ISO 14644-16:2019
(Main)Cleanrooms and associated controlled environments - Part 16: Energy efficiency in cleanrooms and separative devices
Cleanrooms and associated controlled environments - Part 16: Energy efficiency in cleanrooms and separative devices
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 — Partie 16: Efficacité énergétique dans les salles propres et les dispositifs séparatifs
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 niveaux de performance aux exigences de l'ISO 14644[2][3].
General Information
- Status
- Published
- Publication Date
- 23-May-2019
- Technical Committee
- ISO/TC 209 - Cleanrooms and associated controlled environments
- Drafting Committee
- ISO/TC 209 - Cleanrooms and associated controlled environments
- Current Stage
- 9060 - Close of review
- Completion Date
- 02-Dec-2029
Relations
- Consolidates
ISO/IEC 10646:2003 - Information technology - Universal Multiple-Octet Coded Character Set (UCS) - Effective Date
- 06-Jun-2022
Overview
ISO 14644-16:2019 - Cleanrooms and associated controlled environments - Part 16: Energy efficiency in cleanrooms and separative devices - provides guidance and recommendations to optimize energy use and maintain energy efficiency across new and existing cleanrooms, clean zones and separative devices. The standard covers design, construction, commissioning and operation of cleanrooms and introduces benchmarking for assessing and comparing cleanroom energy performance while maintaining ISO 14644 cleanliness requirements.
Keywords: ISO 14644-16, cleanroom energy efficiency, separative devices, clean zones, energy benchmarking, HVAC for cleanrooms.
Key Topics
- Energy reduction evaluation process: staged approach for new builds and existing facilities (design review, retrofit planning, business case, monitoring).
- Airflow and ventilation: guidance on airflow volume, fresh air supply, ventilation effectiveness, compensation factors and methods for non-unidirectional and unidirectional systems.
- HVAC, fans and filtration: selection and management of air movement fans, high-efficiency filters and their impact on pressure differentials and energy use (fans can account for 35–50% of HVAC energy; high‑quality air may account for up to 80% of facility energy).
- Power management: turn-down, turn-off and recovery strategies to reduce runtime energy consumption.
- Adaptive control: use of control strategies to match environmental conditions to operational need.
- Thermal loads and lighting: advice on heating/cooling load reduction and efficient lighting levels.
- Operation, maintenance and training: procedures for sustained energy performance, including monitoring, maintenance and staff training.
- Benchmarking and indicators: performance assessment methods and energy performance indicators (see informative Annex D).
- Lifecycle considerations: retrofit, commissioning, operational monitoring and decommissioning guidance.
Applications and Users
ISO 14644-16 is applicable across industries using controlled environments:
- Electronics and micro‑electronics
- Aerospace and nuclear
- Pharmaceutical, biotechnology and medical device manufacturing
- Hospitals and healthcare clean zones
- Food processing and other clean air applications
Primary users:
- Cleanroom designers and architects
- HVAC and facility engineers
- Energy managers and sustainability teams
- Commissioning and validation specialists
- Operations and maintenance personnel
- Regulatory and quality assurance professionals
Practical uses include designing energy‑efficient cleanrooms, planning retrofits, developing business cases for upgrades, implementing monitoring and benchmarking programs, and reducing operational costs while meeting cleanliness and process requirements.
Related Standards
- ISO 14644 series (other parts for classification, testing and procedures)
- ISO 14644-7 (separative devices)
- ISO 50001 (energy management systems) - referenced for energy management frameworks
For organizations seeking to reduce operational energy and improve sustainability in controlled environments, ISO 14644-16 is a practical, industry‑relevant reference for balancing energy efficiency with required cleanliness and process performance.
ISO 14644-16:2019 - Cleanrooms and associated controlled environments — Part 16: Energy efficiency in cleanrooms and separative devices Released:5/24/2019
ISO 14644-16:2019 - Salles propres et environnements maîtrisés apparentés — Partie 16: Efficacité énergétique dans les salles propres et les dispositifs séparatifs Released:5/24/2019
Frequently Asked Questions
ISO 14644-16:2019 is a standard published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Cleanrooms and associated controlled environments - Part 16: Energy efficiency in cleanrooms and separative devices". This standard covers: 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].
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].
ISO 14644-16:2019 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 13.040.35 - Cleanrooms and associated controlled environments. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO 14644-16:2019 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to ISO/IEC 10646:2003. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
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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 2019
© ISO 2019
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
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Fax: +41 22 749 09 47
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
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
f
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
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
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.
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
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.]
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
[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
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
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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.
Figure 1 — Systematic approach to energy saving — Project work flow
4.2 New or existing cleanrooms
The process of reducing energy consumption of new and existing cleanrooms differ because the starting
point and data available are different.
6 © ISO 2019 – All rights reserved
The recommendations of 4.5 and 4.6 should be followed if a new cleanroom is being designed or an
existing cleanroom is being assessed for energy reduction purposes.
If an existing cleanroom is planned to be refurbished, then there might be other opportunities to reduce
energy consumption that can be incorporated in the modifications.
4.3 Energy performance comparison
4.3.1 General
The process of reducing energy consumption in existing cleanrooms can require the time involvement
of many resources and there is a cost associated with this activity. For this reason, it is important
to establish the cleanroom significant energy use (SEU) that justifies the reduction activity (see
ISO 50001).
4.3.2 Compare energy performance
Assess the current energy performance of the cleanroom and compare to a suitable comparator
or benchmark. Example comparators can include another similar cleanroom facility, previous
commissioning data where energy performance had previously been optimized, or a calculated
comparator-based on previous experience. Guidance on benchmarking energy performance is given in
Annex D.
4.3.3 Determine the business case
Establish if the difference between the current cleanroom energy consumption and energy cost, and
the comparator or benchmark is significant and would justify further investment of time and resources.
4.3.4 Monitor and review
If there is no justification at the current point in time, continue to monitor energy performance at
regular intervals and reassess the energy performance in comparison to the benchmark. Over time, a
number of variables can change which can change this assessment:
— cleanroom energy performance and efficiency can degrade;
— the unit cost of energy and project implementation costs can change, which will change the project
economics; and
— new technologies can become available or more viable.
4.4 Existing cleanroom retrofit or renovation
The design of the cleanroom to be refurbished should be reviewed to ensure energy efficiency is
considered in the design. The air handling and distribution system for a typical room is shown below.
SOURCE ASPEC-ADEME-EDF. Energy performance in clean zones (cleanrooms, controlled environments,
[5]
contained areas) , reproduced with the permission of ASPEC France.
Figure 2 — Illustration of typical cleanroom air handling and distribution
The design should enable future regulation and optimization of cleanroom energy performance, for
example, installation of variable speed drives for fan motors.
4.5 Process for existing cleanrooms
4.5.1 Select project team
Those selected for the project team should be sufficiently knowledgeable to provide expertise on
the following aspects: engineering and maintenance of cleanroom equipment/utilities, cleanroom
energy consumption, product quality, equipment/process validation, production operations, and
health and safety.
The team can consist of any number of members.
4.5.2 Review user requirements and project scope
The project team should understand the cleanroom operation and document the scope of the energy
reduction project. This can include:
— overall objective of the cleanroom (its purpose);
— critical process parameters required to be maintained within the cleanroom.
EXAMPLE Temperature and relative humidity ranges, room cleanliness requirement, recovery time and
pressure differentials between adjacent rooms of different classification.
8 © ISO 2019 – All rights reserved
4.5.3 Collate information on cleanroom performance criteria
Documents, including drawings and specifications, and information that define the cleanroom
performance criteria should be collated to:
a) identify criteria that affect performance and consider the direct and indirect impacts of possible
energy reduction actions;
b) identify the cleanroom performance criteria to meet the requirements of the process, the products
personnel safety and comfort;
c) build a profile of energy use, covering lighting, air handling, comfort heating, cooling and any other
significant energy use, or where this is not possible use professionally derived estimates;
d) determine the current cleanliness performance (from classification and monitoring: particles,
chemicals and microorganisms);
e) establish airflow volume flow rate, airflow velocity and pressurization;
f) identify practical issues related to onsite operations, e.g. reliability and control, layout, age,
condition, function, maintenance;
g) determine the results of any benchmarking exercise, which should compare the existing design
with best practice energy use with respect to energy consumption and cost; and
h) establish life cycle costs and optimization studies, if possible.
4.6 Process for design/construction of new build or updating cleanrooms
4.6.1 Review user requirements and project scope
The cleanroom performance criteria to meet the requirements of the process, the products and
personnel comfort should be identified.
NOTE See Clause 5.
4.6.2 Undertake energy performance design review
The design of the cleanroom should be reviewed to ensure that the following energy performance
aspects are considered:
a) the design performance (in classification terms: particle concentration, and other cleanliness
attributes;
b) the results of any benchmarking exercise, which should confirm that the new design satisfies best
practice energy use with respect to energy consumption and cost.
The design review should be specifically focused on energy performance of the cleanroom and the best
estimates of projected energy use. This should cover lighting, air handling, heating, cooling and any
other significant energy use, particularly for small mini environments.
4.7 Comparative review of cleanroom environmental performance
A review should be undertaken to compare the environmental performance of the designed (new)
cleanroom or redesigned (existing) cleanroom with the environmental performance requirements (of
the process, the products and personnel comfort), to avoid overdesigning, e.g. specifying cleanliness
classifications that are lower (cleaner) than necessary or clean spaces that are larger than necessary.
4.8 Identify energy reduction opportunities
The project team should analyse the results of the comparative review, identify potential energy
reduction opportunities and carry out a preliminary selection. This can be done using the checklist
given in Annex B.
Once the preliminary selection has been made the selection should be assessed and documented as
part of the decision-making process, and the reasons why an opportunity is chosen, or not, should be
recorded.
Life cycle cost of energy reduction opportunities should be evaluated and considered in the analysis.
4.9 Assess the impact of energy reduction opportunities
Once the potential energy saving opportunities have been identified (using, for example, the table
in Annex B), a preliminary selection should be carried out. A detailed impact assessment report
should be produced, covering all of the potential opportunities identified and taking into account any
corresponding recommendations given in Annex B, as well as the following business requirements:
— feasibility;
— process compatibility and product quality requirements;
— safety and regulations;
— cost;
— return on investment;
— incentives (e.g. government initiatives);
— implementation timeline/programme;
— implementation resources; and
— business continuity.
4.10 Select energy reduction opportunities for implementation
The energy reduction opportunities identified by the impact assessment report (4.9) as having become
less viable or more challenging should be reprioritized behind those that can be easily and effectively
delivered. A final prioritization and implementation programme should then be prepared.
Specifications and scopes of work should be defined for those opportunities that are to be implemented.
Where industries have standards or guidelines that specify performance requirements, all the
situations where one or more performance requirements are in conflict with a particular proposed
energy reduction measure should be identified.
NOTE Such performance requirements can include air quality (in terms of particle and other cleanliness
attributes), filter efficiency, unidirectional airflow velocity, supply air volume flow rate, recovery time,
temperature, humidity and pressure differentials between adjacent rooms of different grades.
When these situations have been identified, a detailed justification should be prepared to demonstrate
that product quality is not affected by the proposed measure. Agreement should then be obtained from
the client prior to implementation.
4.11 Implementation
A detailed implementation plan should be prepared, and the work undertaken. The implementation
plan should include the expected outcomes for all the selected elements.
10 © ISO 2019 – All rights reserved
4.12 Monitor, review and feedback
On completion of the project and thereafter at regular intervals, for each selected element the expected
outcome defined in the implementation plan should be monitored and reviewed to ensure that the
changes remain effective. The associated energy reductions should be monitored, recorded and
analysed. The information gathered should be used as feedback for continuous improvement.
4.13 Decommissioning
When a cleanroom has reached the end of life and is no longer required, an impact assessment should
be undertaken to determine if the cleanroom should be placed into an idle state, prior to dismantling
to minimize the energy consumed. The impact on adjacent or associated rooms should be assessed. Idle
state can include turn-down and turn-off actions.
5 Impact of user requirement specification (URS) on energy consumption
5.1 Principle
The user requirements specification (URS) is a key part of a cleanroom project’s documentation. It sets
the base requirements for the new or renovated facility at the earliest stage, so the information entered
into the document should be carefully considered.
The science and understanding of cleanrooms have developed significantly to allow requirements to go
beyond a simple specification of an air change rate for a specific cleanroom class.
The URS should indicate the usual and maximum number of people expected to be present in the
cleanroom at one time plus the expected heat load of the process equipment. The acceptable range of
the internal temperature and humidity requirements in relation to the expected outside conditions,
particularly at specific times of the year, has a significant effect on the overall energy consumption
of the facility. They should be carefully considered, taking into consideration personnel needs and
comfort. An indication of the expected range of external temperatures and humidity levels should also
be researched for the area where possible, to include the effects of future climate change.
Consideration of the overall footprint of the facility is also important. If a layout has not yet been
prepared, or a site not yet identified, a request to minimize the overall footprint of the facility, taking
account of standard spatial requirements, or the intention to use barrier technology where appropriate,
should be included as requirements.
Additional requirements can also be added, including the as-expected source strength, insulation
requirements, minimum fan efficiencies or other specific energy saving equipment or methods.
Flexibility of the design should be provided to allow future modifications to be made, to either improve
energy efficiency further or improve product quality.
Use of information contained in Annexes A to F provides further energy reduction opportunities that
can be added to the URS.
5.2 Garment levels
The required cleanroom garment levels should also be specified in the URS since they play a vital role in
controlling particulate contamination. Personnel particle dispersion levels vary enormously between
the different types of garment, depending on the amount of clothing and skin that is covered, the use of
face masks, shoe covers and glove type. Where a reduction in airflow volume is to be considered, these
garment levels should be critically reviewed, together with the nature, quality and laundry frequency
of the gowns to be used. Enhancing garments can also help to reduce the required airflow supply rate
(see Annex A). When this is to be practised, it is vital to establish a comfortable balance between the
temperature and humidity of the room for the work force.
6 Airflow volume and compensating factors
6.1 Fresh air supply
Fresh air supply should be considered as conditioning. Fresh air is often more intensive than
conditioning return air. The contamination level of the external conditions should be considered.
6.2 Airflow volume rate
The volume of airflow rate is a significant contributor to the energy consumption of a cleanroom.
Therefore, a reduction of the air volume flow rate has a significant impact on the overall energy use. It
is well understood that higher airflow rates in the form of volume for non-unidirectional flow (dilution)
and velocity for unidirectional flow (displacement) lead to a lower airborne contamination level [see a)
and b) below]. The volume of air that moves through a unidirectional cleanroom is significantly higher
than for a non-unidirectional cleanroom of the same size. Regulations and expected practice for both
cleanroom types have specified airflow rates that in some cases are excessive. A better understanding of
cleanroom design and the way contamination is generated in a cleanroom now provides an opportunity
to reduce the airflow rate while still maintaining an acceptable particle concentration.
a) Displacement of particles
Using unidirectional filtered airflow, particles are swept away from the critical zones when used
for class ISO 5 and cleaner, and are velocity-dependent. The ceiling then has an effectively complete
coverage of HEPA or ULPA filters for supply air, and room air is extracted from raised-floor
perforated panels or low sidewall gri
...
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 2019
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Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
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
f
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
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
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.
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
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.
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
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.]
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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]
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 volumique d’air» a été ajouté comme terme
principal.]
3.2.7
efficacité du renouvellement de l’air
ERA
rapport entre le taux de récupération à un ou plusieurs emplacements d’une salle propre (3.1.4) et le
taux de récupération global de la salle propre suite à un événement de contamination
[6]
Note 1 à l'article: Le taux de récupération est défini et mesuré conformément à l’ISO 14644-3 .
3.2.8
régime réduit
réduction maîtrisée de la vitesse du flux d’air dans des salles propres (3.1.4) et des dispositifs à air
propre (3.1.3) à flux d’air unidirectionnel (3.2.9) ou des débits d’air dans des salles propres à flux d’air
non unidirectionnel (FANUD) (3.2.4) dans le but d’économiser de l’énergie au cours des périodes pendant
lesquelles la salle propre n’est pas en activité
3.2.9
flux d’air unidirectionnel
FAUD
flux d’air maîtrisé traversant l’ensemble d’un plan de coupe d’une zone propre (3.1.5) possédant une
vitesse régulière et des filets à peu près parallèles
Note 1 à l'article: Cette configuration d’écoulement de l’air a pour effet l’évacuation directe des particules de la
zone propre.
[SOURCE: ISO 14644-4:2001, 3.11]
3.2.10
émission
quantité de contaminants qui est rejetée dans l’air de la salle propre (3.1.4) à partir d’objets
3.2.11
intensité de la source des émissions
taux décrivant le nombre de particules ou d’unités formant colonie émises par un objet par unité de temps
Note 1 à l'article: Une source de contamination peut être une personne, un équipement ou un objet.
3.2.12
particule porteuse de microbes
particule qui transporte un microorganisme, habituellement disséminée dans l’air ambiant par le
personnel en tant que cellule de peau ou fragment de cellule de peau transportant un ou plusieurs
microbes cutanés
3.3 Termes relatifs à l’efficacité énergétique
3.3.1
analyse comparative des performances
évaluation comparative et/ou analyse de pratiques opérationnelles similaires
3.3.2
coût énergétique
coûts financiers totaux de l’énergie consommée associés à la zone étudiée
4 © ISO 2019 – Tous droits réservés
3.3.3
puissance électrique
travail ou énergie transférée divisé par le temps
Note 1 à l'article: L’unité SI de la puissance électrique est le watt (W) ou le joule par seconde (J/s).
3.4 Termes abrégés
CFD modélisation numérique dynamique des fluides (Computational Fluid Dynamics)
SME système de management environnemental
UMF unité motorisée de filtration
SSE santé, sécurité et environnement
CVC chauffage, ventilation et climatisation
HR humidité relative
PSV puissance spécifique du ventilateur
URS spécification relative aux exigences de l’utilisateur (User Requirement Specification)
EV efficacité de la ventilation
4 Évaluation de la réduction d’énergie et processus de mise en œuvre
4.1 Généralités
La consommation énergétique des salles propres, zones propres et dispositifs séparatifs peut être
réduite selon 4.2 à 4.13, suivant le processus indiqué à la Figure 1.
La Figure 1 résume le processus qui peut être utilisé pour une salle propre caractéristique, incluant son
système de flux d’air, tel qu’indiqué à la Figure 2. Elle couvre les salles propres existantes en activité,
les salles propres existantes en cours de modification et les salles propres nouvellement construites en
phase de conception.
Figure 1 — Approche systématique d’économies d’énergie — Déroulement du projet
4.2 Salles propres nouvelles ou existantes
Les processus de réduction de la consommation énergétique pour les salles propres nouvelles et les
salles propres existantes diffèrent, car le point de départ et les données disponibles sont différents.
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Il convient de suivre les recommandations de 4.5 et 4.6 si une nouvelle salle propre est conçue ou si une
salle propre existante est évaluée à des fins de réduction d’énergie.
S’il est prévu de rénover une salle propre existante, il peut alors être possible d’introduire d’autres
opportunités de réduction de la consommation énergétique dans les modifications.
4.3 Comparaison de la performance énergétique
4.3.1 Généralités
Le processus de réduction de la consommation énergétique dans les salles propres existantes peut
nécessiter l’implication à plein temps de nombreuses ressources et cette activité a un coût. Pour cette
raison, il est important d’établir l’usage énergétique significatif (UÉS) de la salle propre qui justifie
l’action de réduction (voir ISO 50001).
4.3.2 Comparer la performance énergétique
Évaluer la performance énergétique actuelle de la salle propre et la comparer à un comparateur ou
une référence approprié(e). Les comparateurs peuvent par exemple être une autre installation de salle
propre similaire, des données antérieures de mise en service où la performance énergétique avait
auparavant été optimisée, ou encore un comparateur calculé sur la base d’une expérience antérieure.
Des recommandations relatives à l’analyse comparative de la performance énergétique sont données
dans l’Annexe D.
4.3.3 Détermination de l’analyse de rentabilité
Établir si la différence entre la consommation énergétique actuelle de la salle propre, le coût énergétique
et le comparateur ou la référence est significative et justifierait un investissement supplémentaire de
temps et de ressources.
4.3.4 Surveillance et examen
S’il n’y a pas de justification au moment de l’analyse de rentabilité, continuer de surveiller la performance
énergétique à intervalles réguliers et de la réévaluer en la comparant à la référence. Au fil du temps, un
certain nombre de variables peut fluctuer, ce qui peut faire évoluer cette évaluation:
— la performance énergétique et l’efficacité de la salle propre peuvent se dégrader;
— le coût énergétique unitaire et le coût de mise en œuvre du projet peuvent varier, ce qui aura une
incidence sur la rentabilité du projet; et
— de nouvelles technologies peuvent devenir disponibles ou plus rentables.
4.4 Rénovation ou modernisation d’une salle propre existante
Il convient de revoir la conception de la salle propre à rénover pour s’assurer que celle-ci prend bien
en considération l’efficacité énergétique. Le système de traitement et de distribution d’air d’une salle
propre caractéristique est indiqué ci-dessous.
SOURCE ASPEC-ADEME-EDF. Performance énergétique en ambiances propres (salles propres, environnements
[5]
maîtrisés, zones de confinement), reproduit avec l’autorisation d’ASPEC France.
Figure 2 — Illustration du système de traitement et de distribution d’air d’une salle propre
caractéristique
Il convient que la conception permette le réglage et l’optimisation ultérieurs de la performance
énergétique de la salle propre, par exemple l’installation de moteurs de ventilateurs à vitesse variable.
4.5 Processus pour des salles propres existantes
4.5.1 Sélection de l’équipe de projet
Il convient que les personnes sélectionnées pour le projet disposent de connaissances suffisantes
pour apporter leur expertise sur les aspects suivants: ingénierie et maintenance des équipements et
installations techniques de la salle propre, consommation énergétique de la salle propre, qualité des
produits, validation des équipements/procédés, opérations de production, et santé et sécurité.
Le nombre de membres dans l’équipe n’a pas d’importance.
4.5.2 Examen des exigences de l’utilisateur et du périmètre du projet
Il convient que l’équipe du projet comprenne le fonctionnement de la salle propre et documente le
périmètre du projet de réduction d’énergie. Cela peut comprendre:
— l’objectif global de la salle propre (sa finalité);
— les paramètres des procédés critiques qu’il est nécessaire de maintenir au sein de la salle propre.
EXEMPLE Les plages de température et d’humidité relative, l’exigence de propreté de la salle, le temps de
récupération et les différentiels de pression entre les salles adjacentes de différentes classifications.
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4.5.3 Collecte des informations sur les critères de performance de la salle propre
Il convient de collecter les documents, y compris les dessins et spécifications, et les informations qui
définissent les critères de performance afin:
a) d’identifier les critères ayant une influence sur la performance et d’examiner les impacts directs et
indirects des actions de réduction d’énergie;
b) d’identifier les critères de performance de la salle propre permettant de satisfaire aux exigences du
procédé, de sécurité des produits ainsi que de sécurité et de confort du personnel;
c) d’établir un profil d’usage énergétique, couvrant l’éclairage, le traitement de l’air, le chauffage de
confort, le refroidissement et tout autre usage énergétique significatif ou, lorsque cela n’est pas
possible, d’utiliser des estimations obtenues par des moyens professionnels;
d) de déterminer la performance de propreté actuelle (à partir de la classification et de la surveillance:
particules, produits chimiques et microorganismes);
e) d’établir le débit d’air, la vitesse du flux d’air et la pressurisation;
f) d’identifier les questions pratiques liées aux opérations sur site, par exemple la fiabilité et le
contrôle, l’aménagement, la vétusté, l’état, le fonctionnement et la maintenance;
g) de déterminer les résultats de toute analyse comparative des performances, destinée à comparer la
conception existante aux meilleures pratiques d’usage énergétique au regard de la consommation
et des coûts énergétiques; et
h) d’établir les coûts du cycle de vie et les études d’optimisation, dans la mesure du possible.
4.6 Processus de conception/construction de nouvelles salles propres et de salles
propres existantes en cours de rénovation
4.6.1 Examen des exigences de l’utilisateur et du périmètre du projet
Il convient d’identifier les critères de performance de la salle propre permettant de satisfaire aux
exigences du procédé, des produits et de confort du personnel.
NOTE Voir Article 5.
4.6.2 Examen de la conception au regard de la performance énergétique
Il convient que la conception de la salle propre soit examinée pour garantir que les aspects de
performance énergétique suivants sont pris en compte:
a) la performance de conception (en termes de classification: concentration particulaire et autres
caractéristiques de propreté);
b) les résultats de toute analyse comparative des performances, destinée à confirmer que la conception
satisfait aux meilleures pratiques d’usage énergétique au regard de la consommation et des coûts
énergétiques.
Il convient que l’examen de la conception se concentre spécifiquement sur la performance énergétique
de la salle propre et les meilleures estimations de l’usage énergétique prévu. Il convient que celui-ci
couvre l’éclairage, le traitement de l’air, le chauffage, le refroidissement et tout autre usage énergétique
significatif, en particulier pour les mini-environnements.
4.7 Analyse comparative des performances environnementales de la salle propre
Il convient de procéder à une analyse afin de comparer la performance environnementale de
la salle propre conçue (nouvelle) ou réaménagée (existante) avec les exigences de performance
environnementale (du procédé, des produits et de confort du personnel), dans le but de réduire le
surdimensionnement, par exemple en spécifiant des classifications de propreté plus basses (plus
propres) que nécessaire ou des espaces propres plus grands que nécessaire.
4.8 Identification des opportunités de réduction d’énergie
Il convient que l’équipe de projet analyse les résultats de l’analyse comparative, identifie les opportunités
de réduction d’énergie potentielles et procède à une sélection préliminaire. Cela peut être réalisé à l’aide
de la liste de contrôle de l’Annexe B.
Une fois que la sélection préliminaire a été faite, il convient de l’évaluer et de la documenter dans le
cadre du processus de décision, ainsi que de consigner les raisons sous-tendant le choix ou non d’une
opportunité.
Il convient d’évaluer le coût du cycle de vie des opportunités de réduction d’énergie et de le prendre en
compte dans l’analyse.
4.9 Évaluation de l’impact des opportunités de réduction d’énergie
Une fois que les opportunités d’économie d’énergie potentielles ont été identifiées (en utilisant, par
exemple, le tableau de l’Annexe B), il convient de réaliser une sélection préliminaire. Il convient d’établir
un rapport d’évaluation d’impact détaillé, couvrant toutes les opportunités potentielles identifiées et
tenant compte de toutes les recommandations correspondantes données dans l’Annexe B, ainsi que des
exigences professionnelles suivantes:
— faisabilité;
— exigences de compatibilité des procédés et de qualité des produits;
— sécurité et réglementations;
— coûts;
— retour sur investissement;
— incitations (par exemple, initiatives ou aides gouvernementales);
— échéancier/programme de mise en œuvre;
— ressources nécessaires à la mise en œuvre; et
— continuité des activités.
4.10 Sélection des opportunités de réduction d’énergie pour mise en œuvre
Il convient de revoir les priorités des opportunités de réduction d’énergie identifiées par le rapport
d’évaluation d’impact (4.9) comme étant devenues moins rentables ou plus contraignantes en les
reléguant derrière celles qui peuvent être facilement et efficacement mises en œuvre. Il convient ensuite
d’établir un programme de priorisation et de mise en œuvre.
Il convient de définir les spécifications et la portée des travaux des opportunités à mettre en œuvre.
Lorsque les industries disposent de normes ou de lignes directrices spécifiant des exigences de
performance, il convient d’identifier toutes les situations dans lesquelles une ou plusieurs exigences de
performance sont en contradiction avec une mesure particulière de réduction d’énergie proposée.
NOTE Ces exigences de performance peuvent inclure la qualité de l’air (en termes de concentration
particulaire et autres caractéristiques de propreté), l’efficacité des filtres, la vitesse du flux d’air unidirectionnel,
le débit d’air soufflé, le temps de récupération, la température, l’humidité et les différentiels de pression entre les
salles adjacentes de différents niveaux.
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Lorsque ces situations ont été identifiées, il convient de préparer une justification détaillée pour
démontrer que la qualité des produits n’est p
...














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