클린룸 오염제어 - 출입문 개폐가 청정도에 미치는 영향

클린룸 오염제어 클린룸 출입문 개폐가 청정도에 미치는 영향

클린룸에서 출입문은 사람·자재·공기가 교차하는 유일한 개방 요소로서, 청정도 유지에 직접적이고도 반복적인 영향을 미친다. 출입문 개폐 행위는 순간적인 압력 붕괴, 난류 발생, 외부 공기 유입을 동반하며, 이는 입자 농도 상승과 미생물 확산으로 이어질 수 있다. 따라서 클린룸 출입문 관리는 단순한 편의 시설 관리가 아니라, 공조 설계·차압 유지·운영 절차가 결합된 핵심 오염제어 요소로 인식되어야 한다.

 

클린룸 오염제어 및 청정도 확보를 위해 출입문은 항시 닫혀진 상태를 유지해야 하는 것을 보여주는 그림

 

1. 출입문 개폐와 공기 흐름 변화의 기본 원리

요약

● 출입문 개방 시 압력 구배 붕괴 발생
● 공기 흐름 방향의 순간적 역전 가능성
● 난류 형성으로 입자 재비산 유발

클린룸은 청정 구역에서 저청정 구역 방향으로 공기가 흐르도록 압력 구배가 형성되어 있다. 그러나 출입문이 개방되는 순간, 이 압력 구배는 일시적으로 붕괴되며 공기 흐름이 불안정지며 클린룸 오염제어는 사실상 외부 오염공기 유입으로 깨지게 된다. 특히 문이 완전히 열리는 동안에는 인접 공간 간 압력 차이가 급격히 감소하거나 역전될 수 있다.

이 과정에서 발생하는 난류는 바닥, 벽체, 작업자 표면에 침착되어 있던 입자를 다시 공기 중으로 부유시키는 역할을 한다. 이러한 입자 재비산은 청정도 등급이 높은 구역일수록 상대적으로 큰 영향을 미치며, 단시간의 문 개방이라도 입자 농도 상승으로 이어질 수 있다.

2. 출입문 개폐가 차압 안정성에 미치는 영향

요약

● 차압 회복 시간 증가
● 인접 구역 연쇄적 압력 변동
● 공조 시스템 부하 증가

출입문 개폐는 단순히 해당 공간의 차압만 변화시키는 것이 아니라, 연결된 여러 구역의 압력 균형에 연쇄적인 영향을 미친다. 문이 열리면 해당 구역의 압력이 저하되고, 이를 보상하기 위해 공조 시스템은 순간적으로 풍량을 증가시키거나 압력 제어를 시도한다.

문제는 출입 빈도가 잦을 경우 차압이 정상 상태로 회복되기 전에 다시 붕괴가 반복된다는 점이다. 이러한 상황은 차압 변동 폭을 확대시키고, 장기적으로는 공조 설비의 부하 증가와 제어 안정성 저하로 이어진다. 차압 회복 시간이 길어질수록 오염 공기가 청정 구역으로 유입될 가능성 또한 증가한다.

따라서 가급적이면 클린룸 오염제어를 위해 출입문은 항상 닫혀있고 이중문 등으로  외부 일반룸의 공기가 바로 오염되지 않도록 

하는 것이 중요하다.

항목	출입문 개폐	출입문 개폐 후
차압 상태	안정적 유지	순간적 붕괴
공기 흐름	단방향	난류 발생
공조 부하	정상	일시적 증가

3. 출입문 개폐로 인한 입자 및 미생물 오염 메커니즘

요약

● 외부 입자 직접 유입
● 작업자 표면 입자의 탈락 증가
● 미생물 확산 경로 형성

출입문 개방 시 가장 직접적인 영향은 외부 공간에 존재하던 입자의 유입이다. 전실이나 복도 역시 관리 구역일 수 있으나, 공기 중 입자 농도는 공정실보다 높기 때문에 개방 순간 공기 교환이 발생하면 청정도가 저하된다.

또한 작업자가 이동하며 문을 통과하는 과정에서 방진복 표면에 부착된 입자가 탈락하기 쉽다. 이때 발생한 입자는 난류에 의해 넓은 범위로 확산되며, 바닥이나 설비 표면에 다시 침착된다. 미생물의 경우에도 동일한 경로를 따라 이동하며, 특히 인체 유래 미생물은 출입문 인근에서 농도가 높아지는 경향을 보인다.

4. 출입문 설계 요소와 클린룸 오염제어를 위한 청정도 유지 전략

요약

● 인터락 시스템 적용
● 자동 개폐 및 개방 시간 최소화
● 전실과 에어샤워 연계 설계

출입문이 청정도에 미치는 영향을 최소화하기 위해서는 설계 단계에서부터 관리 전략이 반영되어야 한다. 대표적인 방법은 인터락 시스템을 적용하여 양쪽 문이 동시에 열리지 않도록 제어하는 것이다. 이를 통해 외부 공기가 직접적으로 유입되는 경로를 차단할 수 있다.

자동 슬라이딩 도어 또는 고속 개폐 도어는 문 개방 시간을 최소화하여 압력 붕괴 지속 시간을 줄이는 데 효과적이다. 또한 출입문은 단독 요소로 존재하기보다 전실, 에어샤워와 연계되어 단계적 완충 구역을 형성해야 한다. 이러한 구조는 공기 교환량을 분산시키고, 입자 유입을 단계적으로 감소시키는 역할을 한다.

5. 출입문 개폐 관리 기준과 운영 절차의 중요성

요약

● 출입 빈도 최소화 기준 설정
● 작업 동선과 출입 절차 표준화
● 청정도·차압 모니터링 연계 관리

출입문 관리의 마지막 요소는 운영 절차다. 아무리 우수한 설계와 설비를 갖추더라도, 출입 빈도가 과도하거나 절차가 지켜지지 않으면 청정도 유지 및 클린룸 오염제어에는 한계가 있다. 따라서 작업 동선을 사전에 계획하고, 불필요한 출입을 최소화하는 기준을 명확히 설정해야 한다.

출입문 개폐 이력과 차압, 입자 농도 데이터를 연계해 분석하면 특정 시간대나 작업 유형에서 발생하는 문제를 식별할 수 있다. 이러한 데이터 기반 관리는 출입문 개폐를 단순 행위가 아닌 관리 대상 변수로 전환시키며, 클린룸 전체 청정도 안정성을 향상시키는 기반이 된다.

종합적으로 클린룸 출입문 개폐는 청정도 유지에 있어 가장 빈번하면서도 영향력이 큰 변수다. 설계·설비·운영 절차를 통합적으로 관리할 때만 출입문이 오염원이 아닌 제어 가능한 요소로 기능할 수 있다.

 

6. 클린룸 출입문 개방 시 필수 관리 항목

클린룸 출입문은 항상 닫혀 있어야 하지만, 장비/자재 반입 등으로 불가피하게 개방해야 할 때는
오염 유입을 최소화하는 보완관리 절차가 필요하며 필수 관리항목이 있는데,

아래에서 실무 기준으로 정리해드립니다.

클린룸 오염제어를 위한 출입문 개방 시 필수 관리 항목

1) 사전 준비

항목	내용
반입 계획 수립	반입 장비·자재 목록 작성, 이동 동선 지정
작업 시간 선정	주변 활동 최소 시간대(비교적 한산한 시간)
출입문 주변 정리	바닥 청소/이동 장애물 제거
반입 인원 최소화	인원 제한(필요 인원 외 출입금지)

 

2) 출입문 개방 중 관리

클린룸 오염제어를 위해서는 개방 시간을 최소화 하는 것은 물론 이중문 설치하는 것도 도움이 된다.

 

관리 방법	목적
개방 시간 최소화	“열림–작업–즉시 닫음” 원칙
이중문 중 1문만 운영(가능 시)	기류 손실 최소화
임시 에어 커튼 또는 이동형 공기청정기 사용	외부 입자 차단
반입물 표면 청소	와이핑, 진공 흡입 등 사전 청소 실시
장비 지지대·바퀴 청결 확인	바닥 오염 유입 방지
불필요한 외부 공조 차단	다른 문 개방 금지, 외부 창문 닫힘 확인

3) 반입 인원 보호구 규정

• 클린룸 등급에 맞는 가운, 장갑, 헤어캡, 마스크 착용
• 외부 인력 투입 시 사전 교육 또는 동행 입실 필수

4) 작업 종료 후 조치

항목	내용
문 즉시 닫힘 확인	자동닫힘 장치 점검
출입 구역 청소	바닥/벽면 먼지 제거, 잔재 이물질 확인
입자 농도 확인	등급에 따라 Portable Particle Counter 활용
차압 회복 확인	기준 차압 도달 시까지 모니터링
반입 물품 오염 상태 재확인	청정도 손상 부위 여부 점검

5) 기록 및 추적

• 반입 작업 기록서 작성 필수
  • 반입 시간/종료 시간
  • 인원, 장비 목록
  • 청소 및 측정 기록
  • 문제 발생 시 조치 내용
• 필요 시 CAPA(시정·예방조치) 적용