12 電氣設(shè)計(jì)
12．1 配 電
12．1．3 電子工業(yè)潔凈廠房中的產(chǎn)品生產(chǎn)用主要工藝設(shè)備，一般都是電子生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備、核心設(shè)備，它們的正常、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)確保生產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)至關(guān)重要，所以近年來的一些電子產(chǎn)品生產(chǎn)用主要設(shè)備都要求由專用變壓器或?qū)Ｓ玫蛪吼侂娋€路供電。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品生產(chǎn)的精細(xì)化、微型化、高質(zhì)量和高可靠性的要求日益嚴(yán)格，對(duì)潔凈室(區(qū))的空氣潔凈度等級(jí)要求嚴(yán)格和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、高純物質(zhì)(高純水、高純氣、高純化學(xué)品)供應(yīng)可靠和連續(xù)，這些都對(duì)潔凈室(區(qū))的電力供應(yīng)提出了連續(xù)甚至不間斷供應(yīng)和電壓穩(wěn)定性要求。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近年來設(shè)計(jì)的大規(guī)模集成電路芯片制造工廠、TFT-LCD制造工廠中，均要求電力供應(yīng)中設(shè)置備用發(fā)電機(jī)組。供應(yīng)有特殊要求的生產(chǎn)工藝設(shè)備和公用動(dòng)力設(shè)備(包括高純氣、特種氣體、部分凈化空調(diào)系統(tǒng)、化學(xué)品等供應(yīng)系統(tǒng))等所需電力，應(yīng)急發(fā)電機(jī)供應(yīng)電力的能力約占全廠裝設(shè)功率的2％～15％，不間斷電源(UPS)的電力供應(yīng)能力占全廠裝設(shè)功率的1％～15％；一些大規(guī)模集成電路芯片制造工廠的應(yīng)急發(fā)電裝置設(shè)有8～12臺(tái)，單臺(tái)發(fā)電能力1500～2000kW。雖然有上述工程實(shí)踐，但電子產(chǎn)品類型很多，據(jù)了解，并不是所有電子產(chǎn)品生產(chǎn)用潔凈廠房都采用上述配置，因此作了本條規(guī)定。
12．1．4 為確保潔凈廠房的凈化空調(diào)系統(tǒng)(含制冷機(jī))連續(xù)、穩(wěn)定地運(yùn)行，應(yīng)由變電所低壓饋電專線供電。
12．1．6 本條規(guī)定電子工業(yè)潔凈室(區(qū))中的配電設(shè)備應(yīng)采用暗裝，是為了防止或減少產(chǎn)生、積聚微粒，方便清潔。近年來，電子工業(yè)潔凈廠房中采用垂直單向流潔凈室時(shí)，下技術(shù)夾層高度常常為4m以上，此時(shí)，配電系統(tǒng)的配電箱基本上均布置在下技術(shù)夾層內(nèi)，故本條規(guī)定“配電設(shè)備宜設(shè)置在下技術(shù)夾層”。
12．1．7 潔凈室(區(qū))為密閉空間，一旦出現(xiàn)火情時(shí)煙氣不易排出，為確保工作人員的安全和健康，宜采用低煙、無鹵型電纜，避免電纜燃燒產(chǎn)生的煙霧和鹵素毒氣危及工作人員的安全。為保證潔凈生產(chǎn)區(qū)的潔凈度、不積聚塵埃，電纜不宜在潔凈生產(chǎn)區(qū)明敷。為避免防止污染物從接縫滲漏人潔凈室(區(qū))，對(duì)各種接縫、電氣管線口應(yīng)進(jìn)行密封處理。
12．1．8 電子工業(yè)潔凈廠房內(nèi)使用的可燃?xì)怏w、危險(xiǎn)化學(xué)品的種類很多，各自的物理化學(xué)特性不同和供應(yīng)系統(tǒng)配置不同，且具體工程中的系統(tǒng)、設(shè)備和安防設(shè)施的配置也不相同，所以電氣設(shè)計(jì)應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50058的規(guī)定，由工藝專業(yè)等確定其設(shè)防等級(jí)。
12．2 照 明
12．2．1 根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50034—2004中的規(guī)定，照度值均為作業(yè)面或參考平面上的維持平均照度值。該標(biāo)準(zhǔn)第5章中規(guī)定了各類建筑的照明標(biāo)準(zhǔn)值，現(xiàn)將其中有關(guān)電子工業(yè)的部分摘錄于表27中。
據(jù)調(diào)查，近年來設(shè)計(jì)、建造的一些大規(guī)模集成電路芯片制造工廠、TFT-LCD制造工廠潔凈室(區(qū))的照度值大部分為500 lx，也有的采用300 lx；更衣室、支持區(qū)和化學(xué)品儲(chǔ)存分配間等，大部分為300～500 lx，也有的采用150～200 lx。根據(jù)上述情況，制定了本條規(guī)定。
12．2．2 據(jù)調(diào)查，局部照明的設(shè)置和照度值的選擇均與產(chǎn)品生產(chǎn)操作要求相關(guān)，實(shí)際采用局部照明的照度值一般為500～2000 lx，個(gè)別也有超過2000 lx的。為此，本條規(guī)定局部照明的照度值應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)操作的要求確定。
12．2．3 潔凈室(區(qū))內(nèi)的電子產(chǎn)品生產(chǎn)一般為連續(xù)性生產(chǎn)，對(duì)照明的連續(xù)性、可靠性均有較嚴(yán)格的要求。設(shè)置備用照明的目的是為了正常照明因故熄滅時(shí)，確保工作人員能夠繼續(xù)從事必要的生產(chǎn)活動(dòng)或采取應(yīng)對(duì)措施所必須的照度。為減少燈具的重復(fù)設(shè)置，節(jié)省投資，備用照明一般都是作為正常照明的一部分，以不低于該場所一般照明照度值的20％為宜。
12．2．4 由于潔凈廠房的密閉性和基本采用人工照明的特點(diǎn)，所以目前已建的潔凈廠房內(nèi)均設(shè)有供人員疏散用的應(yīng)急照明。設(shè)置應(yīng)急照明的部位包括潔凈室(區(qū))、技術(shù)夾層和疏散通道等。
12．3 通信與安全保護(hù)裝置
12．3．1 電子工業(yè)潔凈廠房是一密閉性建筑，為確保正常生產(chǎn)、安全生產(chǎn)，在潔凈室(區(qū))內(nèi)設(shè)置通信設(shè)施，是加強(qiáng)內(nèi)外聯(lián)系和實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理的重要手段。
1 潔凈室內(nèi)設(shè)置內(nèi)外聯(lián)系的通信設(shè)施，主要指建立內(nèi)外語音和數(shù)據(jù)通信。鑒于潔凈室內(nèi)的工作人員是主要的塵源，人員走動(dòng)時(shí)的發(fā)塵量是靜止時(shí)的5～10倍，為了減少潔凈室內(nèi)人員的走動(dòng)，保證室內(nèi)潔凈度，在每個(gè)工位宜設(shè)一個(gè)有線語音插座。
2 若潔凈室(區(qū))設(shè)有無線通信系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)采用功率小的微蜂窩無線通信等系統(tǒng)，以避免對(duì)生產(chǎn)設(shè)備造成干擾。
3 潔凈室生產(chǎn)工藝大多采用自動(dòng)化操作，需要網(wǎng)絡(luò)來支持；現(xiàn)代化生產(chǎn)管理，也需要網(wǎng)絡(luò)來支持。因此，需在潔凈室(區(qū))設(shè)局域網(wǎng)的線路及插座。
4 為減少潔凈室(區(qū))內(nèi)人員的活動(dòng)，最大限度地減少不必要人員進(jìn)入，通信配線及管理設(shè)備不應(yīng)設(shè)置在潔凈室(區(qū))內(nèi)。
12．3．2 電子產(chǎn)品生產(chǎn)用潔凈廠房中的丙類生產(chǎn)廠房，按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50116的要求，其火災(zāi)保護(hù)等級(jí)應(yīng)為二級(jí)。當(dāng)此類潔凈廠房中防火分區(qū)面積不超過現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016要求的防火分區(qū)的最大允許建筑面積時(shí)，是可行的。
但有些電子工業(yè)潔凈廠房由于工藝流程的需要，其防火分區(qū)的面積超過現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016的規(guī)定，有的甚至超過幾倍。另外，電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝復(fù)雜，有些電子產(chǎn)品生產(chǎn)中要使用多種易燃、有毒化學(xué)溶劑和易燃、有毒氣體、特種氣體。潔凈廠房是密閉性空間，一旦發(fā)生火災(zāi)，熱量無處泄漏，火情擴(kuò)散速度較快，且通過風(fēng)管或風(fēng)道彼此串通，煙火會(huì)沿著風(fēng)管或風(fēng)道迅速蔓延。電子工業(yè)潔凈廠房中的生產(chǎn)設(shè)備又很昂貴，加強(qiáng)對(duì)潔凈室的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置是非常必要的。所以，在防火分區(qū)面積超過規(guī)定時(shí)，應(yīng)將保護(hù)等級(jí)提高為一級(jí)。
12．3．3 由于潔凈室(區(qū))進(jìn)出程序比較復(fù)雜，一般未做身體凈化的人員是不能進(jìn)入的。當(dāng)潔凈室內(nèi)火災(zāi)報(bào)警時(shí)，又需要進(jìn)行火災(zāi)確認(rèn)后方可手動(dòng)控制空調(diào)機(jī)等設(shè)備的動(dòng)作。因此，應(yīng)該在潔凈室(區(qū))內(nèi)，包括下技術(shù)夾層內(nèi)、空調(diào)機(jī)房、動(dòng)力站房、各類控制室內(nèi)均應(yīng)設(shè)置固定消防電話分機(jī)，建立潔凈室與消防控制室的消防專用通信線路，以便消防控制人員通過電話及時(shí)了解潔凈室(區(qū))和相關(guān)房間內(nèi)的火災(zāi)情況。
12．3．4 制定本條的依據(jù)是：
1 電子工業(yè)潔凈廠房內(nèi)火災(zāi)探測器選擇時(shí)，應(yīng)充分考慮潔凈室(區(qū))的環(huán)境條件及房間構(gòu)造特點(diǎn)，如高度、面積、空氣流向、流速、有無對(duì)火災(zāi)探測器的干擾等，以及火災(zāi)探測器的特性和技術(shù)指標(biāo)。選用智能型探測器可比較可靠地探測火災(zāi)。
2 在一些芯片制造和第五代、六代以上液晶顯示器生產(chǎn)用潔凈廠房，潔凈生產(chǎn)區(qū)的面積較大，防火分區(qū)的面積大大超過現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016規(guī)定的最大容許建筑面積，為強(qiáng)化消防設(shè)計(jì)技術(shù)措施，本條明確規(guī)定在潔凈室(區(qū))內(nèi)凈化空調(diào)系統(tǒng)混入新風(fēng)前的回風(fēng)氣流中，應(yīng)設(shè)置高靈敏度的早期煙霧報(bào)警探測器，把著眼點(diǎn)放在不可見煙霧的探測，盡早發(fā)現(xiàn)火情，把火災(zāi)消滅在萌發(fā)階段，為避免事態(tài)擴(kuò)大爭取到更多的寶貴時(shí)間。據(jù)了解，近年來這類潔凈廠房均在回風(fēng)氣流中安裝了高靈敏度早期報(bào)警火災(zāi)探測器，雖然費(fèi)用較高和安裝、維護(hù)要求嚴(yán)格，但仍然得到了用戶和消防部門的認(rèn)可。
3 在室溫下，硅烷是一種在空氣中可以自燃的氣體，硅烷一旦泄漏，很快燃燒，不產(chǎn)生煙霧。而紅外—紫外線(UV-IR)雙重掃描的火焰探測器，對(duì)硅烷產(chǎn)生的火災(zāi)反應(yīng)速度最快。故規(guī)定硅烷儲(chǔ)存、分配間(區(qū))應(yīng)采用火焰探測器。
4 潔凈室(區(qū))的上下技術(shù)夾層、靜壓箱有時(shí)是有操作人員在現(xiàn)場的，當(dāng)這些區(qū)域發(fā)生火災(zāi)時(shí)，為了第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，便于人員疏散，應(yīng)設(shè)置手動(dòng)報(bào)警按鈕和聲光報(bào)警裝置。
12．3．5 在消防控制室平時(shí)對(duì)下列設(shè)備不應(yīng)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)，應(yīng)對(duì)潔凈室(區(qū))的火災(zāi)報(bào)警進(jìn)行核實(shí)，當(dāng)確認(rèn)火災(zāi)后，才能在消防控制室進(jìn)行手動(dòng)控制。
1 由于一旦關(guān)閉電動(dòng)防火閥，停止送風(fēng)，潔凈室(區(qū))的環(huán)境就會(huì)遭到破壞，恢復(fù)起來需要一定的代價(jià)和時(shí)間。所以規(guī)定應(yīng)在火災(zāi)報(bào)警核實(shí)、確認(rèn)火災(zāi)后，才能實(shí)施“關(guān)閉有關(guān)部位的電動(dòng)防火閥，停止相應(yīng)的凈化空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)和新風(fēng)機(jī)，并接收其反饋信號(hào)?！?br style="box-sizing:border-box;" />
2 為防止誤報(bào)造成不必要的損失，宜在消防值班室或低壓配電室采用人工方式，對(duì)潔凈室(區(qū))空調(diào)循環(huán)風(fēng)機(jī)、新風(fēng)機(jī)等各類設(shè)備的非消防用電進(jìn)行控制。
12．3．6～12．3．8 制定這三條的根據(jù)是
1 在一些電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中使用品種多樣的易燃、易爆、有毒氣體，如SiH4、SiH2Cl2、NH3、C4F6，AsH3、PH3、Cl2等。這些氣體一旦泄漏，將可能產(chǎn)生火災(zāi)或爆炸、或危及操作人員安全、或?qū)υO(shè)備造成損害。因此，必須設(shè)置有效、安全、可靠的氣體探測和控制系統(tǒng)，避免、防止因氣體泄漏造成事故。氣體探測器按原理分，有電化學(xué)式、化學(xué)紙帶式、紅外技術(shù)和固態(tài)金屬氧化物技術(shù)等；按采樣方式分，有泵吸式和擴(kuò)散式。應(yīng)根據(jù)所監(jiān)測的氣體物化特性和使用環(huán)境特點(diǎn)合理選用。
2 因在各種氣體的輸送管道和特種氣體的氣瓶柜、分配閥門箱內(nèi)的氣瓶閥、減壓閥、分配閥、切換閥等的連接處容易產(chǎn)生氣體泄漏，在特氣柜更換氣瓶時(shí)因操作不當(dāng)閥門未關(guān)緊，管道接口、閥門受腐蝕或連接不牢固等原因，易產(chǎn)生氣體泄漏。因此，在這些易發(fā)生泄漏的場所，沿程管道的閥門或接頭易泄漏處和氣瓶柜、分配閥門箱內(nèi)均應(yīng)設(shè)置檢測點(diǎn)。氣瓶柜、分配閥門箱均設(shè)有強(qiáng)制排風(fēng)系統(tǒng)，如有氣體泄漏時(shí)，泄漏的氣體大部分被吸入到排風(fēng)管內(nèi)，所以應(yīng)將采樣點(diǎn)設(shè)置在排風(fēng)管口處。
3 氣體泄漏報(bào)警裝置報(bào)警后，為了及時(shí)切斷相應(yīng)氣體的氣源，防止繼續(xù)泄漏，造成著火、爆炸事故，應(yīng)自動(dòng)聯(lián)鎖相應(yīng)氣體輸送管道的進(jìn)氣閥門。
4 美國消防協(xié)會(huì)發(fā)布的NFPA 318《潔凈室消防標(biāo)準(zhǔn)》，第6．6．1條規(guī)定：易燃或有毒氣體在使用中，應(yīng)設(shè)置于配有排氣通風(fēng)的柜內(nèi)，柜內(nèi)應(yīng)設(shè)置氣體監(jiān)測報(bào)警和自動(dòng)切斷氣體供應(yīng)設(shè)施。第6．6．3條規(guī)定：在可能有易燃、有毒氣體泄漏的場所、閥門或裝配件或接頭處，應(yīng)設(shè)置氣體報(bào)警和排氣通風(fēng)設(shè)施，一旦報(bào)警時(shí)，應(yīng)能切斷氣源。第6．6．5條規(guī)定：對(duì)可能發(fā)生易燃?xì)怏w泄漏的場所，設(shè)置爆炸下限20％的報(bào)警裝置。以上各條要求是制定本條規(guī)定的主要依據(jù)。
12．4 自動(dòng)控制
12．4．1、12．4．2 電子工業(yè)潔凈廠房的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)是一門集電氣技術(shù)、自動(dòng)化儀表、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)為一體的綜合技術(shù)，只有正確合理地運(yùn)用各門技術(shù)，系統(tǒng)才能達(dá)到控制要求。為了保證電子工業(yè)潔凈廠房對(duì)生產(chǎn)環(huán)境控制的特殊要求，公用動(dòng)力工程系統(tǒng)、凈化空調(diào)系統(tǒng)等的控制系統(tǒng)應(yīng)具有高可靠性。其次，對(duì)于不同的控制設(shè)備，要求具有開放性，以適應(yīng)實(shí)現(xiàn)全廠聯(lián)網(wǎng)控制的要求。電子產(chǎn)品工藝技術(shù)發(fā)展迅速，電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)應(yīng)具有靈活性、擴(kuò)展性，為此要求控制設(shè)備具有可擴(kuò)展性，以滿足潔凈廠房控制要求的變化。
集散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有良好的人機(jī)交互界面，能較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境、各類動(dòng)力公用設(shè)備實(shí)施檢測、監(jiān)視和控制，可適用于采用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行控制的潔凈廠房。當(dāng)潔凈廠房的參數(shù)指標(biāo)要求不是很嚴(yán)格時(shí)，也采用常規(guī)儀表進(jìn)行控制。但無論采用何種方式，控制精度都應(yīng)滿足生產(chǎn)要求，并能做到穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能的要求。
12．4．3 潔凈室(區(qū))需要保持一定的靜壓差，這是實(shí)現(xiàn)潔凈室(區(qū))空氣潔凈度的基本要求，所有潔凈室(區(qū))都應(yīng)采用各種不同的靜壓差控制方法，如余壓閥、壓差變送器等。
12．4．4 凈化空調(diào)系統(tǒng)采用電加熱器對(duì)送入潔凈室(區(qū))的潔凈空氣進(jìn)行加熱時(shí)，通常都將電加熱器設(shè)置在送風(fēng)管的支干管或支管上，一旦發(fā)生風(fēng)機(jī)事故停車或送風(fēng)量減少引起送風(fēng)溫度超過允許溫度時(shí)，可能誘發(fā)電加熱器燒毀甚至相關(guān)部分著火事故，凈化空調(diào)系統(tǒng)采用電加濕器時(shí)，加濕器加熱汽化純水對(duì)送入潔凈室(區(qū))的潔凈空氣增濕，通常將電加濕器安裝在空氣處理機(jī)組或送風(fēng)管內(nèi)，一旦發(fā)生純水供水中斷或無風(fēng)時(shí)，也會(huì)誘發(fā)電加濕器燒毀甚至相關(guān)部分著火事故。為此作了本條的規(guī)定，并為強(qiáng)制性條文。
12．5 接 地
12．5．1 電子工業(yè)潔凈廠房有多種用于不同目的的接地，宜采用共用接地系統(tǒng)，以避免分開接地不同電位所帶來的不安全因素，以及不同接地導(dǎo)體間的耦合影響。不同的接地可以采用單獨(dú)的接地線，但接地極系統(tǒng)是共用的，并應(yīng)遵循等電位連接的原則。
12．5．3 接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)以防雷接地系統(tǒng)為基礎(chǔ)，各種接地應(yīng)包括在防雷接地系統(tǒng)保護(hù)范圍之內(nèi)。
