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潔淨廠房電氣設計規範

潔淨廠房電氣設計規範 ,潔淨廠房低壓配電設計應採用220/380V 。帶電導體系統的形式宜採用單相二線制 、三相三線制 、三相四線制 。系統接地的形式宜採用TN-S或TN-C-S系統 。

潔淨廠房的用電負荷等級和供電要求應按現行標準《供配電系統設計規範》的有關規定和生產工藝要求確定 。主要生產工藝設備應由專用變壓器或專用低壓饋電線路供電 ,有特殊要求的工作電源宜設置不間斷電源(UPS) 。淨化空調系統用電負荷 、照明負荷應由變電所專線供電 。

潔淨廠房潔淨廠房消防用電設備的供配電設計應按現行標準《建築防火設計規範》有關規定執行 。電源進線應設置切斷裝置 ,並宜設在潔淨區外便於管理的地點 。

潔淨室內的配電設備應選擇不易積塵 、便於擦拭的小型暗裝設備 ,不宜設置大型落地安裝的配電設備 。

潔淨室內的電氣管線宜暗敷 ,穿線導管應採用不燃材料 。潔淨區的電氣管線管口及安裝於牆上的各種電器設備與牆體接縫處應有可靠的密封措施 。

條文說明
9.1 配電
9.1.1 潔淨廠房內有較多的電子設備系單相負荷 ,存在不平衡電流 。而且環境中有熒光燈 、電晶體 、數據處理以及其他非線性負荷存在 ,配電線路中存在高次諧波電流 ,致使中性線上流有較大的電流 。而TN-S或TN-C-S接地系統中有專用不帶電的保護接地線(PE) ,因此安全性好 。
9.1.2 在潔淨廠房中 ,工藝設備用電的負荷等級應由它對供電可靠性的要求來確定 。同時 ,它又與為淨化空調系統正常運行的用電負荷 ,如送風機 、迴風機 、排風機等有密切的聯繫 。對這些用電設備的可靠供電是保證生產的前提 。在確定供電可靠性方面 ,下列幾個因素應予以考慮 :

(1) 潔淨廠房是現代科學技術發展的產物 。隨着科學技術的日新月異 ,新技術 、新工藝 、新產品不斷出現 ,產品精密度的日益提高 ,對無塵提出了越來越高的要求 。目前 ,潔淨廠房已廣泛應用於電子 、生物製藥 、宇航 、精密儀器製造等重要部門 。

(2) 潔淨廠房的空氣潔淨度對有淨化要求的產品質量有很大影響 。因此 ,必須保持淨化空調系統的正常運行 。據了解 ,在規定的空氣潔淨度下生產的產品合格率可提高約10%~30% 。一旦停電 ,室內空氣會很快污染 ,影響產品質量 。

(3) 潔淨廠房是個相對的密閉體 ,由於停電造成送風中斷 ,室內的新鮮空氣得不到補充 ,有害氣體不能排出 ,對工作人員的健康是不利的 。

潔淨廠房內對供電有特殊要求的用電設備宜設置不間斷電源(UPS)供電 。對供電有特殊要求的用電設備是指採用備用電源自動投入方式或柴油發電機組應急自啟動方式仍不能滿足要求者 ,一般穩壓穩頻設備不能滿足要求者 ,計算機實時控制系統和通信網絡監控系統等 。

近年來 ,國內外一些潔淨廠房中一級用電負荷因雷擊及電源瞬時變動而引起停電事故頻繁發生 ,造成了較大的經濟損失 ,其原因不是主電源斷電 ,而是控制電源失電造成保護系統失靈而造成事故 。

電氣照明在潔淨廠房設計中也很重要 。從工藝性質來看 ,潔淨廠房內一般從事精密視覺工作 ,需要高照度高質量照明 。為了獲得良好和穩定的照明條件 ,除了解決好照明形式 、光源 、照度等一系列問題外 ,最重要的是保證供電電源的可靠性和穩定性 。

潔淨廠房照明電源直接由變電所低壓照明盤專線供電 ,把它與動力供電線分開 ,避免引起照明電源電壓頻繁的和較大的波動 ,同時增加供電的可靠性 。根據對熒光燈供電電壓與照度關係的現場測定 ,電壓由226V降到208V時 ,相應的照度由530lx降到435lx ,可見 ,電壓波動對熒光燈的照度影響較大 。

鑒於原因 ,潔淨廠房淨化空調系統用電負荷 、照明負荷應由專用低壓饋電線路供電 。
9.1.3 消防用電設備供配電設計有嚴格要求 ,這些要求已在現行標準《建築設計防火規範》GB 50016中作了明確規定 。潔淨廠房從工程投資規模和廠房的密封結構等方面考慮 ,防火設計更顯重要 ,故把消防用電
設備的供配電設計作為單獨一條提出 。
9.1.4 從調研資料表明 ,潔淨廠房曾發生過多次事故 ,而電氣原因引起的火災事故占很大比例 。為了防止潔淨廠房或單獨潔淨室在節假日停止工作或無人值班時的電氣火 ,以及當火發生時便於可靠地切斷電源 ,所以電源進線保護應設置切斷裝置 。

為了方便管理 ,切斷裝置宜設在非潔淨區便於操作的地點 。
9.1.5 據調查 ,國內大部分潔淨室內的配電設備為暗裝 ,這主要是防止積塵 ,便於清掃 。另外 ,潔淨室建築裝修標準比較高 ,應與室內牆體顏色 、美觀整齊相協調 。對於大型配電設備 ,如落地式動力配電箱 ,暗裝比較困難 ,為了減少積塵 ,宜放在非潔淨區 ,如技術夾層或技術夾道等 。
9.1.6 管線暗敷原因見

9.1.5條的條文說明 。
考慮防火要求 ,管材應採用不燃材料 。
當淨化空調系統停止運行 ,該系統又未設值班送風時 ,為防止由於壓差而使塵粒通過管線空隙滲入潔淨室 ,所以由非潔淨區進入潔淨區 ,不同級別潔淨室之間電氣管線口應做密封處理 。
9.2 照明
9.2.1 潔淨室內照明光源宜採用高效熒光燈 。若工藝有特殊要求或照度值達不到設計要求時 ,可採用其他形式光源 。
9.2.2 潔淨室內一般照明燈具應為吸頂明裝 。當燈具嵌入頂棚暗裝時 ,安裝縫隙應有可靠的密封措施 。潔淨室應採用潔淨室專用燈具 。
9.2.3 無採光窗的潔淨室(區)的生產用房間一般照明的照度標準值宜為200lx~500lx ,輔助用房 、人員淨化和物料淨化用室 、氣閘室 、走廊等宜為150lx~300lx 。
9.2.4 潔淨室內一般照明的照度均勻度不應小於0.7 。
9.2.5 潔淨廠房內備用照明的設置應符合下列規定 :
1 潔淨廠房內應設置備用照明 。
2 備用照明宜作為正常照明的一部分 。
3 備用照明應滿足所需場所或部位進行必要活動和操作的最低照度 。
9.2.6 潔淨廠房內應設置供人員疏散用的應急照明 。在安全出口 、疏散口和疏散通道轉角處應按現行標準《建築設計防火規範》GB 50016的有關規定設置疏散標誌 。在專用消防口處應設置疏散標誌 。
9.2.7 潔淨廠房中有爆炸危險的房間的照明燈具和電氣線路的設計 ,應符合現行標準《爆炸和火危險環境電力裝置設計規範》GB 50058的有關規定 。

條文說明
9.2 照明
9.2.1 潔淨室的照明一般要求照度高 ,但燈具安裝的數量受到送風風口數量和位置等條件的限制 ,這就要求在達到同一照度值情況下 ,安裝燈具的個數最少 。熒光燈的發光效率一般是白熾燈的3倍~4倍 ,而且發熱量小 ,有利於空調節能 。此外 ,潔淨室天然採光少 ,在選用光源時還需考慮它的光譜分佈儘量接近於天然光 ,熒光燈基本能滿足這一要求 。因此 ,目前國內外潔淨室一般均採用熒光燈作為照明光源 。當有些潔淨室層高較高 ,採用一般熒光燈照明很難達到設計照度值 ,在此情況下 ,可採用其他光色好 、光效更高的光源 。由於某些生產工藝對光源光色有特殊要求 ,或熒光燈對生產工藝和測試設備有干擾時 ,也可採用其他形式光源 。
9.2.2 照明燈具的安裝方式是潔淨室照明設計的重要課題之一 。隨着潔淨技術的發展 ,普遍認為要保持潔淨室內的潔淨度關鍵有三個要素 :
(1) 使用合適的高效過濾器 。
(2) 解決好氣流流型 ,維持室內外壓差 。
(3) 保持室內免受污染 。
因此 ,能否保持潔淨度主要取決於淨化空調系統及選用的設備 ,當然也要消除工作人員及其他物體的塵源 。眾所周知 ,照明燈具並不是主要塵源 ,但如果安裝不妥 ,將會通過燈具縫隙滲入塵粒 。實踐證明 ,燈具嵌入頂棚暗裝 ,在施工中往往與建築配合誤差較大 ,造成密封不嚴 ,不能達到預期效果 ,而且投資大 ,發光效率低 。實踐和測試結果表明 ,在非單向流潔淨室中 ,照明燈具明裝並不會使潔淨度等級有所下降 。

鑒於以上原因 ,在潔淨室中燈具安裝應以吸頂明裝為好 。但是若燈具安裝受到層高限制及工藝特殊要求暗裝時 ,一定要做好密封處理 ,以防塵粒滲入潔淨室 ,燈具結構能便於清掃和更換燈管 。
據調查 ,目前國內已有包括帶格柵的各種類型潔淨室專用燈具生產 ,本條取消了相關燈具形式的限制性規定 ,並明確應採用清淨室專用燈具 。潔淨室的燈具及其安裝方式對維持空氣潔淨度至關重要 ,為此 ,本條為強制性條文 。
9.2.3 本條中的無採光窗潔淨室(區)是指在建築物的圍護結構上不設置窗 ,或有窗而被全部遮擋 ,或窗面積很小起不到採光窗作用的潔淨廠房 。參照現行標準《建築照明設計標準》GB50034-2004中的有關規定對本條進行了修改 ,表11是摘錄該標準的部分相關內容 。
表11中的電子工業 、製藥工業 、精密加工 、食品工業等的照度值均在本條規定的200lx~500lx範圍 。本次修訂本條改為推薦性條文 。
9.2.4 根據對現有潔淨廠房的照明調查 ,一般生產車間的照度均勻度都能達到0.7 。經徵求使用者意見 ,認為比值能滿足要求 。
9.2.5 潔淨廠房的正常照明因電源故障而熄滅 ,不能進行必要的操作處置可能導致生產流程混亂 ,加工處理的貴重零部件損壞;或由於不能進行必要的操作處置而可能引起火 、爆炸和中等事故 ,本條規定應設置備用照明 ,以防止上述事故和情況發生 。
備用照明應滿足所需要的場所或部位進行各項活動和工作所需的最低照度值 。一般場所備用照明的照度不應低於正常照明照度標準的1/1* 。消防控制室 、應急發電機室 、配電室及電話機房等房間的主要工作面上 ,備用照明的照度不宜低於正常照明的照度值 。為減少燈具重複設置 ,節省投資 ,並對提高潔淨室的潔淨度有利 ,備用照明宜作為正常照明的一部分 。
9.2.6 潔淨廠房是一個相對的密閉體 ,室內人員流動路線複雜 ,出入通道迂迴 ,為便於事故情況下人員的疏散 ,及火時能 ,所以潔淨廠房應設置供人員疏散用的應急照明 。
在安全出口 、疏散口和疏散通道轉角處設置標誌燈以便於疏散人員辨認通行方向 ,迅速撤離事故現場 。在專用消防口設紅色應急燈 ,以便於消防人員及時進入廠房進行滅火 。本條為強制性條文 。
9.2.7 據調查 ,近年設計 、建造的各類潔淨廠房中均設有面積不等的有爆炸危險的房間 ,如可燃氣體分配間 、可燃液體(溶劑等)的儲存分配間等 ,為此本次修訂增加本條規定 。
9.3 通信
9.3.1 潔淨廠房內應設置與廠房內 、外聯繫的通信裝置 。潔淨廠房內生產區與其他工段的聯繫宜設生產對講電話 。
9.3.2 潔淨廠房根據生產管理和生產工藝特殊需要 ,宜設置閉路電視監視系統 。
9.3.3 潔淨廠房的生產層 、技術夾層 、機房 、站房等均應設置火報警探測器 。潔淨廠房生產區及走廊應設置手動火災報警按鈕 。
9.3.4 潔淨廠房應設置消防值班室或控制室 ,並不應設在潔淨區內 。消防值班室應設置消防專用電話總機 。
9.3.5 潔淨廠房的消防控制設備及線路連接應可靠 。控制設備的控制及顯示功能應符合現行標準《火自動報警系統設計規範》的有關規定 。潔淨區內火報警應進行核實 ,並應進行下列消防聯動控制 :
1 應啟動室內消防水泵 ,接收其反饋信號 。除自動控制外 ,還應在消防控制室設置手動直接控制裝置 。
2 應關閉有關部位的電動防火閥 ,停止相應的空調循環風機 、排風機及新風機 ,並應接收其反饋信號 。
3 應關閉有關部位的電動防火門 、防火捲簾門 。
4 應控制備用應急照明燈和疏散標誌燈燃亮 。
5 在消防控制室或低壓配電室 ,應手動切斷有關部位的非消防電源 。
6 應啟動火災應急擴音機 ,進行人工或自動播音 。
7 應控制電梯降至首層 ,並接收其反饋信號 。
9.3.6 潔淨廠房中易燃 、易爆氣體 、液體的貯存和使用場所及入口室或分配室應設可燃氣體探測器 。有毒氣體 、液體的貯存和使用場所應設氣體檢測器 。報警信號應聯動啟動或手動啟動相應的事故排風機 ,並應將報警信號送至消防控制室 。

條文說明
9.3 通信
9.3.1 潔淨廠房設置的電話 、對講電話等是與內 、外部聯繫的裝置 ,有如下作用 :
(1) 作為正常的工作聯繫 。
(2) 發生火災時與外部聯繫 ,積極採取有效的滅火措施 。
(3) 潔淨室內的工作人員是一個重要的塵源 ,人走動時的發塵量是靜止時的5倍~10倍 ,所以減少人員在潔淨室內的走動 ,對保證潔淨度有很重要的作用 。
9.3.3 潔淨廠房廣泛應用於電子 、生物製藥 、宇航 、精密儀器製造及科研各個行業中 ,其重要性越來越多地被人們所認識 。新建和改建的潔淨廠房數量不斷增加 ,大多數潔淨廠房內設有貴重設備 、儀器 ,且建造費用昂貴 ,一旦着火損失巨大 。同時潔淨廠房內人員進出迂迴曲折 ,人員疏散比較困難 ,火情不易被外部發現 ,消防人員難以接近 ,防火有一定困難 ,因此設置火災自動報警裝置十分重要 。

對近年設計 、建成的25個潔淨廠房的調查中 ,有約90%以上的潔淨廠房裝有火災自動報警裝置 ,這是由於本規範頒佈實施以來潔淨廠房裝設火報警裝置已得到各方面的重視和認同 ,消防意識不斷提高 ,隨着產品質量提高 、價格合理 ,各種形式的報警裝置正得到廣泛應用 ,因此作了本條的強制性規定 。
目前我國生產的火災報警探測器的種類較多 ,常用的有感煙式 、紫外線感光式 、紅外線感光式 、定溫感溫式 、差定溫複合式等 。
9.3.4 本條規定的潔淨廠房中應設置消防值班室或控制室是確保各類消防系統正常運行和及時對發生的各類火情等組織撲救的關鍵手段 ,故作為強制性條文規定 。
9.3.5 本條規定探測器報警後 ,強調人工核實和控制 ,當確認是真正發生火後 ,按規定設置的聯動控制設備進行操作並反饋信號 ,目的是減少損失 。因為潔淨廠房內的生產要求與普通廠房不同 ,對於潔淨度要求嚴格的廠房 ,若一旦關斷淨化空調系統即使再恢復也會影響潔淨度 ,使之達不到工藝生產要求而造成損失 。為此本條作了強制性規定 。
9.3.6 由於各類潔淨廠房中 ,不僅使用易燃 、易爆氣體和有毒氣體 ,有的潔淨廠房還使用易燃 、易爆液體和有毒液體等 ,所以本條將條文中除「氣體」外增加「液體」 。通常易燃 、易爆液體泄漏後 ,可揮發為液體蒸氣或相變為氣態 ,可通過氣體或液體蒸氣進行檢測報警;某些液體可能泄漏後不會很快揮發 ,此時應設置液體泄漏探測器等 。本條為強制性條文 。
9.4 自動控制
9.4.1 潔淨廠房宜設置淨化空調系統等的自動監控裝置 。
9.4.2 潔淨室淨化空調系統宜選用變頻調速控制的風機 。
9.4.3 淨化空調系統的電加熱器應設置無風 、超溫斷電保護裝置 。當採用電加濕器時 ,應設置無水保護裝置 。

條文說明
9.4 自動控制
9.4.1 潔淨廠房設置一套較完整的自動監控裝置 ,對確保潔淨廠房的正常生產和提高運行管理水平十分有利 ,但建設投資增加 。各類潔淨廠房內包括潔淨室空氣潔淨度 、溫度和濕度的監控 ,潔淨室的壓差監控 ,高純氣體 、純水的監控 ,氣體純度 、純水水質的監測等的要求是不同的 ,並且各行各業的潔淨室(區)的規模 、面積也是不同的 ,所以自動監控裝置的功能應視工程具體情況確定 ,宜設計成各種類型的監測 、控制系統 ,只有相當規模的潔淨廠房宜設計成集散式計算機控制和管理系統 。為此本次修訂將本條改為推薦性條文 。
9.4.2 淨化空調系統的空氣過濾器隨運行時間的增加 ,阻力逐漸增大 ,為保持送風風量 ,經常手動調節系統中的風閥 ,以增加風量 ,調整很麻煩;在空氣調節系統調試中 ,系統啟動時為使風機空載啟動 ,首先將風機出口處風閥關閉 ,風機啟動後 ,由於風閥上承受壓力很大 ,打開十分困難 。當採用空氣過濾器前後壓力差的變化控制送風機的變頻調速裝置後 ,送風量的調節變得十分容易 ,送風壓力穩定 。同時潔淨室淨化空調系統的送風機採用變頻調速後節能十分顯著 。
9.4.3 為避免淨化空調系統因風機停轉無風或超溫時 ,電加熱器繼續送電加熱會造成設備損壞甚至發生火 ,本條強制性規定應設置無風 、超溫斷電等保護裝置 。
9.5 靜電防護及接地9.5.1 潔淨廠房應根據工藝生產要求採取靜電防護措施 。
9.5.2 潔淨室(區)內的防靜電地面 ,其性能應符合下列規定 :
1 地面的面層應具有導電性能 ,並應保持長時間性能穩定 。
2 地面的面層應採用靜電耗散性的材料 ,其表面電阻率應為1.0×105Ω/□~1.0×1012Ω/□或體積電阻率為1.0×104Ω·cm~1.0×1011Ω·cm 。
3 地面應設有導電泄放措施和接地構造 ,其對地泄放電阻值應為1.0×105Ω~1.0×109Ω 。
9.5.3 潔淨室的淨化空調系統應採取防靜電接地措施 。
9.5.4 潔淨室內可能產生靜電危害的設備 、流動液體 、氣體或粉體管道應採取防靜電接地措施 ,其中有爆炸和火危險場所的設備 、管道應符合現行標準《爆和火危險環境電力裝置設計規範》GB 50058的有關規定 。
9.5.5 防靜電接地系統應分別按不同要求設置接地連接端子 。在一個房間內應設置等電位的接地網格或閉合的接地銅排環 。
在防靜電接地系統各個連接部位之間電阻值應小於0.1Ω 。
9.5.6 潔淨廠房內不同功能的接地系統的設計均應遵循等電位聯結的原則 ,其中直流接地系統不能與交流接地系統混接 。直流工作接地的接地幹線應單獨絕緣敷設 ,並應使用絕緣屏蔽電纜 。
9.5.7 接地系統採用綜合接地方式時接地電阻值應小於或等於1Ω :選擇分散接地方式時 ,各種功能接地系統的接地體必須遠離防雷接地系統的接地體 ,兩者應保持20m以上的間距 。潔淨廠房的防雷接地系統設計應符合現行標準《建築物防雷設計規範》GB 50057的有關規定 。

條文說明
9.5 靜電防護及接地
9.5.1 潔淨廠房的室內環境中許多場合存在着靜電危害 ,從而導致電子器件 、電子儀器和電子設備損壞或性能下降 ,或導致人體遭受電擊傷害 ,或導致爆炸 、火危險場所引燃 、引爆 ,或導致塵埃吸附影響環境潔淨度 。因此 ,潔淨廠房工程設計中要十分重視防靜電環境設計 。
9.5.2 防靜電地面材料採用具有導靜電性能的材料是防靜電環境設計的基本要求 。目前國內生產的防靜電材料及製品有長效型 、短效型和中效型 ,長效型必須是長時間持久地保持靜電耗散性能 ,其時間界限為十年以上 ,而短效型能維持靜電耗散性能在三年以內 ,介於三年以上和十年以下的為中效型 。潔淨廠房一般為永久性建築 ,因此條文強制性規定防靜電地面應選用具有長時間保持穩定靜電耗散性能的材料 。

本條第2款和第3款中規定了防靜電地面的表面電阻率 、體積電阻率和地面對地泄放電阻值 ,這些規定是參照現行行業標準《電子產品製造與應用系統防靜電檢測通用規範》SJ/T10694而制訂的 。
9.5.3 由於各種用途的潔淨室對防靜電控制的要求是不同的 ,工程實踐表明 ,目前在一些潔淨廠房內的淨化空調系統採取了防靜電接地措施 ,但也有一些潔淨廠房內的淨化空調系統未採用此項措施 ,所以本次修訂改為推薦性條文 。
9.5.4 潔淨廠房內可能產生靜電的生產設備(包括防靜電安全工作枱)和容易產生靜電的流動液體 、氣體或粉體的管道 ,應採取防靜電接地措施 ,將靜電導除 。當這些設備與管道處在爆炸和火危險環境中時 ,設備和管道的連接安裝要求更加嚴格 ,以防發生嚴重災害 。因此 ,強調執行現行國家標準《爆炸和火危險環境電力裝置設計規範》GB 50058的規定 。本條為強制性條文 。
9.5.5 、9.5.6 這兩條修改的理由是 :第一 ,各種用途的潔淨室(區)對防靜電控制的要求是不同的 ,有一些潔淨室(區)還沒有防靜電接地要求 ,所以條文不宜規定過嚴 ,避免增加執行的難度;第二 ,原條文的一些規定過細;第三 ,條文中的一些內容與相關的規範相同或相似 。因此 ,兩條的內容進行簡化 ,並改為推薦性條文 。
9.5.7 為了解決好各個接地系統之間的相互關係 ,接地系統設計時 ,必須以防雷接地系統設計為基礎 。由於在大多數情況下各種功能接地系統採用綜合接地方式 ,因此首先必須考慮防雷接地系統 ,使其他功能接地系統都應包括在防雷接地系統的保護範圍之內 。本條規定潔淨廠房防雷接地系統的基本要求 ,涉及建造後的潔淨廠房的安全運行 ,為此作為強制性條文 。

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