電子工業(yè)潔凈廠房給水排水設(shè)計(jì)

趙東升

（世源科技工程有限公司上海分公司 200433）

1 電子工業(yè)潔凈廠房中給排水設(shè)計(jì)的整體思路

在電子工業(yè)潔凈廠房的建設(shè)中，給排水系統(tǒng)的地位以及價(jià)值是不容忽視的，它關(guān)系著電子工業(yè)廠房在投產(chǎn)使用后的安全和高效率生產(chǎn)，因此在給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)該把握好以下設(shè)計(jì)思路。

1.1 明確設(shè)計(jì)依據(jù)

在給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)或方案設(shè)計(jì)階段，首先應(yīng)該明確業(yè)主準(zhǔn)備建設(shè)的工廠采用的是什么標(biāo)準(zhǔn)。是按照國標(biāo)還是NFPA？是否有外資保險(xiǎn)商要求（如FM）？廢水排放參照什么標(biāo)準(zhǔn)？環(huán)評(píng)有無特殊要求等。尤其是消防系統(tǒng)方面，國內(nèi)和國外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)具體設(shè)計(jì)要求差別較大，建設(shè)成本亦相差幾倍。故設(shè)計(jì)人員應(yīng)明確設(shè)計(jì)依據(jù)，并在設(shè)計(jì)及施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行該規(guī)范要求。常用國標(biāo)設(shè)計(jì)規(guī)范有《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》、《電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》、《電子工業(yè)純水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》及《薄膜晶體管液晶顯示器工廠設(shè)計(jì)規(guī)范》等，這些都是工業(yè)潔凈廠房?jī)?nèi)給排水設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵守的規(guī)范。規(guī)范是設(shè)計(jì)師的法律，遵循規(guī)范的基礎(chǔ)上再結(jié)合項(xiàng)目的具體特點(diǎn)，組織系統(tǒng)架構(gòu)。

1.2 注重消防安全性

電子工業(yè)廠房的安全性也是給排水設(shè)計(jì)中應(yīng)該重點(diǎn)考慮的問題之一，大型電子廠房單體建筑面積四五十萬平米已經(jīng)很常見。潔凈室生產(chǎn)工藝的連續(xù)性要求單個(gè)防火分區(qū)面積遠(yuǎn)超過《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定，且生產(chǎn)中需要用到特氣、易燃易爆化學(xué)品等，對(duì)于人員疏散、消防補(bǔ)救造成很大困難，這就需要給排水設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)合理的消防措施。通常來說，在電子工業(yè)潔凈廠房中，設(shè)計(jì)人員會(huì)首先考慮廠房?jī)?nèi)工業(yè)生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)和所使用到的化學(xué)品特性，選擇合適的自動(dòng)滅火設(shè)施。常規(guī)潔凈區(qū)采用濕式噴淋對(duì)于撲救初期火災(zāi)效果成功率很高，對(duì)于支持區(qū)的有機(jī)溶劑間、有機(jī)廢液收集區(qū)采用泡沫-水聯(lián)用系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、CIM機(jī)房等房間設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)。在選擇消防設(shè)施時(shí)，需要考慮潔凈環(huán)境的保護(hù)，如潔凈區(qū)設(shè)計(jì)二氧化碳滅火器，而不用干粉滅火器，以避免在撲滅火災(zāi)過程中造成不利影響。因此在設(shè)計(jì)電子工業(yè)潔凈廠房的消防系統(tǒng)時(shí)，必須根據(jù)廠房本身的結(jié)構(gòu)和布局特點(diǎn)，以及工業(yè)生產(chǎn)中的可燃物品分布情況等科學(xué)地確定消防給水系統(tǒng)的選擇。

1.3 列出水量平衡圖

如果將給排水設(shè)計(jì)比作一個(gè)人的生命，那么水量平衡圖就是血液系統(tǒng)。完整的水量平衡圖能清晰表達(dá)出整個(gè)項(xiàng)目的給水、排水的來龍去脈，可計(jì)算出日用水量、生活生產(chǎn)分別的用水量、制程回收率、全廠回收率，為能評(píng)、環(huán)評(píng)、節(jié)水評(píng)估等提供數(shù)據(jù)來源。電子行業(yè)清洗用純水的制備使用原水耗水量巨大，水資源是不可再生資源，在水資源日益緊缺的今天，提高純水回用率，降低使用新鮮自來水，減少生產(chǎn)廢水排放，利國利民[1]。

2 電子工業(yè)潔凈廠房給排水設(shè)計(jì)需要注意的要點(diǎn)

在對(duì)若干電子工業(yè)潔凈廠房，尤其是大型TFT-LCD、AMOLED顯示項(xiàng)目的給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)總結(jié)及建成后使用的回訪中，發(fā)現(xiàn)有一些常見問題，需要在新項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中多加關(guān)注。只有對(duì)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都進(jìn)行嚴(yán)格的把控，才能確保整個(gè)廠房給排水系統(tǒng)更加科學(xué)合理和安全。在進(jìn)行給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該注意以下幾個(gè)要點(diǎn)：

2.1 資料的收集

設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視水源資料、氣象資料、環(huán)保資料以及消防資料的收集。面板項(xiàng)目、半導(dǎo)體項(xiàng)目對(duì)生產(chǎn)水源供水的可靠性要求非常高，供水的安全性對(duì)項(xiàng)目的運(yùn)行有直接的影響。一般采用市政自來水，水源資料一般包括水源供水能力、供水壓力、供水水質(zhì)，對(duì)特殊水源地還應(yīng)注意城市自來水水源水質(zhì)的變化，如黃浦江海水倒灌。氣象資料主要是最大凍土深度、濕球溫度、冬季最低氣溫的數(shù)據(jù)，這些將影響冷卻塔的計(jì)算、室外管道是否需要保溫。環(huán)保資料包括當(dāng)?shù)貓?zhí)行的排放標(biāo)準(zhǔn)（是否有地方標(biāo)準(zhǔn)），排放濃度、允許排放口數(shù)量等。了解業(yè)主是否有保險(xiǎn)要求、搞清設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的消防設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)于消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)影響非常大，如潔凈區(qū)一般按照FM要求，消防管道采用加厚內(nèi)外浸鍍鋅鋼管，管道連接采用法蘭連接，二次鍍鋅，減少漏水風(fēng)險(xiǎn)；FM要求設(shè)計(jì)一臺(tái)柴油噴淋泵等。

2.2 生產(chǎn)給水系統(tǒng)

因電子廠房用到大量生產(chǎn)用水，為滿足生活用水水質(zhì)安全，應(yīng)避免使用生活生產(chǎn)聯(lián)用給水系統(tǒng)。對(duì)于利用低位水箱加變頻泵的生活給水系統(tǒng)，應(yīng)采取二次消毒措施，并注意給其他設(shè)備補(bǔ)水時(shí)防止倒流污染。

為了提高生產(chǎn)供水的可靠性，在條件允許的情況下，建議采用環(huán)形生產(chǎn)給水管網(wǎng)。對(duì)于水源不是很可靠的情況，一般生產(chǎn)水池儲(chǔ)存24h的生產(chǎn)用水量，以防止市政停水。

對(duì)于空氣濕度較大的地區(qū)，應(yīng)考慮空調(diào)冷凝水的回收，該部分水可用于冷卻塔的補(bǔ)水或者純水原水。該部分水質(zhì)良好，回收價(jià)值高。

由于電子工業(yè)潔凈廠房有多個(gè)棟號(hào)或區(qū)域會(huì)儲(chǔ)存或分配危險(xiǎn)化學(xué)品，應(yīng)根據(jù)化學(xué)品的物理化學(xué)性能和人身安全的考慮，設(shè)置緊急沖身洗眼器[2]。管路應(yīng)采取措施避免洗眼器因長期不用形成死水導(dǎo)致水質(zhì)惡化發(fā)臭，具體措施可考慮設(shè)置環(huán)路，并保證環(huán)路有用水點(diǎn)頻繁使用，保證環(huán)路水質(zhì)得到更新。有條件可考慮使用RO水，保證水質(zhì)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高冬季使用的舒適性（25℃左右）。

2.3 消防設(shè)計(jì)

大型面板項(xiàng)目、半導(dǎo)體項(xiàng)目一般消防水池水泵房在有保險(xiǎn)商要求時(shí)，都會(huì)按NFPA要求設(shè)計(jì)，消防泵房獨(dú)立設(shè)置，并應(yīng)設(shè)置直接向外的進(jìn)出口，備用噴淋泵采用柴油泵，柴油泵與一般消防泵之間有防火墻分隔。

在主廠房潔凈生產(chǎn)層設(shè)置噴淋系統(tǒng)方面，存在兩種有爭(zhēng)議的觀點(diǎn)：①認(rèn)為應(yīng)采用預(yù)作用系統(tǒng)，其理由是廠房?jī)?nèi)工藝設(shè)備貴重（如光刻機(jī)），潔凈等級(jí)非常高，擔(dān)心管道漏水導(dǎo)致設(shè)備損壞或潔凈環(huán)境遭到破壞；②認(rèn)為應(yīng)采用濕式系統(tǒng)，其理由是該系統(tǒng)比預(yù)作用系統(tǒng)對(duì)于初期火災(zāi)的控制效果好，同時(shí)濕式系統(tǒng)施工完成試壓合格一般不會(huì)產(chǎn)生管路漏水。前者以國內(nèi)設(shè)計(jì)師為代表，后者以一些保險(xiǎn)商為代表。二者對(duì)有機(jī)化學(xué)品庫的消防措施也持不同觀點(diǎn)：前者認(rèn)為應(yīng)采用泡沫-預(yù)作用系統(tǒng)，理由是怕濕式-泡沫系統(tǒng)先噴水產(chǎn)生流淌火；后者認(rèn)為應(yīng)采用泡沫-濕式系統(tǒng)，理由是認(rèn)為泡沫預(yù)作用反應(yīng)沒有濕式快，對(duì)初期火災(zāi)控制效果不好。

室內(nèi)消火栓布置在潔凈包深化設(shè)計(jì)階段要重視套工藝設(shè)備，由于潔凈廠房工藝設(shè)備較大，流線連貫，要按人的行走距離保證每個(gè)點(diǎn)有2股消火栓充實(shí)水柱能保護(hù)到。

2.4 注重節(jié)水設(shè)計(jì)

大型電子工業(yè)廠房屬于高耗能企業(yè)，尤其在用水方面。隨著可持續(xù)發(fā)展觀念深入人心，很多業(yè)主在項(xiàng)目建設(shè)時(shí)就提出綠建要求，LEED認(rèn)證要求。設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視對(duì)生產(chǎn)廢水回收利用、雨水回收利用，開源節(jié)流，并建設(shè)完善的現(xiàn)代化節(jié)水管理計(jì)量網(wǎng)絡(luò)，通過給排水的合理設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)廠房?jī)?nèi)水資源的二次利用。

3 結(jié)語

綜上所述，電子工業(yè)潔凈廠房中的給排水系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)中的重要組成部分。合理的消防措施為電子工業(yè)生產(chǎn)提供了基本的安全保障，高品質(zhì)的超純水是保障清洗干凈提高產(chǎn)品良率的基本要求，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)牢記節(jié)水意識(shí)，滿足新時(shí)代中國智造的重要理念。

[1]《薄膜晶體管液晶顯示器工廠設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 51136-2015）.

[2]《電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50472-2008）.