隨著科技的飛速發展,新技術、新工藝、新產品層出不窮,對生產環境有潔凈要求的建筑工程需求日益增長。目前,潔凈技術已廣泛應用于微電子、生物制藥、手術醫療、精密儀器制造等諸多關鍵領域。這篇文章我們講講潔凈廠房照明燈光的相關設計和要求。
一、潔凈廠房照度的確定與光源的挑選
潔凈廠房通常具備大柱網、大跨度、大空間、無采光窗的特點。在《潔凈廠房設計規范》GB50073-2001中,對采光窗潔凈廠房的照度值有明確的標準(見該規范中的表9.2.3)。其中規定,無采光窗潔凈區混合照明中的一般照明,應不低于200 1x,這比GBJ73-84中的150 lx標準有所提升。國際照明委員會(CIE)的“室內照明指南”也指出,無窗廠房的照度最低標準不得低于500lx。
然而,考慮到我國當前的電力水平,我國的人工照明照度標準普遍低于歐、美等國家。不過,近期一些中外合資和國外獨資的潔凈廠房,其照度遠高于200 1x,達到了300~500 1x。為密閉潔凈廠房內的操作人員提供明亮、舒適的視覺環境,能夠顯著提高生產效率和精細產品的成品率。因此,適度提升潔凈廠房的人工照明照度水平,對改善工作人員的視覺環境、促進國民經濟的發展均大有裨益。目前,我國正在制定《工業和民用建筑照明設計標準》,預計新規范中的照度標準將有所提升。
但值得注意的是,為確保生產車間的明暗適應,潔凈廠房的走道、休息室的照度與工作區的照度等級不應相差過大,一般相差1~2個等級較為適宜,但最低不應低于100 1x。而有窗潔凈廠房的標準則與普通生產廠房相同,按照現行國家標準《工業企業照明設計標準》GB50034-92執行。
此外,不同潔凈工業廠房的照度要求因工藝需求而異。例如,顯像管工廠的電子槍裝配車間混合照明的照度需達到1000~3000 1x。除了設置一般照明外,還需設置局部照明,但局部照明在混合照明中的照度比例不宜過大,一般照明照度應為混合照明照度的5~15%。由于我國電力資源相對緊張,有時需要提高局部照明在混合照明中的照度比例。若空間照度過低,容易產生眩光,使人感到疲勞。因此,在選擇光源時,需避免選擇亮度過高的光源,通常選用熒光燈等線狀光源或帶磨砂玻璃的白熾燈。
對于潔凈廠房中有特殊光源需求的車間,如顯像管廠的熒光粉涂敷間、半導體廠房中的光刻間,為了防止感光材料的感光,必須使用黃色或紅色光源。此時,應選用滿足特殊要求的黃色熒光燈管或低壓鈉燈。黃色熒光燈管有兩種類型,一種是燈管內壁涂有黃色熒光粉,另一種是白色熒光燈管外套黃色塑料套管。它們的光通量通常比一般熒光燈要低。
二、潔凈廠房一般照明燈具的選型與布置
要做好高潔凈等級潔凈室的照明設計,首先需要對潔凈廠房的潔凈度等級和潔凈空氣氣流流型有所了解。在最新的《潔凈廠房設計規范》GB50073-2001中,對空氣潔凈度等級的規定進行了諸多修改。在GBJ73-84中,空氣潔凈度分為4個等級,即100級、1000級、10000級、100000級。然而,隨著微電子和集成電路工業的飛速發展,潔凈廠房對空氣潔凈度的要求不斷提高,需要控制的塵粒粒徑甚至達到了0.1μm以下。為與國際標準接軌,新規范采納了國際標準ISO14644-1中的相關規定,將空氣潔凈度等級從原來的4個等級增加到9個等級,即1級至9級。
規范中對潔凈空氣氣流流型的選擇也做出了明確規定。當空氣潔凈度等級要求為1~4級時,應采用垂直單向流;當要求為5級時,可采用垂直單向流或水平單向流;而在6~9級時,宜采用非單向流。氣流流型的設計旨在合理規劃潔凈室內的空氣流動形態和分布,其特點在于避免或減少渦流,以迅速有效地排除污染物,并限制和減少室內污染源散發的塵和菌的擴散,從而維持室內生產環境所需的空氣潔凈度等級。
考慮到潔凈室的特殊性,在選擇一般照明燈具時,應優先選用表面光滑、凹凸面少、不易積灰、易于清掃且不易產生靜電的材料制成的燈具。除了滿足照度要求外,燈具的選型和布置還需根據室內氣流流型進行考慮。例如,當頂棚為垂直單向流送風口時,如超大規模集成電路廠的光刻車間,其高效過濾器送風口的面積有時可達頂棚面積的80%左右,這給燈具的布置帶來了挑戰。在這種情況下,宜選用淚珠式熒光燈,這種燈具對氣流的影響較小,可安裝在高效過濾器專用鋁型材框架下側,既不妨礙送風又能有效利用有限的頂棚空間。根據頂棚模數的不同,可以選擇不同長度的燈具。
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