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如何设计无尘车间的照明方案

发布时间: 2021-04-13 浏览次数: 79

        随着科技的不断更新,越来越多的建筑工程需要清洁能源,目前清洁技术已广泛应用于微电子、生物制药、外科医疗、精密仪器制造、医疗器械等重要行业。请您谈谈常见的大空间封闭式净化工厂的照明设计。

一、无尘车间照度的确定和光源的选择
       洁净现场一般为大柱网、大跨度、大空间、无照明窗的密闭现场,洁净现场设计规范GB50073-2001明确规定了照明窗洁净现场的照度值(看这个规范中的表9.2.3),规定了无照明窗洁净区混合照明中的一般照明,200分1x以上,比GBJ73-84中的150分1x提高了一级。国际照明委员会(CIE)《室内照明指南》规定,无窗现场照度最低不得低于500分1x。根据我国现有电力水平,我国人工照明照明照度标准普遍低于欧美等国家,实际上最近一些中外合资和国外独资的洁净室照度远高于2001x,达到300~5001x。对于在密闭洁净室工作的工作人员来说,为他们提供明亮舒适的视觉环境,大大提高生产效率和精细产品的成品率。因此,适当提高洁净室人工照明照度水平,提高工作人员的视觉卫生,有利于促进国民经济发展。目前,国家正在制定《工业和民用建筑照明设计标准》,新规范中的照明标准将大大提高。但考虑到生产车间的明暗适应,无尘车间的走道、休息室的照度和工作照度等级不能相差太大,一般相差1~2级,但最低不能低于100级1x。有窗无尘车间的标准与现行国家标准《工业企业照明设计标准》GB50034-92相同。
各洁净工业厂房根据其照度工艺要求的不同也有较大的差别,如显像管厂电子枪装配车间的混合照明照度要达到1000~3000 x,除一般照明外,还需设置局部照明,而混合照明在照度中所占比例不能过大,一般照明照度为混合照明照度的5~15%。在我国,由于电力紧张,局部照明在混合照明中的照度比例有所增加。若空间照明不足,易产生眩光,使人疲劳,但光源亮度不能过高,常选用荧光灯等线形光源或带磨砂玻璃的白炽灯。
        无尘车间对光源有特殊要求的车间,如:显像管厂的荧光粉涂饰间、半导体厂的光刻室,为了防止感光材料的感光,必须采用黄色或红色光源,应根据其特殊要求选用黄色荧光灯管或低压钠灯管,黄色荧光灯管也有两种,一种为灯管内壁涂黄色荧光粉;另一种为白色荧光灯管外罩黄色塑料套管,其光通量均低于普通荧光灯管。
二、无尘车间一般照明灯具的选型及布置
        为了做好高洁净度洁净室的照明设计,首先介绍了无尘车间的洁净度和洁净空气流动。在新的《无尘车间设计规范》GB50073-2001中,对空气洁净度等级的规定进行了更多的修改。GBJ73-84规定空气洁净度分为四个等级,即100、1000、10000和10000。随着微电子和集成电路行业的快速发展,无尘车间对空气洁净度的要求越来越高,要求控制粉尘粒径小于0.1m。为了与国际接轨,新规范采用了国际标准ISO14644-1的相关规定,空气洁净度从4个等级提高到9个等级,即1级和2级。。
在规范中,对洁净空气流动型的选择也作了明确规定:对空气洁净度等级要求为1~4级时,应采用垂直单向流动;对空气洁净度等级要求为5级时,应采用垂直单向流动或水平单向流动;6~9级时,应采用非单向流动。所谓气流流动型,就是合理设计洁净室内空气的流动形式和分布。特性:应考虑避免或减少涡流,有利于快速有效地排除污染物,应尽量限制和减少室内污染源散发的灰尘和细菌的扩散,保持室内生产环境所需的空气洁净度等级。
       鉴于洁净室的特殊性,一般照明灯具的选型应选择外形表面光滑、凹凸少、不易积灰、易清洗且不宜产生静电的材料制成的灯具。除了要满足照明要求外,灯具的选用和布置也应主要考虑室内气流流型,如: VLSI厂光刻车间,顶棚为垂直单向流送风口时,…其高效过滤器送风口的面积有时可达天花板面积的80%左右,这给灯具的布置带来了困难。此时,应选择泪珠荧光灯。这种灯对气流影响较小,可安装在高效过滤器专用铝型材框架对于非单向流洁净室,宜采用三角吸顶荧光灯或盒式吸顶荧光灯,灯具布置最好采用连续光带或断续光带,并与火警探测器、空调风口等统一安排。举例来说:某显像管厂的电子枪组装车间,面积2160%(60×36),采用双管三角吸顶荧光灯,以12排断续逃带,每排20个布灯,效果较好,吸顶荧光灯安装时应注意用密封胶加衬垫,做到密封安装,保持洁净室压差,避免污染。不妨碍送风,也有效利用了唯一的天花板空间。根据天花板的模数,可以选择照明器具的长度。对于非单向流动洁净室,应采用三角天花板日光灯或箱式天花板日光灯,照明器具的配置最好采用连续光带或断续光带,与火警探测器、空调风口等统一配置。一家显像管厂的电子枪装配车间,面积2160%(60×36),采用双管三角吸顶荧光灯,以12排断续逃带,每排20个布灯,效果较好,吸顶荧光灯安装时应注意用密封胶加衬垫,做到密封安装,保持洁净室压差,避免污染。具体来说,参考洁净室的照明控制水平单向流洁净室,建筑层高不太高,送、回风口均安装在侧墙,顶棚便于灯具布置,可采用嵌入式荧光灯,尽量减少对气流的影响。
三、无尘车间应急照明灯具的选型及布置
       无尘车间是一个相对封闭的车间,室内人员流动路线复杂。为了方便事故发生,人们可以在最短的时间内离开事故现场,确保生命安全,应设置人员避难照明。国家规范规定,避难指示标志应放置在太平门顶部或避难通道及其拐角处离地面1米以下的墙面上,通道上的指示标志间距不应大于20米、通道上的避难照明照度标准值不应低于0.51x、避难车间设计规范、避难车间设计规范没有明确规定照度标准。根据无尘车间的特殊性,避难照明按0.51x的照度设置。避难通道照明灯也应设置为避难通道照明灯。将照度提高到51x更合适。无尘车间一般为24小时三班制,避难照明应选择常明灯。
专用消防口是消防人员为了灭火进入建筑物的专用入口。设置专用消防口是为了使消防员在发生火灾时能够迅速有效地直接进入现场的核心部位进行救援,《清洁现场的设计规范》规定在专用消防口设置红色应急照明灯在实际工程中,很多设计者可以注意到避难照明的设置包括避难指向标志灯和避难出口标志灯的设置,但是避难通道照明灯的设置被一些设计者忽视,特别是专用消防口经常被忽视红色应急照明灯的设置。
       无尘室内应设置备用照明;备用照明是用来保证正常照明失效时能继续正常活动的照明。对有柴油发电机装置的无尘车间,备用照明电源可由柴油发电机提供;对无柴油发电机装置的无尘车间,备用照明电源可采用与正常照明的供电干线分别连接在不同的变压器上,或与正常照明的供电干线自变电所的低压屏(或母线)分开的方式。
净室备用照明应按比例均匀布置,照度不低于一般照明的10%,可选择洁净室一般照明灯具型号相同,内装蓄电池灯具,平时作为正常照明工作,停电时自动转入应急照明,此方式功能独立,布线简单,应用灵活,受外接电源限制小。目前比较流行的一种应急照明方式,是用蓄电池集中供电装置为分散的应急照明灯具(不带电池)供电,一般情况下由市供电,当市电停电时,自动强切到应急电源上。当市电恢复供电时,电源装置自动转换为市电供电。集中电源应急照明的优点是维护管理方便,使用寿命长,供电电压稳定性强,保护功能完善,比柴油发电机启动快,占地面积小,环保。缺点是需要单独布线,不如自带电源应急照明灵活,一旦出现故障影响范围大。与自带电源应急照明相比,综合价格差不多,稍微便宜一点,值得无尘车间设计推广。


四、无尘车间照明的节能
       洁净现场的照明照度要求比一般现场高,室内天花板低,照明消耗的能量大,一般适合使用荧光灯作为光源。但是,选择不同种类的荧光灯,对于提高光效、节约能源也是重要的建议。三基荧光灯是T8型(36W)灯或T5型(28W)灯。我国80年代末生产的T8型灯,其光效比我国生产数十年的T12(40W)型灯提高了15%~30%,取代了T12灯,90年代开发了T5型灯。最近开发了T2型灯。我国生产T8管已有十几年的历史,质量稳定,产量也大,T5管是发展方向,但生产时间还不长,可以选择使用。灯泡中的荧光粉材料,从普通粉发展到三基色稀土荧光粉,也是技术进步的重要标志。以飞利浦用三基色粉生产的36W超级直管灯为例,比普通粉生产的T8管光效提高17.5%,寿命延长50%,显色性从63提高到85,但单根灯的价格提高了约140%,尽管如此,经济上也有合理性。
       选用电子镇流器或节能电感镇流器也可以达到节能的目的,荧光灯用电子镇流器及节能电感镇流器与传统电感镇流器相比,自身功耗小、能效因数高、可明显节约电费开支,但价格高。
如:洁净工程中使用5000只镇流器,三班工作制,24小时用电,那么使用电子镇流器或节能电感镇流器可节约电能。选择电子镇流器或节能电感镇流器也可以达到节能的目的。与传统的电感镇流器相比,荧光灯电子镇流器和节能电感镇流器功耗低,能效因数高,可以明显节约电费,但价格高。比如洁净工程中使用5000个镇流器,三班制,24小时用电,那么使用电子镇流器或节能电感镇流器可以节约电能。

五、无尘车间照明布线应注意的问题
        无尘室的照明布线应与各种电气线路、各种专业管道一样,遵循“隐蔽”原则。无尘室的气流流型不同,其建筑结构也有差异,非单向流无尘室,一般只有上技术夹层或吊顶;垂直单向流无尘室,设有上下技术夹层,上技术夹层为送风静压箱,循环风处理装置,高效过滤器,部分电力、照明、通讯管线也在此敷设;下技术夹层为回风静压箱(回风箱),一般敷设水管、煤气管道、电气管线、电缆桥架、封闭母线等;毗邻无尘室,设有技术夹道或技术竖井,敷设竖管或放置辅助生产设备,这些设备不宜放在无尘车间。
由于照明配电箱通常安装在顶棚以上的技术夹层或技术夹道内,这样便于靠近负荷中心,水平布线短,伸入隐蔽。
洁净室仅设置吊顶,吊顶内管线复杂,注意电气管线敷设应尽可能远离爆炸性气体管道或采取相关措施;洁净室内必须安装照明配电箱、开关等,尽量暗装,电线电缆管线穿越吊顶时要进行密封处理,防止吊顶内灰尘、细菌等进入洁净室。
六、结论
       无尘房管线多,专业技术复杂,要求严格,其设计需要多种专业技术的协同配合,是一项综合性极强的工程设计,照明是其重要组成部分,照明照度的确定、光源及灯具的选择、灯具的布置与建筑、设备专业的协调,是无尘房照明设计的重要内容,良好的无尘房照明设计要做到照度适中,空间明亮,并合理利用顶棚空间,巧妙布置,安装灯具,以达到美观、舒适、均匀、合理的照度,满足无尘房洁净度的要求,既节约能源,又便于维护管理。

 

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