一、電子工廠潔凈室的空調(diào)負(fù)荷特點(diǎn)和節(jié)能
(一)潔凈室的空調(diào)負(fù)荷
潔凈室的凈化空調(diào)負(fù)荷由下面幾部分組成：
1、室內(nèi)負(fù)荷主要包括：
①室內(nèi)作業(yè)人員的散熱、散濕負(fù)荷。
②室內(nèi)照明燈具的散熱負(fù)荷。
③潔凈室圍護(hù)結(jié)構(gòu)(墻、頂、地、門、窗)的傳熱、傳濕負(fù)荷。
④生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)過程的散熱、散濕負(fù)荷。
2、潔凈室新風(fēng)處理的熱、濕負(fù)荷。夏季是降溫去濕；冬季是加熱、加濕。
3、空氣輸配時(shí)風(fēng)機(jī)(或FFU)的溫升和水泵的溫升負(fù)荷。
(二)高級(jí)潔凈室的空調(diào)負(fù)荷特點(diǎn)
1、高級(jí)別潔凈室(100級(jí)，10級(jí)，1級(jí))是垂直單向流潔凈室，其送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量非常大，高達(dá)400~500次/h換氣，而且風(fēng)機(jī)的壓頭也很高，一般多在1000~1500Pa，因此風(fēng)機(jī)溫升的負(fù)荷大。按理論計(jì)算：在集中送風(fēng)方式的系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)的溫升為1.5℃，僅此一項(xiàng)的負(fù)荷就是500~700W/m2；如果采用FFU送風(fēng)方式，風(fēng)機(jī)溫升的負(fù)荷也要250~350 W/m2因此，風(fēng)機(jī)溫升的負(fù)荷大是其一個(gè)負(fù)荷特點(diǎn)。
2、服務(wù)于微電子和光電子的高級(jí)別潔凈室因工藝排風(fēng)量大，所以新風(fēng)量也很大，新風(fēng)量一般在10~20次h換氣；因此，處理如此多新風(fēng)的負(fù)荷大約為400~800 W/m2；個(gè)別工藝的排風(fēng)量更大，固新風(fēng)負(fù)荷也還會(huì)更大。因此新風(fēng)負(fù)荷大是其第二個(gè)負(fù)荷特點(diǎn)。
3、生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)過程的散熱、散濕負(fù)荷大，是高級(jí)別潔凈室的第三個(gè)負(fù)荷特點(diǎn)。生產(chǎn)負(fù)荷的大小是與工藝生產(chǎn)本身的性質(zhì)、生產(chǎn)設(shè)備的密閉、保溫、通風(fēng)以及水冷卻的情況有關(guān)。
4、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱、照明燈具的散熱以及作業(yè)人員的發(fā)熱這三項(xiàng)負(fù)荷相對(duì)比較小，三項(xiàng)負(fù)荷之和還不足總空調(diào)負(fù)荷的10% (其中：照明負(fù)荷大約25~30W/m2；圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷大約20~30W/m2；作業(yè)人員負(fù)荷大約10~15W/m2)，這是高級(jí)別潔凈室第四個(gè)負(fù)荷特點(diǎn)。
(三)電子工廠潔凈室空調(diào)凈化系統(tǒng)的節(jié)能
研究高級(jí)別潔凈室的空調(diào)凈化系統(tǒng)節(jié)能，應(yīng)首先從分析其空調(diào)負(fù)荷特點(diǎn)入手，抓住空調(diào)負(fù)荷中的主要矛盾，才能事半功倍。從前面可知，高級(jí)別潔凈室空調(diào)負(fù)荷中占90%以上的負(fù)荷是：新風(fēng)負(fù)荷、風(fēng)機(jī)溫升負(fù)荷和工藝設(shè)備和工藝過程負(fù)荷三項(xiàng)。這是它的主要矛盾。
1、降低新風(fēng)空調(diào)負(fù)荷的節(jié)能措施
①減少排風(fēng)量。改進(jìn)工藝和工藝設(shè)備，盡可能不排風(fēng)，少排風(fēng)。采取密閉式排風(fēng)罩在同等的排風(fēng)效果下盡量減少排風(fēng)量。
②減少正壓漏風(fēng)量。加強(qiáng)潔凈室圍護(hù)結(jié)構(gòu)的密封性，既能保持潔凈室必要的正壓值，又可減少所需的正壓漏風(fēng)量。
③提高新風(fēng)空氣處理設(shè)備的效率。
2、降低風(fēng)機(jī)溫升負(fù)荷的節(jié)能措施
①在確保潔凈室潔凈度的前提下，盡量減少送風(fēng)量，盡量用局部高凈化來替代全面高凈化。
②加強(qiáng)空調(diào)設(shè)備和空調(diào)系統(tǒng)的密閉性，減少漏風(fēng)量。
③采取凈化送風(fēng)與空調(diào)送風(fēng)分離的送風(fēng)方案，使90%的凈化送風(fēng)量就近循環(huán)以減少風(fēng)機(jī)溫升負(fù)荷。
④采用FFU加新風(fēng)機(jī)組加千盤管的送風(fēng)方式以減少風(fēng)機(jī)溫升負(fù)荷。
⑤提高風(fēng)機(jī)效率，采取變頻措施。
3、工藝設(shè)備和工藝過程的發(fā)熱是工藝生產(chǎn)本身的問題，只能依靠工藝自己來解決。
4、除上述措施之外，還可采取如下措施
①加強(qiáng)水管和風(fēng)管的保溫。
②減少冷熱源的跑、冒、滴、漏。
③采取熱回收，充分利用廢熱。
④盡量利用天然能源作空調(diào)系統(tǒng)的預(yù)冷和預(yù)熱，如：太陽能、地下水、土壤能等。
⑤利用蓄冰和蓄熱等優(yōu)惠政策。
四、電子工廠潔凈室的消防和排煙
(一)潔凈室消防的重要性
1.潔凈室尤其是高級(jí)別潔凈室，多居于建筑的中心部位，是無外墻、無外窗、無外門又極為密閉的無窗廠房或密閉廠房。這樣的建筑一旦發(fā)生火災(zāi)給 人員的疏散帶來極大的困難，處理不好會(huì)給人員和財(cái)產(chǎn)帶來極大的損失。
2.微電子和光電子用的高級(jí)別潔凈室在生產(chǎn)過程中使用和產(chǎn)生大量的有毒有害、易燃、易爆的特氣、烷類、有機(jī)物質(zhì)和酸堿氣體(如上節(jié)所述)，這些物質(zhì)不僅是助燃、爆炸的物質(zhì)而且還會(huì)傷及人員的生命。一旦產(chǎn)生火災(zāi)，后果不堪設(shè)想。
3、如前所述，高級(jí)別潔凈室的初投資十分昂貴，單就其基建本身單位造價(jià)要25000- 50000元/m2；其中的生產(chǎn)設(shè)備價(jià)格貴得更加驚人，有的設(shè)備一臺(tái)就數(shù)百萬美元，因此，消防對(duì)保護(hù)這樣建筑的財(cái)產(chǎn)損失就更加重要了。
4、潔凈室內(nèi)的靜電也是誘發(fā)火災(zāi)的隱患，因此要重視靜電的消除。
(二)潔凈室的消防措施
按“潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范”規(guī)定：
1、在潔凈室的建筑和裝修上面規(guī)定：“潔凈廠房的耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)”。潔凈室的頂棚和壁板(包括夾心材料)應(yīng)為不燃燒體，且不得采用有機(jī)復(fù)合材料”。“頂棚的耐火極限不應(yīng)低于0.4h，疏散走道的頂棚的耐火極限不應(yīng)低于1.0h， 在同一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間應(yīng)設(shè)置不燃燒體隔斷，其墻和頂棚的耐火極限不應(yīng)低于1h，其墻上門、窗的耐火極限不應(yīng)低于0.6h”
2、在消防條文中還規(guī)定，“在潔凈室的生產(chǎn)層、上技術(shù)夾層和下技術(shù)夾層均應(yīng)設(shè)室內(nèi)消火栓滅火系統(tǒng)。消火栓用水量≥10I/S，潔凈廠房?jī)?nèi)各場(chǎng)所必須設(shè)置滅火器”。并且還規(guī)定，“潔凈廠房宜設(shè)置預(yù)作用式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)”。“潔凈廠房的疏散走廊，應(yīng)設(shè)置機(jī)械防排煙設(shè)施?！薄皾崈羰覚C(jī)械防排煙系統(tǒng)宜與通風(fēng)和凈化空調(diào)系統(tǒng)合用，但必須采取可靠的防火安全措施。”
3、還規(guī)定，“潔凈室使用可燃?xì)怏w處應(yīng)設(shè)可燃?xì)怏w的報(bào)警裝置和事故排風(fēng)裝置，報(bào)警裝置應(yīng)與相應(yīng)的事故排風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖”，“潔凈室的地面應(yīng)具有導(dǎo)靜電性，地面表層應(yīng)采用靜電耗散性材料制作，其表面電阻率應(yīng)為105~1012Ω，并且設(shè)置有導(dǎo)電泄放和接地措施。對(duì)地的泄放電阻值應(yīng)為105~109Ω”。“潔凈室的凈化空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)采取防靜電接地措施”等。
(三)潔凈室的防排煙
前面已敘述過，在“潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范”GB 50073-2001 中明確規(guī)定：“潔凈廠房的疏散走廊應(yīng)設(shè)置機(jī)械防排煙設(shè)施”?！皾崈羰覚C(jī)械防排煙系統(tǒng)宜與通風(fēng)、凈化空調(diào)系統(tǒng)合用，但必須采取可靠的防火安全措施，并應(yīng)符合現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
而在兩規(guī)范中均沒有明確要求潔凈室一定要設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)。而且，這樣的潔凈室凈化級(jí)別高，頂棚滿布高效過濾器(HEPA)，面積很大(大多在4000m2~1000m2)，又因生產(chǎn)工藝的原因，不可能劃分成若干個(gè)防煙分區(qū)，因此排煙量極大，設(shè)置排煙系統(tǒng)的難度很大。而且各地方的消防部門對(duì)這一要求的掌握也不盡-致。 但這一類型的潔凈室往往都投保于國(guó)外的保險(xiǎn)公司，這些保險(xiǎn)公司為了自身的利益都要求對(duì)潔凈室設(shè)置排煙系統(tǒng)，否則就要提高投保費(fèi)用。一般對(duì)這樣的潔凈室設(shè)置排煙系統(tǒng)，目前常用的有下排煙和上排煙的兩種方式：
1、下排煙方式：下排煙一般是在潔凈室的回風(fēng)技術(shù)夾層(下技術(shù)夾層)或回風(fēng)豎井內(nèi)設(shè)置排煙口，當(dāng)潔凈室發(fā)生火災(zāi)時(shí)，開啟排煙口，聯(lián)鎖啟動(dòng)排煙風(fēng)機(jī)進(jìn)行排煙。此時(shí)新風(fēng)機(jī)組繼續(xù)進(jìn)行補(bǔ)充新風(fēng)，新風(fēng)由FFU送入潔凈室。但是，采用下排煙方式時(shí)應(yīng)特別注意，FFU向下送風(fēng)的風(fēng)速應(yīng)大于煙氣上升的速度排煙效果好，否則煙氣就會(huì)在潔凈室的頂部集聚，影響煙氣的排除。一般情況下，FFU的送風(fēng)速度為0.25~0.5m/s，而火災(zāi)的熱釋放只要大于3Kw時(shí)煙氣的上升速度就會(huì)大于0.5m/s故一般下排煙的方式只有在火災(zāi)剛剛發(fā)生時(shí)排煙效果才好。下排煙方式在國(guó)外的集成電路生產(chǎn)廠采用的較多，但國(guó)內(nèi)的消防部門一般不容易接受。
2、上排煙方式：上排煙一般是在潔凈室吊頂上設(shè)置排煙口，當(dāng)潔凈室發(fā)生火災(zāi)時(shí)，開啟排煙口，聯(lián)鎖啟動(dòng)排煙機(jī)，此時(shí)新風(fēng)機(jī)組照常運(yùn)行，補(bǔ)充新風(fēng)。因排煙氣流方向與煙氣上升方向一致，因此排煙效果好。但最大的問題是排煙口的設(shè)置問題，對(duì)于非單向流潔凈室高效過濾器在吊頂上不是滿布的，這一問題還容易解決，但對(duì)于高級(jí)別垂直單向流潔凈室而言，吊項(xiàng)上滿布了高效過濾器或FFU，排煙口的設(shè)置就成了一個(gè)大問題。還好，目前已有一些凈化設(shè)備公司已經(jīng)開發(fā)了FFU和排煙口相結(jié)合的產(chǎn)品，這就很巧妙地解決了這一難題。
還有一個(gè)由于工藝的要求不能將整個(gè)大面積的潔凈室劃分為若干個(gè)防煙分區(qū)的問題，目前還只能將400-10000m2的潔凈室看做一個(gè)防煙分區(qū)。因此排煙量非常大，為了減少排煙量，通常把工藝設(shè)備的局部排風(fēng)系統(tǒng)也兼作排煙系統(tǒng)來滿足偌大的排煙量的要求。
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