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洁净室标准

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洁净厂房电气设计规范 GB50073-2013

洁净厂房电气设计规范 GB50073-2013

产品分类:洁净室标准

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  • 产品介绍

9 电气

 

9.1 配电
9.2 照明
9.3 通信
9.4 自动控制
9.5 静电防护及接地

9.1 配电

 

9.1.1 洁净厂房低压配电设计应采用220/380V。带电导体系统的形式宜采用单相二线制、三相三线制、三相四线制。系统接地的形式宜采用TN-S或TN-C-S系统。
9.1.2 洁净厂房的用电负荷等级和供电要求应按现行国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052的有关规定和生产工艺要求确定。主要生产工艺设备应由专用变压器或专用低压馈电线路供电,有特殊要求的工作电源宜设置不间断电源(UPS)。净化空调系统用电负荷、照明负荷应由变电所专线供电。
9.1.3 洁净厂房消防用电设备的供配电设计应按现行国家标准《建筑防火设计规范》GB 50016有关规定执行。
9.1.4 电源进线应设置切断装置,并宜设在洁净区外便于管理的地点。
9.1.5 洁净室内的配电设备应选择不易积尘、便于擦拭的小型暗装设备,不宜设置大型落地安装的配电设备。
9.1.6 洁净室内的电气管线宜暗敷,穿线导管应采用不燃材料。洁净区的电气管线管口及安装于墙上的各种电器设备与墙体接缝处应有可靠的密封措施。

条文说明

9.1 配电

9.1.1 洁净厂房内有较多的电子设备系单相负荷,存在不平衡电流。而且环境中有荧光灯、晶体管、数据处理以及其他非线性负荷存在,配电线路中存在高次谐波电流,致使中性线上流有较大的电流。而TN-S或TN-C-S接地系统中有专用不带电的保护接地线(PE),因此安全性好。
9.1.2 在洁净厂房中,工艺设备用电的负荷等级应由它对供电可靠性的要求来确定。同时,它又与为净化空调系统正常运行的用电负荷,如送风机、回风机、排风机等有密切的联系。对这些用电设备的可靠供电是保证生产的前提。在确定供电可靠性方面,下列几个因素应予以考虑:
    (1) 洁净厂房是现代科学技术发展的产物。随着科学技术的日新月异,新技术、新工艺、新产品不断出现,产品精密度的日益提高,对无尘提出了越来越高的要求。目前,洁净厂房已广泛应用于电子、生物制药、宇航、精密仪器制造等重要部门。
    (2) 洁净厂房的空气洁净度对有净化要求的产品质量有很大影响。因此,必须保持净化空调系统的正常运行。据了解,在规定的空气洁净度下生产的产品合格率可提高约10%~30%。一旦停电,室内空气会很快污染,影响产品质量。
    (3) 洁净厂房是个相对的密闭体,由于停电造成送风中断,室内的新鲜空气得不到补充,有害气体不能排出,对工作人员的健康是不利的。
    洁净厂房内对供电有特殊要求的用电设备宜设置不间断电源(UPS)供电。对供电有特殊要求的用电设备是指采用备用电源自动投入方式或柴油发电机组应急自启动方式仍不能满足要求者,一般稳压稳频设备不能满足要求者,计算机实时控制系统和通信网络监控系统等。
    近年来,国内外一些洁净厂房中一级用电负荷因雷击及电源瞬时变动而引起停电事故频繁发生,造成了较大的经济损失,其原因不是主电源断电,而是控制电源失电造成保护系统失灵而造成事故。
    电气照明在洁净厂房设计中也很重要。从工艺性质来看,洁净厂房内一般从事精密视觉工作,需要高照度高质量照明。为了获得良好和稳定的照明条件,除了解决好照明形式、光源、照度等一系列问题外,最重要的是保证供电电源的可靠性和稳定性。
    洁净厂房照明电源直接由变电所低压照明盘专线供电,把它与动力供电线分开,避免引起照明电源电压频繁的和较大的波动,同时增加供电的可靠性。根据对荧光灯供电电压与照度关系的现场测定,电压由226V降到208V时,相应的照度由530lx降到435lx,可见,电压波动对荧光灯的照度影响较大。
    鉴于上述原因,洁净厂房净化空调系统用电负荷、照明负荷应由专用低压馈电线路供电。
9.1.3 消防用电设备供配电设计有严格要求,这些要求已在现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016中作了明确规定。洁净厂房从工程投资规模和厂房的密封结构等方面考虑,防火设计更显重要,故把消防用电设备的供配电设计作为单独一条提出。 
9.1.4 从调研资料表明,洁净厂房曾发生过多次火灾事故,而电气原因引起的火灾事故占很大比例。为了防止洁净厂房或单独洁净室在节假日停止工作或无人值班时的电气火灾,以及当火灾发生时便于可靠地切断电源,所以电源进线保护应设置切断装置。
    为了方便管理,切断装置宜设在非洁净区便于操作的地点。
9.1.5 据调查,国内大部分洁净室内的配电设备为暗装,这主要是防止积尘,便于清扫。另外,洁净室建筑装修标准比较高,应与室内墙体颜色、美观整齐相协调。对于大型配电设备,如落地式动力配电箱,暗装比较困难,为了减少积尘,宜放在非洁净区,如技术夹层或技术夹道等。
9.1.6 管线暗敷原因见第9.1.5条的条文说明。
    考虑防火要求,管材应采用不燃材料。
    当净化空调系统停止运行,该系统又未设值班送风时,为防止由于压差而使尘粒通过管线空隙渗入洁净室,所以由非洁净区进入洁净区,不同级别洁净室之间电气管线口应做密封处理。

9.2 照明

 

9.2.1 洁净室内照明光源宜采用高效荧光灯。若工艺有特殊要求或照度值达不到设计要求时,可采用其他形式光源。
9.2.2 洁净室内一般照明灯具应为吸顶明装。当灯具嵌入顶棚暗装时,安装缝隙应有可靠的密封措施。洁净室应采用洁净室专用灯具。
9.2.3 无采光窗的洁净室(区)的生产用房间一般照明的照度标准值宜为200lx~500lx,辅助用房、人员净化和物料净化用室、气闸室、走廊等宜为150lx~300lx。
9.2.4 洁净室内一般照明的照度均匀度不应小于0.7。
9.2.5 洁净厂房内备用照明的设置应符合下列规定:
    1 洁净厂房内应设置备用照明。
    2 备用照明宜作为正常照明的一部分。
    3 备用照明应满足所需场所或部位进行必要活动和操作的最低照度。
9.2.6 洁净厂房内应设置供人员疏散用的应急照明。在安全出口、疏散口和疏散通道转角处应按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定设置疏散标志。在专用消防口处应设置疏散标志。
9.2.7 洁净厂房中有爆炸危险的房间的照明灯具和电气线路的设计,应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定。


条文说明

9.2 照明

9.2.1 洁净室的照明一般要求照度高,但灯具安装的数量受到送风风口数量和位置等条件的限制,这就要求在达到同一照度值情况下,安装灯具的个数最少。荧光灯的发光效率一般是白炽灯的3倍~4倍,而且发热量小,有利于空调节能。此外,洁净室天然采光少,在选用光源时还需考虑它的光谱分布尽量接近于天然光,荧光灯基本能满足这一要求。因此,目前国内外洁净室一般均采用荧光灯作为照明光源。当有些洁净室层高较高,采用一般荧光灯照明很难达到设计照度值,在此情况下,可采用其他光色好、光效更高的光源。由于某些生产工艺对光源光色有特殊要求,或荧光灯对生产工艺和测试设备有干扰时,也可采用其他形式光源。
9.2.2 照明灯具的安装方式是洁净室照明设计的重要课题之一。随着洁净技术的发展,普遍认为要保持洁净室内的洁净度关键有三个要素:
    (1) 使用合适的高效过滤器。
    (2) 解决好气流流型,维持室内外压差。
    (3) 保持室内免受污染。
    因此,能否保持洁净度主要取决于净化空调系统及选用的设备,当然也要消除工作人员及其他物体的尘源。众所周知,照明灯具并不是主要尘源,但如果安装不妥,将会通过灯具缝隙渗入尘粒。实践证明,灯具嵌入顶棚暗装,在施工中往往与建筑配合误差较大,造成密封不严,不能达到预期效果,而且投资大,发光效率低。实践和测试结果表明,在非单向流洁净室中,照明灯具明装并不会使洁净度等级有所下降。
    鉴于以上原因,在洁净室中灯具安装应以吸顶明装为好。但是若灯具安装受到层高限制及工艺特殊要求暗装时,一定要做好密封处理,以防尘粒渗入洁净室,灯具结构能便于清扫和更换灯管。
    据调查,目前国内已有包括带格栅的各种类型洁净室专用灯具生产,本条取消了相关灯具形式的限制性规定,并明确应采用清净室专用灯具。洁净室的灯具及其安装方式对维持空气洁净度至关重要,为此,本条为强制性条文。
9.2.3 本条中的无采光窗洁净室(区)是指在建筑物的围护结构上不设置窗,或有窗而被全部遮挡,或窗面积很小起不到采光窗作用的洁净厂房。参照现行国家标准《建筑照明设计标准》GB 50034-2004中的有关规定对本条进行了修改,表11是摘录该标准的部分相关内容。

11 部分工业建筑一般照明标准值

    表11中的电子工业、制药工业、精密加工、食品工业等的照度值均在本条规定的200lx~500lx范围。本次修订本条改为推荐性条文。
9.2.4 根据对现有洁净厂房的照明调查,一般生产车间的照度均匀度都能达到0.7。经征求使用者意见,认为比值能满足要求。
9.2.5 洁净厂房的正常照明因电源故障而熄灭,不能进行必要的操作处置可能导致生产流程混乱,加工处理的贵重零部件损坏;或由于不能进行必要的操作处置而可能引起火灾、爆炸和中毒等事故,本条规定应设置备用照明,以防止上述事故和情况发生。
    备用照明应满足所需要的场所或部位进行各项活动和工作所需的最低照度值。一般场所备用照明的照度不应低于正常照明照度标准的1/10。消防控制室、应急发电机室、配电室及电话机房等房间的主要工作面上,备用照明的照度不宜低于正常照明的照度值。为减少灯具重复设置,节省投资,并对提高洁净室的洁净度有利,备用照明宜作为正常照明的一部分。
9.2.6 洁净厂房是一个相对的密闭体,室内人员流动路线复杂,出入通道迂回,为便于事故情况下人员的疏散,及火灾时能救灾灭火,所以洁净厂房应设置供人员疏散用的应急照明。
    在安全出口、疏散口和疏散通道转角处设置标志灯以便于疏散人员辨认通行方向,迅速撤离事故现场。在专用消防口设红色应急灯,以便于消防人员及时进入厂房进行灭火。本条为强制性条文。
9.2.7 据调查,近年设计、建造的各类洁净厂房中均设有面积不等的有爆炸危险的房间,如可燃气体分配间、可燃液体(溶剂等)的储存分配间等,为此本次修订增加本条规定。

9.3 通信

 

9.3.1 洁净厂房内应设置与厂房内、外联系的通信装置。洁净厂房内生产区与其他工段的联系宜设生产对讲电话。
9.3.2 洁净厂房根据生产管理和生产工艺特殊需要,宜设置闭路电视监视系统。
9.3.3 洁净厂房的生产层、技术夹层、机房、站房等均应设置火灾报警探测器。洁净厂房生产区及走廊应设置手动火灾报警按钮。
9.3.4 洁净厂房应设置消防值班室或控制室,并不应设在洁净区内。消防值班室应设置消防专用电话总机。
9.3.5 洁净厂房的消防控制设备及线路连接应可靠。控制设备的控制及显示功能应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116的有关规定。洁净区内火灾报警应进行核实,并应进行下列消防联动控制:
    1 应启动室内消防水泵,接收其反馈信号。除自动控制外,还应在消防控制室设置手动直接控制装置。
    2 应关闭有关部位的电动防火阀,停止相应的空调循环风机、排风机及新风机,并应接收其反馈信号。
    3 应关闭有关部位的电动防火门、防火卷帘门。
    4 应控制备用应急照明灯和疏散标志灯燃亮。
    5 在消防控制室或低压配电室,应手动切断有关部位的非消防电源。
    6 应启动火灾应急扩音机,进行人工或自动播音。
    7 应控制电梯降至首层,并接收其反馈信号。
9.3.6 洁净厂房中易燃、易爆气体、液体的贮存和使用场所及入口室或分配室应设可燃气体探测器。有毒气体、液体的贮存和使用场所应设气体检测器。报警信号应联动启动或手动启动相应的事故排风机,并应将报警信号送至消防控制室。


条文说明

9.3 通信

9.3.1 洁净厂房设置的电话、对讲电话等是与内、外部联系的装置,有如下作用:
    (1) 作为正常的工作联系。
    (2) 发生火灾时与外部联系,积极采取有效的灭火措施。
    (3) 洁净室内的工作人员是一个重要的尘源,人走动时的发尘量是静止时的5倍~10倍,所以减少人员在洁净室内的走动,对保证洁净度有很重要的作用。
9.3.3 洁净厂房广泛应用于电子、生物制药、宇航、精密仪器制造及科研各个行业中,其重要性越来越多地被人们所认识。新建和改建的洁净厂房数量不断增加,大多数洁净厂房内设有贵重设备、仪器,且建造费用昂贵,一旦着火损失巨大。同时洁净厂房内人员进出迂回曲折,人员疏散比较困难,火情不易被外部发现,消防人员难以接近,防火有一定困难,因此设置火灾自动报警装置十分重要。
    对近年设计、建成的25个洁净厂房的调查中,有约90%以上的洁净厂房装有火灾自动报警装置,这是由于本规范颁布实施以来洁净厂房装设火灾报警装置已得到各方面的重视和认同,消防意识不断提高,随着产品质量提高、价格合理,各种形式的报警装置正得到广泛应用,因此作了本条的强制性规定。
    目前我国生产的火灾报警探测器的种类较多,常用的有感烟式、紫外线感光式、红外线感光式、定温感温式、差定温复合式等。
9.3.4 本条规定的洁净厂房中应设置消防值班室或控制室是确保各类消防系统正常运行和及时对发生的各类火情等组织扑救的关键手段,故作为强制性条文规定。
9.3.5 本条规定探测器报警后,强调人工核实和控制,当确认是真正发生火灾后,按规定设置的联动控制设备进行操作并反馈信号,目的是减少损失。因为洁净厂房内的生产要求与普通厂房不同,对于洁净度要求严格的厂房,若一旦关断净化空调系统即使再恢复也会影响洁净度,使之达不到工艺生产要求而造成损失。为此本条作了强制性规定。
9.3.6 由于各类洁净厂房中,不仅使用易燃、易爆气体和有毒气体,有的洁净厂房还使用易燃、易爆液体和有毒液体等,所以本条将条文中除“气体”外增加“液体”。通常易燃、易爆液体泄漏后,可挥发为液体蒸气或相变为气态,可通过气体或液体蒸气进行检测报警;某些液体可能泄漏后不会很快挥发,此时应设置液体泄漏探测器等。本条为强制性条文。

9.4 自动控制

 

9.4.1 洁净厂房宜设置净化空调系统等的自动监控装置。
9.4.2 洁净室净化空调系统宜选用变频调速控制的风机。
9.4.3 净化空调系统的电加热器应设置无风、超温断电保护装置。当采用电加湿器时,应设置无水保护装置。

条文说明

9.4 自动控制

9.4.1 洁净厂房设置一套较完整的自动监控装置,对确保洁净厂房的正常生产和提高运行管理水平十分有利,但建设投资增加。各类洁净厂房内包括洁净室空气洁净度、温度和湿度的监控,洁净室的压差监控,高纯气体、纯水的监控,气体纯度、纯水水质的监测等的要求是不同的,并且各行各业的洁净室(区)的规模、面积也是不同的,所以自动监控装置的功能应视工程具体情况确定,宜设计成各种类型的监测、控制系统,只有相当规模的洁净厂房宜设计成集散式计算机控制和管理系统。为此本次修订将本条改为推荐性条文。
9.4.2 净化空调系统的空气过滤器随运行时间的增加,阻力逐渐增大,为保持送风风量,经常手动调节系统中的风阀,以增加风量,调整很麻烦;在空气调节系统调试中,系统启动时为使风机空载启动,首先将风机出口处风阀关闭,风机启动后,由于风阀上承受压力很大,打开十分困难。当采用空气过滤器前后压力差的变化控制送风机的变频调速装置后,送风量的调节变得十分容易,送风压力稳定。同时洁净室净化空调系统的送风机采用变频调速后节能十分显著。
9.4.3 为避免净化空调系统因风机停转无风或超温时,电加热器继续送电加热会造成设备损坏甚至发生火灾,本条强制性规定应设置无风、超温断电等保护装置。

9.5 静电防护及接地

 

9.5.1 洁净厂房应根据工艺生产要求采取静电防护措施。
9.5.2 洁净室(区)内的防静电地面,其性能应符合下列规定:
    1 地面的面层应具有导电性能,并应保持长时间性能稳定。
    2 地面的面层应采用静电耗散性的材料,其表面电阻率应为1.0×105Ω/□~1.0×1012Ω/□或体积电阻率为1.0×104Ω·cm~1.0×1011Ω·cm。
    3 地面应设有导电泄放措施和接地构造,其对地泄放电阻值应为1.0×105Ω~1.0×109Ω。
9.5.3 洁净室的净化空调系统应采取防静电接地措施。
9.5.4 洁净室内可能产生静电危害的设备、流动液体、气体或粉体管道应采取防静电接地措施,其中有爆炸和火灾危险场所的设备、管道应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定。
9.5.5 防静电接地系统应分别按不同要求设置接地连接端子。在一个房间内应设置等电位的接地网格或闭合的接地铜排环。
    在防静电接地系统各个连接部位之间电阻值应小于0.1Ω。
9.5.6 洁净厂房内不同功能的接地系统的设计均应遵循等电位联结的原则,其中直流接地系统不能与交流接地系统混接。直流工作接地的接地干线应单独绝缘敷设,并应使用绝缘屏蔽电缆。
9.5.7 接地系统采用综合接地方式时接地电阻值应小于或等于1Ω:选择分散接地方式时,各种功能接地系统的接地体必须远离防雷接地系统的接地体,两者应保持20m以上的间距。洁净厂房的防雷接地系统设计应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057的有关规定。

条文说明

9.5 静电防护及接地

9.5.1 洁净厂房的室内环境中许多场合存在着静电危害,从而导致电子器件、电子仪器和电子设备损坏或性能下降,或导致人体遭受电击伤害,或导致爆炸、火灾危险场所引燃、引爆,或导致尘埃吸附影响环境洁净度。因此,洁净厂房工程设计中要十分重视防静电环境设计。
9.5.2 防静电地面材料采用具有导静电性能的材料是防静电环境设计的基本要求。目前国内生产的防静电材料及制品有长效型、短效型和中效型,长效型必须是长时间持久地保持静电耗散性能,其时间界限为十年以上,而短效型能维持静电耗散性能在三年以内,介于三年以上和十年以下的为中效型。洁净厂房一般为永久性建筑,因此条文强制性规定防静电地面应选用具有长时间保持稳定静电耗散性能的材料。
    本条第2款和第3款中规定了防静电地面的表面电阻率、体积电阻率和地面对地泄放电阻值,这些规定是参照现行行业标准《电子产品制造与应用系统防静电检测通用规范》SJ/T 10694而制订的。
9.5.3 由于各种用途的洁净室对防静电控制的要求是不同的,工程实践表明,目前在一些洁净厂房内的净化空调系统采取了防静电接地措施,但也有一些洁净厂房内的净化空调系统未采用此项措施,所以本次修订改为推荐性条文。
9.5.4 洁净厂房内可能产生静电的生产设备(包括防静电安全工作台)和容易产生静电的流动液体、气体或粉体的管道,应采取防静电接地措施,将静电导除。当这些设备与管道处在爆炸和火灾危险环境中时,设备和管道的连接安装要求更加严格,以防发生严重灾害。因此,强调执行现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的规定。本条为强制性条文。
9.5.5、9.5.6 这两条修改的理由是:第一,各种用途的洁净室(区)对防静电控制的要求是不同的,有一些洁净室(区)还没有防静电接地要求,所以条文不宜规定过严,避免增加执行的难度;第二,原条文的一些规定过细;第三,条文中的一些内容与相关的规范相同或相似。因此,两条的内容进行简化,并改为推荐性条文。
9.5.7 为了解决好各个接地系统之间的相互关系,接地系统设计时,必须以防雷接地系统设计为基础。由于在大多数情况下各种功能接地系统采用综合接地方式,因此首先必须考虑防雷接地系统,使其他功能接地系统都应包括在防雷接地系统的保护范围之内。本条规定洁净厂房防雷接地系统的基本要求,涉及建造后的洁净厂房的安全运行,为此作为强制性条文。

 

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