Cleanrooms and associated controlled environments

This document gives guidance and recommendations for optimizing energy usage and maintaining energy efficiency in new and existing cleanrooms, clean zones and separative devices. It provides guidance for the design, construction, commissioning and operation of cleanrooms. This document covers all cleanroom-specific features and can be used in different areas to optimize energy use in electronic, aerospace, nuclear, pharmaceutical, hospital, medical device, food industries and other clean air applications. It also introduces the concept of benchmarking for the performance assessment and comparison of cleanroom energy efficiencies, while maintaining performance levels to ISO 14644 requirements[2][3].

Salles propres et environnements maîtrisés apparentés

Le présent document donne des lignes directrices et recommandations relatives ŕ l'optimisation de la consommation énergétique et au maintien de l'efficacité énergétique dans les salles propres nouvelles et existantes, les zones propres et les dispositifs séparatifs. Il fournit des recommandations relatives ŕ la conception, la construction, la mise en service et l'exploitation des salles propres. Il couvre toutes les caractéristiques spécifiques aux salles propres et peut ętre utilisé dans différents domaines pour optimiser l'usage énergétique dans les industries électronique, aérospatiale, nucléaire, pharmaceutique, établissements de santé, des dispositifs médicaux et agroalimentaires, ainsi que dans d'autres applications ŕ air propre. Il intčgre également le concept d'analyse comparative des performances pour l'évaluation des performances et la comparaison des efficacités énergétiques des salles propres, tout en maintenant les niveaux de performance aux exigences de l'ISO 14644[2][3].

General Information

Status
Published
Publication Date
23-May-2019
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
30-Apr-2019
Completion Date
24-May-2019
Ref Project

Buy Standard

Standard
ISO 14644-16:2019 - Cleanrooms and associated controlled environments
English language
43 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview
Standard
ISO 14644-16:2019 - Salles propres et environnements maîtrisés apparentés
French language
46 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview

Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14644-16
First edition
2019-05
Cleanrooms and associated controlled
environments —
Part 16:
Energy efficiency in cleanrooms and
separative devices
Salles propres et environnements maîtrisés apparentés —
Partie 16: Efficacité énergétique dans les salles propres et les
dispositifs séparatifs
Reference number
ISO 14644-16:2019(E)
ISO 2019
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 14644-16:2019(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2019

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address

below or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 14644-16:2019(E)
Contents Page

Foreword ..........................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction ................................................................................................................................................................................................................................vi

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

3.1 General terms ........................................................................................................................................................................................... 1

3.2 Terms related to installation ....................................................................................................................................................... 3

3.3 Terms related to energy efficiency ......... ................................................................................................................................ 4

3.5 Abbreviated terms ............................................................................................................................................................................... 4

4 Energy reduction evaluation and implementation process .................................................................................... 5

4.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 5

4.2 New or existing cleanrooms ........................................................................................................................................................ 6

4.3 Energy performance comparison ........................................................................................................................................... 7

4.3.1 General...................................................................................................................................................................................... 7

4.3.2 Compare energy performance ............................................................................................................................. 7

4.3.3 Determine the business case ................................................................................................................................. 7

4.3.4 Monitor and review ....................................................................................................................................................... 7

4.4 Existing cleanroom retrofit or renovation ...................................................................................................................... 7

4.5 Process for existing cleanrooms .............................................................................................................................................. 8

4.5.1 Select project team ......................................................................................................................................................... 8

4.5.2 Review user requirements and project scope ........................................................................................ 8

4.5.3 Collate information on cleanroom performance criteria .............................................................. 9

4.6 Process for design/construction of new build or updating cleanrooms .............................................. 9

4.6.1 Review user requirements and project scope ........................................................................................ 9

4.6.2 Undertake energy performance design review ..................................................................................... 9

4.7 Comparative review of cleanroom environmental performance ................................................................ 9

4.8 Identify energy reduction opportunities .......................................................................................................................10

4.9 Assess the impact of energy reduction opportunities .......................................................................................10

4.10 Select energy reduction opportunities for implementation .........................................................................10

4.11 Implementation ...................................................................................................................................................................................10

4.12 Monitor, review and feedback .................................................................................................................................................11

4.13 Decommissioning ..............................................................................................................................................................................11

5 Impact of user requirement specification (URS) on energy consumption ...........................................11

5.1 Principle .....................................................................................................................................................................................................11

5.2 Garment levels ......................................................................................................................................................................................11

6 Airflow volume and compensating factors .............................................................................................................................12

6.1 Fresh air supply ...................................................................................................................................................................................12

6.2 Airflow volume rate .........................................................................................................................................................................12

6.3 Source strength and airflow rate calculation for non-unidirectional rooms ..................................12

6.3.1 Determining air volume flow rate ..................................................................................................................12

6.3.2 Ventilation effectiveness index .........................................................................................................................13

6.3.3 Compensation factors (C ) ....................................................................................................................................13

6.4 Flexible procedure for airflow rate estimation in non-UDAF rooms.....................................................14

6.4.1 General...................................................................................................................................................................................14

6.4.2 Design stage ......................................................................................................................................................................14

6.4.3 Testing stage .....................................................................................................................................................................15

6.4.4 Operational stage .........................................................................................................................................................15

6.5 Air velocity reduction for unidirectional air flow systems. ...........................................................................15

7 Power management: turn-down, turn-off and recovery. ..........................................................................................15

7.1 Turn-down ...............................................................................................................................................................................................15

7.2 Turn-off ......................................................................................................................................................................................................16

© ISO 2019 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 14644-16:2019(E)

8 Adaptive control .................................................................................................................................................................................................16

9 Heating and cooling loads ........................................................................................................................................................................17

10 Fan and filter selection ................................................................................................................................................................................17

10.1 Air movement fans ............................................................................................................................................................................17

10.2 Selection of air filters ......................................................................................................................................................................17

11 Lighting levels .......................................................................................................................................................................................................18

12 Training .......................................................................................................................................................................................................................18

13 Operation ..................................................................................................................................................................................................................18

14 Maintenance ...........................................................................................................................................................................................................19

15 Decommissioning .............................................................................................................................................................................................20

Annex A (informative) Source strength: Air volume and worked example ...............................................................21

Annex B (informative) Energy saving opportunities ........................................................................................................................26

Annex C (informative) Impact assessment ..................................................................................................................................................32

Annex D (informative) Benchmarking: Energy performance indicators for cleanrooms ..........................33

Annex E (informative) Useful measures to minimize excess heating and cooling losses or gains ....38

Annex F (informative) Critical area reduction example ................................................................................................................40

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................42

iv © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 14644-16:2019(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso

.org/iso/foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 209, Cleanrooms and associated controlled

environments.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.
A list of all parts in the ISO 14644 series can be found on the ISO website.
© ISO 2019 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 14644-16:2019(E)
Introduction

Cleanrooms and associated controlled environments are widely used in many industries, such as

life-sciences (including pharmaceutical, medical device), micro-electronics, aerospace, food processing,

nuclear and hospitals. Operational size ranges from tens to thousands of square metres, most with unique

design and operational characteristics based on their function. Their development has involved rapid

expansion and progress for several decades, mirrored by an increasing energy demand. This document

embraces the accumulated experiences and practices in cleanroom design, operation and maintenance,

formulated to reduce their energy consumption and the global impact of this dramatic growth.

Users are also referred to ISO 50001 for energy management.

Although varying greatly in function and size, the energy consumption of cleanrooms can be over

10 times higher than that for offices of similar size. A considerable amount of energy is required to

provide large amounts of filtered and conditioned air to achieve specific levels of air cleanliness. Air

movement fans can account for 35 % to 50 % of the HVAC consumption of cleanrooms due to the power

required to overcome the high pressure differentials needed to operate high-efficiency filters and

other circulation components in the cleanroom system. Production of this type of high-quality air can

consume up to 80 % of the total energy used in a typical manufacturing facility.

Additional energy is also used to achieve temperature and relative humidity control for processes in

the cleanroom, for personnel comfort and to achieve the requisite pressurization of the cleanroom

space. There is therefore significant potential for energy saving by diligent design in the installation of

new cleanrooms, and by retrofit improvements and upgrades to existing facilities. This document sets

out the measures that can be taken to introduce these techniques and applies to the full spectrum of

“cleanroom technology”, from cleanrooms to clean air devices, including isolators, glove boxes and mini-

[1]

environments as described in ISO 14644-7 . This document is based on actual experience, practice

and tests supported by theoretical calculations for the purpose of clear and scientific description of the

effects of energy saving.

The energy saving methods and techniques used in this document are all general ones applicable to

varied environments and situations. They are not process-specific and exclude related production

processes such as water treatment, and oven, autoclave and stress cycling operations. Their specific

application depends on the actual conditions of cleanroom operation as agreed between the customer,

the supplier and the installation engineers.

At each stage in the cleanroom life cycle, opportunities exist to optimize system performance and

reduce energy consumption. Energy saving measures implemented at the design stage achieve the most

effective results for new cleanrooms, but similar energy savings can also be achieved for those currently

in operation. Cleanrooms can be used singly or as a group, based on practical conditions on site.

During design, when information about the finished building and process is at its minimum,

conservatism can dictate the oversizing of systems and the mandating of overly tight specifications. At

this stage, challenging these specifications and design considerations is valuable for energy efficiency.

When setting the system to work and executing performance testing, there is an opportunity to adjust

the system to accommodate the actual conditions as built to optimize the system performance and

minimize energy usage.

During the operating life of the facility, analysis of monitoring data can and should be used to

further optimize system performance and minimize energy usage.
vi © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 14644-16:2019(E)
Cleanrooms and associated controlled environments —
Part 16:
Energy efficiency in cleanrooms and separative devices
1 Scope

This document gives guidance and recommendations for optimizing energy usage and maintaining

energy efficiency in new and existing cleanrooms, clean zones and separative devices. It provides

guidance for the design, construction, commissioning and operation of cleanrooms.

This document covers all cleanroom-specific features and can be used in different areas to optimize

energy use in electronic, aerospace, nuclear, pharmaceutical, hospital, medical device, food industries

and other clean air applications.

It also introduces the concept of benchmarking for the performance assessment and comparison of

[2][3]

cleanroom energy efficiencies, while maintaining performance levels to ISO 14644 requirements .

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 50001, Energy management systems — Requirements with guidance for use
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 50001 and the following apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1 General terms
3.1.1
air-handling unit
AHU

unit or plant, comprising fan, filtration, heating, cooling and mixing of fresh air and recirculated air,

that delivers conditioned air to a room or facility
3.1.2
classification

method of assessing level of cleanliness against a specification for a cleanroom (3.1.4), clean zone (3.1.5),

controlled zone or a defined location therein

Note 1 to entry: Levels should be expressed in terms of an ISO Class, which represents maximum allowable

concentrations of particles in a unit volume of air.

[SOURCE: ISO 14644-1:2015, 3.1.4, modified — In the definition, the part after “clean zone” has

been added.]
© ISO 2019 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 14644-16:2019(E)
3.1.3
clean air device

stand-alone equipment for treating and distributing clean air to achieve defined environmental

conditions
[1]

Note 1 to entry: Clean air devices include certain separative devices (3.1.7) as defined in ISO 14644-7 , for

example, clean air hoods, containment enclosures, gloveboxes, isolators and mini-environments.

[SOURCE: ISO 14644-4:2001, 3.2, modified — Note 1 to entry has been added.]
3.1.4
cleanroom

room within which the number concentration of airborne particles is controlled and classified, and

which is designed, constructed and operated in a manner to control the introduction, generation and

retention of particles inside the room
Note 1 to entry: The class of airborne particle concentration is specified.

Note 2 to entry: Levels of other cleanliness attributes such as chemical, viable or nanoscale concentrations in

the air, and also surface cleanliness in terms of particle, nanoscale, chemical and viable concentrations are also

specified and controlled subject to application.

Note 3 to entry: Other relevant physical parameters can also be controlled as required, e.g. temperature,

humidity, pressure, airflow, vibration and electrostatic.
[SOURCE: ISO 14644-1:2015, 3.1.1]
3.1.5
clean zone

defined space within which the number concentration of airborne particles is controlled and classified,

and which is constructed and operated in a manner to control the introduction, generation and retention

of contaminants inside the space
Note 1 to entry: The class of airborne particle concentration is specified.

Note 2 to entry: Levels of other cleanliness attributes such as chemical, viable or nanoscale concentrations in the

air, and also surface cleanliness in terms of particle, nanoscale, chemical and viable concentrations might also be

specified and controlled.

Note 3 to entry: A clean zone(s) can be a defined space within a cleanroom (3.1.4) or can be achieved by a

separative device (3.1.7). Such a device can be located inside or outside a cleanroom.

Note 4 to entry: Other relevant physical parameters can also be controlled as required, e.g. temperature,

humidity, pressure, airflow, vibration and electrostatic.
[SOURCE: ISO 14644-1:2015, 3.1.2]
3.1.6
pre-filter

air filter fitted upstream of another filter to reduce the challenge on that filter

[SOURCE: ISO 14644-4:2001, 3.8]
3.1.7
separative device

equipment utilizing constructional and dynamic means to create assured levels of separation between

the inside and outside of a defined volume
Note 1 to entry: This equipment can be used as a clean zone (3.1.5).

Note 2 to entry: Some industry-specific examples of separative devices are clean air hoods, containment

enclosures, glove boxes, isolators and mini-environments.
2 © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 14644-16:2019(E)

[SOURCE: ISO 14644-7:2004, 3.17, modified — Note 1 to entry has been replaced, and former Note 1 to

entry has been renumbered accordingly.]
3.2 Terms related to installation
3.2.1
adaptive control

capability of the system to modify its own operation parameters automatically to achieve the best

possible performances in various modes operations year-around
3.2.2
air change rate

rate of air exchange expressed as number of air changes per unit of time and calculated by dividing the

volume of air delivered in the unit of time by the volume of the cleanroom (3.1.4) or clean zone (3.1.5)

[SOURCE: ISO 14644-3:2005, 3.4.1, modified — In the definition, “space” has been replaced by

“cleanroom or clean zone”.]
3.2.3
diffuser

device placed on inlet air supply terminal to improve distribution of incoming air with room air

Note 1 to entry: A mesh grille or a perforated screen is not considered to be a diffuser.

3.2.4
non-unidirectional airflow
non-UDAF

air distribution where the supply air entering the clean zone (3.1.5) mixes with the internal air by

means of induction
[SOURCE: ISO 14644-4:2001, 3.6]
3.2.5
contaminant removal effectiveness
CRE

ratio of particle concentration measured in the exhaust/return to the average of particle concentration

in the room, when particles entering from filtered supply air are ignored
[SOURCE: REHVA Guidebook No. 2]
3.2.6
air volume flow rate
supply airflow rate

air volume supplied into an installation from final filters or air ducts in unit of time

[SOURCE: ISO 14644-3:2005, 3.4.5, modified — "air volume flow rate" has been added as main term.]

3.2.7
air change effectiveness
ACE

ratio between the recovery rate at a location or locations in a cleanroom (3.1.4) and the overall recovery

rate of the cleanroom after a contamination event
[6]

Note 1 to entry: The recovery rate is defined and measured in accordance with ISO 14644-3 .

3.2.8
turn-down

controlled reduction of airflow velocity in unidirectional airflow (3.2.9) cleanrooms (3.1.4) and clean air

devices (3.1.3) or airflow rates in non‑UDAF (3.2.4) cleanrooms in order to save energy during periods

when the cleanroom is not in operation
© ISO 2019 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 14644-16:2019(E)
3.2.9
unidirectional airflow
UDAF

controlled airflow through the entire cross-section of a clean zone (3.1.5) with a steady velocity and

approximately parallel airstreams

Note 1 to entry: This type of airflow results in a directed transport of particles from the clean zone to exit.

[SOURCE: ISO 14644-4:2001, 3.11, modified — In the definition, “streamlines” has been replaced by

“airstreams”, and “to exit” has been added at the end of Note 1 to entry.]
3.2.10
emission

amount of contaminants that is discharged from objects into the cleanroom (3.1.4) air

3.2.11
source strength

rate describing the number of particles or colony-forming units emitted from an object per time unit

Note 1 to entry: A source can be a person, equipment or an object.
3.2.12
microbe-carrying particle

particle on which a microorganism is carried, normally dispersed into room air by personnel as a skin

cell, or fragment of skin cell, on which a skin microbe(s) is carried
3.3 Terms related to energy efficiency
3.3.1
benchmarking
comparative evaluation and/or analysis of similar operational practices
3.3.2
energy cost

total financial cost of the energy consumed, related to the area being investigated

3.3.3
power
time rate at which work is done or energy is transferred
Note 1 to entry: The SI unit of power is the watt (W) or joule per second (J/s).
3.5 Abbreviated terms
CFD computational fluid dynamics
EMS environmental management system
FFU fan filter unit
HSE health, safety and environment
HVAC heating, ventilation and air conditioning
RH relative humidity
4 © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 14644-16:2019(E)
SFP specific fan power
URS user requirement specification
VE ventilation effectiveness
4 Energy reduction evaluation and implementation process
4.1 General

The energy consumption of cleanrooms, clean zones and separative devices can be reduced in

accordance with 4.2 to 4.13, following the process shown in Figure 1.

Figure 1 summarizes the process that can be used for a typical cleanroom including its airflow system

shown in Figure 2. It covers existing cleanrooms in operation, existing cleanrooms that are being

modified and new build cleanrooms in the design phase.
© ISO 2019 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 14644-16:2019(E)
Figure 1 — Systematic approach to energ
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 14644-16
Première édition
2019-05
Salles propres et environnements
maîtrisés apparentés —
Partie 16:
Efficacité énergétique dans les salles
propres et les dispositifs séparatifs
Cleanrooms and associated controlled environments —
Part 16: Energy efficiency in cleanrooms and separative devices
Numéro de référence
ISO 14644-16:2019(F)
ISO 2019
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 14644-16:2019(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2019

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 14644-16:2019(F)
Sommaire Page

Avant-propos ................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction ................................................................................................................................................................................................................................vi

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

3.1 Termes généraux ................................................................................................................................................................................... 1

3.2 Termes relatifs à l’installation ................................................................................................................................................... 3

3.3 Termes relatifs à l’efficacité énergétique.......................................................................................................................... 4

3.4 Termes abrégés ....................................................................................................................................................................................... 5

4 Évaluation de la réduction d’énergie et processus de mise en œuvre ..........................................................5

4.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 5

4.2 Salles propres nouvelles ou existantes ............................................................................................................................... 6

4.3 Comparaison de la performance énergétique .............................................................................................................. 7

4.3.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 7

4.3.2 Comparer la performance énergétique ........................................................................................................ 7

4.3.3 Détermination de l’analyse de rentabilité .................................................................................................. 7

4.3.4 Surveillance et examen ............................................................................................................................................... 7

4.4 Rénovation ou modernisation d’une salle propre existante ............................................................................ 7

4.5 Processus pour des salles propres existantes .............................................................................................................. 8

4.5.1 Sélection de l’équipe de projet ............................................................................................................................. 8

4.5.2 Examen des exigences de l’utilisateur et du périmètre du projet ......................................... 8

4.5.3 Collecte des informations sur les critères de performance de la salle propre ........... 9

4.6 Processus de conception/construction de nouvelles salles propres et de salles

propres existantes en cours de rénovation .................................................................................................................... 9

4.6.1 Examen des exigences de l’utilisateur et du périmètre du projet ......................................... 9

4.6.2 Examen de la conception au regard de la performance énergétique ................................. 9

4.7 Analyse comparative des performances environnementales de la salle propre ............................ 9

4.8 Identification des opportunités de réduction d’énergie ..................................................................................10

4.9 Évaluation de l’impact des opportunités de réduction d’énergie ............................................................10

4.10 Sélection des opportunités de réduction d’énergie pour mise en œuvre .........................................10

4.11 Mise en œuvre.......................................................................................................................................................................................11

4.12 Surveillance, examen et retour d’expérience .............................................................................................................11

4.13 Mise hors service ...............................................................................................................................................................................11

5 Impact de la spécification relative aux exigences de l’utilisateur (URS) sur la

consommation énergétique ...................................................................................................................................................................11

5.1 Principe ......................................................................................................................................................................................................11

5.2 Niveaux de protection des tenues........................................................................................................................................12

6 Volume d’air et facteurs de compensation .............................................................................................................................12

6.1 Soufflage d’air neuf ...........................................................................................................................................................................12

6.2 Débit d’air soufflé ..............................................................................................................................................................................12

6.3 Calcul de l’intensité de la source des émissions et du débit d’air pour les salles non

unidirectionnelles .............................................................................................................................................................................13

6.3.1 Détermination du débit d’air soufflé ...........................................................................................................13

6.3.2 Indice d’efficacité de la ventilation ...............................................................................................................13

6.3.3 Facteurs de compensation (C ) .........................................................................................................................13

6.4 Mode opératoire flexible d’estimation du débit d’air dans des salles FANUD ..............................14

6.4.1 Généralités .........................................................................................................................................................................14

6.4.2 Étape de conception ...................................................................................................................................................15

6.4.3 Étape d’essais...................................................................................................................................................................15

6.4.4 Étape de fonctionnement ......................................................................................................................................15

6.5 Réduction de la vitesse de l’air pour les systèmes à flux d’air unidirectionnel ............................15

7 Gestion de la puissance électrique: régime réduit, arrêt et temps de récupération ..................16

© ISO 2019 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 14644-16:2019(F)

7.1 Régime réduit ........................................................................................................................................................................................16

7.2 Arrêt ..............................................................................................................................................................................................................16

8 Régulation auto-adaptative ....................................................................................................................................................................17

9 Apports de chauffage et de refroidissement ........................................................................................................................17

10 Sélection des ventilateurs et des filtres .....................................................................................................................................17

10.1 Ventilateurs pour le transport de l’air .............................................................................................................................17

10.2 Sélection des filtres à air ..............................................................................................................................................................18

11 Niveaux d’éclairage .........................................................................................................................................................................................18

12 Formation .................................................................................................................................................................................................................18

13 Fonctionnement .................................................................................................................................................................................................19

14 Maintenance ...........................................................................................................................................................................................................20

15 Mise hors service ...............................................................................................................................................................................................20

Annexe A (informative) Intensité de la source des émissions: volume d’air et exemple pratique ...21

Annexe B (informative) Opportunités d’économies d’énergie ...............................................................................................27

Annexe C (informative) Évaluation d’impact ............................................................................................................................................34

Annexe D (informative) Analyse comparative des performances: indicateurs de

performance énergétique pour les salles propres .........................................................................................................35

Annexe E (informative) Mesures utiles pour réduire autant que possible les pertes ou

apports excessifs de chaleur et de refroidissement .....................................................................................................41

Annexe F (informative) Exemple de réduction de zone critique ..........................................................................................43

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................45

iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 14644-16:2019(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/directives).

L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 209, Salles propres et environnements

maîtrisés apparentés.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/fr/members .html.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 14644 se trouve sur le site web de l’ISO.

© ISO 2019 – Tous droits réservés v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 14644-16:2019(F)
Introduction

Les salles propres et les environnements maîtrisés apparentés sont largement utilisés dans de

nombreuses industries, telles que les sciences de la vie (incluant l’industrie pharmaceutique et les

dispositifs médicaux), la micro-électronique, l’aérospatiale, l’industrie agroalimentaire, le nucléaire

et les établissements de santé. Les dimensions d’exploitation vont de quelques dizaines à des milliers

de mètres carrés, la plupart avec une conception et des caractéristiques de fonctionnement uniques

basées sur leurs usages. Leur expansion a nécessité un développement et une évolution rapides pendant

plusieurs décennies, reflétées par une demande croissante en énergie. Le présent document englobe

les expériences et pratiques cumulées en matière de conception, d’exploitation et de maintenance de

salles propres, formulées aux fins de réduire leur consommation énergétique et l’impact global de cette

croissance spectaculaire.

Les utilisateurs sont également invités à consulter l’ISO 50001 concernant le management de l’énergie.

Malgré des dimensions et des usages très variables, la consommation énergétique des salles propres

peut être plus de 10 fois supérieure à celle de bureaux de taille similaire. Une quantité considérable

d’énergie est requise afin de fournir les volumes d’air filtré et conditionné suffisants pour atteindre des

niveaux spécifiques de propreté de l’air. Les ventilateurs pour le transport de l’air peuvent représenter

35 % à 50 % de la consommation énergétique des systèmes de CVC des salles propres en raison de la

puissance requise pour maîtriser les différentiels élevés de pression nécessaires au fonctionnement des

filtres à haute efficacité et d’autres composants pour la circulation de l’air dans le système de la salle

propre. La production de ce type d’air de haute qualité peut consommer jusqu’à 80 % de l’énergie totale

utilisée dans un établissement industriel caractéristique.

Un surplus d’énergie est également nécessaire pour contrôler la température et l’humidité relative

pour les procédés de la salle propre et de confort du personnel, ainsi que pour obtenir la pressurisation

nécessaire dans l’espace de la salle propre. Il existe donc un important potentiel d’économie d’énergie

par une conception rigoureuse dans l’installation des nouvelles salles propres et par la rénovation et

la modernisation des installations existantes. Le présent document expose les mesures qui peuvent

être prises pour introduire ces techniques et est applicable au spectre complet de la «technologie des

salles propres», des salles propres aux dispositifs à air propre, incluant les isolateurs, les boîtes à gants

[1]

et les mini-environnements, telle que décrite dans l’ISO 14644-7. Le présent document s’appuie sur

des retours d’expérience, la pratique et des essais corroborés par des calculs théoriques aux fins de la

description claire et scientifique des effets des économies d’énergie.

Les méthodes et techniques d’économie d’énergie utilisées dans le présent document sont toutes d’ordre

général et applicables à divers environnements et situations. Elles ne sont pas spécifiques aux procédés

et excluent les processus de production associés tels que le traitement de l’eau, les fours, autoclaves et

autres opérations de mise en contrainte. Leur application spécifique dépend des conditions réelles de

fonctionnement de la salle propre telles que convenues entre le client, le fournisseur et les installateurs.

À chaque étape du cycle de vie de la salle propre, il existe des opportunités d’optimiser les performances

du système pour réduire la consommation énergétique. Les mesures d’économies d’énergie mises en

œuvre dès l’étape de conception obtiennent les résultats les plus efficaces pour les nouvelles salles

propres, mais des économies d’énergie similaires peuvent également être atteintes pour celles déjà

en activité. Les salles propres peuvent être utilisées individuellement ou en groupe, en fonction des

conditions pratiques sur le site.

Lors de la conception, lorsqu’il n’y a qu’un minimum d’informations concernant la construction et

le procédé complet, le principe de prudence peut imposer le surdimensionnement des systèmes

et l’exigence de spécifications excessivement strictes. À ce stade, il est utile de réexaminer ces

spécifications et les critères de conception pour l’efficacité énergétique.

Lors de la mise en service du système et de l’exécution des essais de performance, il est possible de

régler celui-ci de sorte qu’il s’adapte aux conditions réelles de sa construction afin d’optimiser ses

performances et de réduire autant que possible sa consommation énergétique.
vi © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 14644-16:2019(F)

Au cours de la durée de vie de l’installation, il est possible et il convient d’utiliser l’analyse des données

de suivi et de surveillance pour analyser plus avant les performances du système et réduire autant que

possible sa consommation énergétique.
© ISO 2019 – Tous droits réservés vii
---------------------- Page: 7 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 14644-16:2019(F)
Salles propres et environnements maîtrisés apparentés —
Partie 16:
Efficacité énergétique dans les salles propres et les
dispositifs séparatifs
1 Domaine d’application

Le présent document donne des lignes directrices et recommandations relatives à l’optimisation de la

consommation énergétique et au maintien de l’efficacité énergétique dans les salles propres nouvelles

et existantes, les zones propres et les dispositifs séparatifs. Il fournit des recommandations relatives à

la conception, la construction, la mise en service et l’exploitation des salles propres.

Il couvre toutes les caractéristiques spécifiques aux salles propres et peut être utilisé dans différents

domaines pour optimiser l’usage énergétique dans les industries électronique, aérospatiale, nucléaire,

pharmaceutique, établissements de santé, des dispositifs médicaux et agroalimentaires, ainsi que dans

d’autres applications à air propre.

Il intègre également le concept d’analyse comparative des performances pour l’évaluation des

performances et la comparaison des efficacités énergétiques des salles propres, tout en maintenant les

[2][3]
niveaux de performance aux exigences de l’ISO 14644 .
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.

Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les

éventuels amendements).

ISO 50001, Systèmes de management de l'énergie — Exigences et recommandations pour la mise en oeuvre

3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 50001 ainsi que les suivants,

s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https: //www .iso .org/obp;

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/.
3.1 Termes généraux
3.1.1
unité de traitement d’air
UTA

unité ou équipement, comprenant un ventilateur, un système de filtration, de chauffage, de refroidissement

et de mélange d’air neuf et d’air recyclé, qui alimente une salle ou une installation en air traité

© ISO 2019 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 14644-16:2019(F)
3.1.2
classification

méthode d’évaluation du niveau de propreté d’une salle propre (3.1.4), d’une zone propre (3.1.5), d’une

zone maîtrisée ou d’un point défini à l’intérieur de ces volumes

Note 1 à l'article: Il convient que les niveaux soient exprimés en termes d’une classe ISO qui représente la

concentration maximale admissible de particules par unité de volume d’air.

[SOURCE: ISO 14644-1:2015, 3.1.4, modifiée — dans la définition, la partie après «zone propre» a été

ajoutée.]
3.1.3
dispositif à air propre

équipement autonome traitant et distribuant de l’air propre en vue d’atteindre des conditions définies

d’ambiance

Note 1 à l'article: Les dispositifs à air propre incluent certains dispositifs séparatifs (3.1.7) tels que définis dans

[1]

l’ISO 14644-7 comme les postes à air propre, les enceintes de confinement, les boîtes à gants, les isolateurs et

les mini-environnements.
[SOURCE: ISO 14644-1:2015, 3.1.1]
3.1.4
salle propre

salle dans laquelle la concentration en nombre des particules en suspension dans l’air est maîtrisée et

classée, et qui est construite et utilisée de façon à minimiser l’introduction, la production et la rétention

des particules à l’intérieur de la pièce
Note 1 à l'article: La classe de propreté particulaire de l’air est spécifiée.

Note 2 à l'article: Le niveau des autres caractéristiques de propreté de l’air telles que les concentrations chimiques,

viables ou nanométriques, ainsi que le niveau des concentrations particulaires, nanométriques, chimiques et

viables des surfaces sont également spécifiés et maîtrisés en fonction de l’application.

Note 3 à l'article: D’autres paramètres physiques pertinents, par exemple la température, l’humidité, la pression,

le flux d’air, les vibrations et les propriétés électrostatiques, peuvent être maîtrisés si requis.

[SOURCE: ISO 14644-1:2015, 3.1.1, modifiée — la Note 2 à l’article et la Note 3 à l’article ont été

modifiées.]
3.1.5
zone propre

espace défini dans lequel la concentration en nombre des particules en suspension dans l’air est

maîtrisée et classée, et qui est construit et utilisé de façon à minimiser l’introduction, la production et la

rétention de particules à l’intérieur de l’espace
Note 1 à l'article: La classe de propreté particulaire de l’air est spécifiée.

Note 2 à l'article: Le niveau des autres caractéristiques de propreté de l’air telles que les concentrations chimiques,

viables ou nanométriques, ainsi que le niveau des concentrations particulaires, nanométriques, chimiques et

viables des surfaces pourraient être aussi spécifiés et maîtrisés.

Note 3 à l'article: La zone propre peut être un espace défini à l’intérieur d’une salle propre (3.1.4), ou peut être

concrétisée par un dispositif séparatif (3.1.7). Un tel dispositif peut être situé à l’intérieur d’une salle propre ou non.

Note 4 à l'article: D’autres paramètres physiques pertinents, par exemple la température, l’humidité, la pression,

le flux d’air, les vibrations et les propriétés électrostatiques, peuvent être maîtrisés si requis.

[SOURCE: ISO 14644-1:2015, 3.1.2, modifiée — la Note 4 à l’article a été modifiée.]

2 © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 14644-16:2019(F)
3.1.6
préfiltre

filtre à air monté en amont d’un autre filtre afin de réduire la charge sur celui-ci

[SOURCE: ISO 14644-4:2001, 3.8]
3.1.7
dispositif séparatif

équipement utilisant des moyens structurels et dynamiques pour créer des niveaux assurés de

séparation entre l’intérieur et l’extérieur d’un volume défini

Note 1 à l'article: L’équipement peut être utilisé comme une zone propre (3.1.5).

Note 2 à l'article: Des exemples de dispositifs séparatifs spécifiques à l’industrie sont les postes à air propre, les

enceintes de confinement, les boîtes à gants, les isolateurs et les mini-environnements.

[SOURCE: ISO 14644-7:2004, 3.17, modifiée — la Note 1 à l’article a été remplacée et l’ancienne Note 1 à

l’article a été renumérotée en conséquence.]
3.2 Termes relatifs à l’installation
3.2.1
régulation auto-adaptative

capacité du système à modifier automatiquement ses propres paramètres de fonctionnement pour

atteindre les meilleures performances possible dans différents modes de fonctionnement tout au long

de l’année
3.2.2
taux de renouvellement de l’air

taux de renouvellement d’un volume d’air exprimé par unité de temps et calculé en divisant le volume d’air

soufflé pendant cette unité de temps par le volume de la salle propre (3.1.4) ou de la zone propre (3.1.5)

[SOURCE: ISO 14644-3:2005, 3.4.1, modifiée — dans la définition, «de l’espace» a été remplacé par «de

la salle propre ou de la zone propre».]
3.2.3
diffuseur

dispositif placé sur un point d’entrée d’air pour améliorer la répartition de l’air entrant avec l’air ambiant

Note 1 à l'article: Les grilles à mailles ou les crépines ne sont pas considérées comme des diffuseurs.

3.2.4
flux d’air non unidirectionnel
FANUD

régime de distribution d’air où l’air soufflé dans la zone propre (3.1.5) se mélange à l’air déjà présent au

moyen de l’induction
[SOURCE: ISO 14644-4:2001, 3.6]
3.2.5
efficacité d’élimination des contaminants
EEC

rapport de la concentration particulaire mesurée dans l’air extrait/repris à la moyenne de la

concentration particulaire dans la salle, en ignorant les particules entrant dans l’air filtré

[SOURCE: REHVA Guidebook No. 2]
© ISO 2019 – Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 14644-16:2019(F)
3.2.6
débit volumique d’air
débit d’air soufflé

volume d’air soufflé à l’intérieur d’une installation à partir de filtres terminaux ou de conduits de

ventilation par unité de temps
[SOURCE: ISO 14644-3:2005, 3.4.5, modifiée — «débit
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.