các nhà máy. Quạt lọc FFU và máy làm lạnh phải hoạt động liên tục suốt ngày đêm. Kết quả mô phỏng giúp xác định chính xác lưu lượng khí cấp cần thiết mà không gây dư thừa. Bằng cách định vị FFU tại những điểm nóng nhiệt cục bộ, hiệu quả làm mát tăng lên rõ rệt. Vận tốc dòng khí được duy trì ở mức tối ưu, giảm thiểu áp suất tổn thất trên đường dẫn gió. Việc tránh các dòng khí quẩn và giảm nhiệt độ phòng xuống mức quy định giúp chiller hoạt động hiệu quả hơn. Doanh nghiệp cắt giảm đáng kể chi phí điện năng và kéo dài tuổi thọ cho thiết bị thông gió.

4.2. Khả năng nhân rộng trong sản xuất công nghệ cao

Quy trình mô phỏng tại HCMUTE có khả năng tùy biến và mở rộng linh hoạt cho nhiều quy mô nhà máy. Các ngành công nghiệp vi điện tử, đóng gói chip bán dẫn và dược phẩm đều hưởng lợi từ phương pháp này. Doanh nghiệp có thể nhập các thông số hình học và tải nhiệt thực tế vào mô hình để kiểm tra trước khi thi công. Việc xây dựng bản sao số CFD giúp rút ngắn thời gian thiết kế và loại bỏ rủi ro sai sót kỹ thuật. Các đơn vị tư vấn cơ điện có thể sử dụng kết quả để thuyết phục chủ đầu tư về tính khả thi của dự án. Nghiên cứu đặt nền móng cho việc ứng dụng công nghệ mô phỏng số sâu rộng vào thực tế sản xuất tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

HCMC UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY OF INTERNATIONAL EDUCATION  UNDERGRADUATE THESIS MAJOR: THERMAL ENGINEERING TECHNOLOGY STUDY OF TEMPERATURE AND VELOCITY FACTORS OF AIR FLOW IN CLEAN ROOM USING NUMERICAL SIMULATION SOFTWARE LECTURER: PH.D DANG HUNG SON MEMBERS: TO HOANG CHUONG LAM NHAT DUC Ho Chi Minh, July 2025 HCMC UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY OF INTERNATIONAL EDUCATION  UNDERGRADUATE THESIS MAJOR: THERMAL ENGINEERING TECHNOLOGY STUDY OF TEMPERATURE AND VELOCITY FACTORS OF AIR FLOW IN CLEAN ROOM USING NUMERICAL SIMULATION SOFTWARE LECTURER: PH.D DANG HUNG SON MEMBERS: TO HOANG CHUONG 21147102 LAM NHAT DUC 21147108 Ho Chi Minh, July 2025 2 THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- Ho Chi Minh City, July 2025 GRADUATION PROJECT ASSIGNMENT Student name: To Hoang Chuong Student ID: 21147102 Student name: Lam Nhat Duc Student ID: 21147108 Major: Thermal Engineering Technology Class: 21147FIE1, 21147FIE3 Supervisor: Ph.D Dang Hung Son Phone number: 0909772349 Date of assignment: _____________________ Date of submission: _____________ 1. Project title: Study of temperature and velocity factors of air flow in clean room using numerical simulation software 2. Initial materials provided by supervisor: ___________________________________ 3. Content of the project: _________________________________________________ 4.

Final product: ________________________________________________________ CHAIR OF THE PROGRAM SUPERVISOR (Sign with full name) (Sign with full name) 3 THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- SUPERVISOR’S EVALUATION SHEET Student name: To Hoang Chuong Student ID: 21147102 Student name: Lam Nhat Duc Student ID: 21147108 Major: Thermal Engineering Technology Project title: Study of temperature and velocity factors of air flow in clean room using numerical simulation software Supervisor: Ph.D Dang Hung Son EVALUATION 1. Content of the project:. Approval for oral defense? (Approved or denied). Ho Chi Minh City, month day, year SUPERVISOR (Sign with full name) 4 THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- PRE-DEFENSE EVALUATION SHEET Student name: To Hoang Chuong Student ID: 21147102 Student name: Lam Nhat Duc Student ID: 21147108 Major: Thermal Engineering Technology Project title: Study of temperature and velocity factors of air flow in clean room using numerical simulation software Name of Examiner:.

Content and workload of the project. Approval for oral defense? (Approved or denied) .) Ho Chi Minh City, month day, year EXAMINER (Sign with full name) 5 THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- EVALUATION SHEET OF DEFENSE COMMITTEE MEMBER Student name:. Name of Defense Committee Member:. Content and workload of the project .) Ho Chi Minh City, month day, year COMMITTEE MEMBER (Sign with full name) 6 TABLE OF CONTENTS ACKNOWLEDGEMENTS.

9 LIST OF FIGURES. 10 LIST OF TABLES .1 Introduction to topic .2 Reason of choosing topic. 16 CHAPTER 2: THEORETICAL BASIS .1 Research in domestic and in global .1 Research in domestic .2 Research in global .2 Cleanroom theoretical basis .1 Introduce to Ansys simulation software and CFD .2 Applications of CFD in HVAC System Design .3 Procedure for Conducting a CFD Simulation .4 Introduction to Scientific Articles and Initial Parameters [13]. 34 CHAPTER 3: MODEL SETUP AND NUMERICAL CALCULATION .2 Input parameters and simulation settings .2 Set up boundary condition .3 Simulation setup steps.

50 7 CHAPTER 4: RESULTS AND DISCUSSION. Evaluation based on the Temperature Field .2 Evaluation based on the Velocity Field. 68 CHAPTER 5: CONCLUSION AND FUTURE RESEARCH. 74 8 ACKNOWLEDGEMENTS During our years of study at Ho Chi Minh City University of Technology and Education, our group has been fortunate to receive dedicated instruction from all the lecturers in general, and especially from the faculty in the Department of Heat and Refrigeration.

The valuable knowledge imparted to us has greatly contributed to our future endeavors. In reality, no success can be achieved without the support and assistance whether direct or indirect of others. We would like to express our sincere gratitude to Dr. Dang Hung Son, who has wholeheartedly guided and supported our group throughout the project.

Thank you, Sir, for always being there to answer our questions and for sharing your invaluable experience with us during this time. We respectfully wish you, and all the faculty members of the Department of Heat and Refrigeration in particular, as well as all lecturers working at Ho Chi Minh City University of Technology and Education in general, continued good health and great achievements in your teaching careers. We hope the university will forever remain a source of trust and a strong foundation for future generations of students on their educational journeys. Due to our limited time and experience as students, this report may still contain shortcomings.

We genuinely look forward to receiving feedback from our esteemed lecturers to help improve and complete it. 9 LIST OF FIGURES Figure 2.2: Cleanroom in semi-conductor manufacture [7] .4: High Bay 1 Cleanroom at the Jet Propulsion Laboratory's Spacecraft Assembly Facility [16] .5: Airflow patterns in cleanrooms [19] .6: Logo of Ansys Software .8: Thermal comfort and CO₂ distribution in an Office [20] .9: Applications of CFD in Forced Ventilation Design [20] .10: Applications of CFD in simulation wind velocity related to air grill distribution .11: Schematic diagram of cleanroom injection molding .12: Full-scale FFU configurations and cleanroom layout.13: Measurement point of the investigated optical cleanroom .14: Geometry model for CFD simulation under different configurations of FFU layout .15: Measurement point of the investigated optical cleanroom .5: Design 1: FFU units dispersed across the ceiling .6: Design 2: FFU units grouped in the center .7: Design 3: FFUs place near molding machines .8: Design 4: FFU configuration as design 2 with machine layout adjustment .9: Grid quality assessment ladder for Skewness .10: Inlet (the FFU) in model 1 .11: Inlet (the FFU) in model 2 .12: Inlet (the FFU) in model 3 .13: Inlet (the FFU) in model 4 .14: Outlet (the RAG) in 4 models .15: Wall (molding machine) in 4 models .16: Import 3D Inventor into Ansys .17: Name the model .19: Named Selection for face .20: Check the mesh .22: Set up Viscous model .23: Activate energy equation .24: Set up boundary condition values .27: Convergence Plot of Model 1 .29: Convergence Plot of Model 3 .30: Convergence Plot of Model 4 .31: Survey Point Sequence Number .32: Survey points at heights of 1.33: 21 different survey locations in Cleanroom .1: Temperature distribution of Model 1 at height of 1.2: Temperature distribution of Model 2 at height of 1.3: Temperature distribution of Model 3 at height of 1.4: Temperature distribution of Model 3 at height of 1.5: Temperature distribution of Model 1 at cross section (XY-plane) .6: Temperature distribution of Model 2 at cross section (XY-plane) .7: Temperature distribution of Model 3 at cross section (XY-plane) .8: Temperature distribution of Model 4 at cross section (XY-plane) .9: Velocity distribution of Model 1 at height of 1.10: Velocity distribution of Model 1 at height of 1.11: Velocity distribution of Model 3 at height of 1.12: Velocity distribution of Model 4 at height of 1.13: Velocity distribution of Model 1 at cross section (XY-plane) .14: Velocity distribution of Model 2 at cross section (XY-plane) .15: Velocity distribution of Model 3 at cross section (XY-plane) .16: Velocity distribution of Model 4 at cross section (XY-plane) 67 Figure 4.17: Result of the paper for temperature .18: Student’s result for temperature .19: Result of the paper for velocity .20: Student’s result for velocity. 70 12 LIST OF TABLES Table 2.1: Cleanroom examples for aseptic processing of healthcare products .2: Example for microelectronic cleanrooms .3: Classification of cleanliness levels based on the number of particles per cubic foot (ft³) or cubic meter (m³) of air according to FED STD 209E.4: Classification of cleanliness levels based on the number of particle per cubic meter (m³) of air according to ISO 14644-1:2015 .5: The number of air changes per hour (ACH) in cleanrooms is classified based on cleanliness levels [24] .6: Parameter of Model in paper .7: Input Parameters of the Paper .1: Parameter of the model .2: Survey of meshing information with different sizes of model 1 .3: Survey of meshing information with different sizes of model 2 .4: Survey of meshing information with different sizes of model 3 .5: Survey of meshing information with different sizes of model 4 .1 Introduction to topic Amidst advancing industrialization and modernization, there is a growing demand for higher technical standards. Consequently, a greater emphasis is placed on the performance and quality of products brought to market.

To meet these stringent requirements, manufacturing cycles increasingly rely on controlled environments, also known as cleanrooms that can ensure sterile conditions and safeguard the performance of both machinery and products. A cleanroom is an environment where conditions are meticulously controlled. While a typical room may only require temperature and humidity regulation, a cleanroom prioritizes a wider range of parameters, including pressure, air velocity, and flow rate. Furthermore, the concentration of airborne particles is a primary concern.

Globally, cleanrooms are classified by their level of cleanliness based on their intended function, and they must strictly adhere to established standards, most notably the ISO 14644 series. As the name implies, the defining characteristic of a cleanroom is "cleanliness". Therefore, these environments are utilized for processes that demand a specific, validated level of purity. A hospital operating room serves as a prime example.

By designing an appropriate HVAC system that creates positive pressure where the internal pressure is higher than the surrounding environment the ingress of airborne contaminants that could compromise the surgical procedure is effectively prevented. This allows the cleanroom to fulfill its critical mission of maintaining sterility and safety.1 Evaluation Criteria In the analysis and simulation phase of a cleanroom project, establishing performance evaluation criteria is a foundational step to ensure the facility complies with stringent international standards, specifically the ISO 14644 series. We focus on core parameters that are not only measured post-construction but are also analyzed and simulated in detail on a 3D model beforehand. The primary criteria includes:  Pressure Differential: A critical factor in preventing cross-contamination from adjacent areas into the clean environment.

 Temperature and Humidity Fields: Essential for ensuring stability for the manufacturing or research processes within. Simulating these parameters using specialized software (such as CFD - Computational Fluid Dynamics) allows for the accurate prediction of airflow patterns, particle removal 14 efficiency, and heat distribution. This enables the optimization of the HVAC system design before construction begins. The analytical results from the digital model, combined with actual measurement data, form the basis for verifying that the cleanroom not only meets ISO standards but also operates efficiently and stably.2 Assessment standards Establishing and maintaining cleanroom evaluation standards is a core factor in ensuring quality and safety in many manufacturing and research fields that require high purity.

Currently, the ISO EN ISO 14644-1 standard series is widely recognized globally as a system for classifying and evaluating cleanrooms based on airborne particle concentration. This standard specifies different cleanliness classes, from ISO Class 1 (the highest cleanliness level) to ISO Class 9, depending on the maximum allowable number of particles of specific sizes per cubic meter of air. Cleanliness level requirements vary significantly depending on the application: for example, an operating room in a hospital must meet stringent sterility standards to prevent infections; meanwhile, food production facilities need to control microorganisms and contaminants to ensure hygiene and safety. In particular, the semiconductor chip manufacturing industry demands extremely stringent cleanliness levels, often the highest ISO classes, because even microscopic dust particles can cause critical defects, directly impacting the performance and reliability of microcircuits.

Adherence to and regular testing according to these standards help organizations ensure a stable production environment and protect sensitive products and processes.2 Reason of choosing topic In the context of cutting-edge industrialization and modernization, the research and application of cleanroom technology are increasingly becoming contemporary and urgent. Cleanrooms have proven to be an essential element in countless high-tech manufacturing industries, from electronics and pharmaceuticals to food and healthcare, playing an extremely important role in ensuring a controlled environment.