電子工業潔凈廠房給水排水設計

趙東升

（世源科技工程有限公司上海分公司 200433）

1 電子工業潔凈廠房中給排水設計的整體思路

在電子工業潔凈廠房的建設中，給排水系統的地位以及價值是不容忽視的，它關系著電子工業廠房在投產使用后的安全和高效率生產，因此在給排水系統設計中應該把握好以下設計思路。

1.1 明確設計依據

在給排水系統設計的概念設計或方案設計階段，首先應該明確業主準備建設的工廠采用的是什么標準。是按照國標還是NFPA？是否有外資保險商要求（如FM）？廢水排放參照什么標準？環評有無特殊要求等。尤其是消防系統方面，國內和國外標準對具體設計要求差別較大，建設成本亦相差幾倍。故設計人員應明確設計依據，并在設計及施工過程中嚴格執行該規范要求。常用國標設計規范有《潔凈廠房設計規范》、《電子工業潔凈廠房設計規范》、《電子工業純水系統設計規范》及《薄膜晶體管液晶顯示器工廠設計規范》等，這些都是工業潔凈廠房內給排水設計必須嚴格遵守的規范。規范是設計師的法律，遵循規范的基礎上再結合項目的具體特點，組織系統架構。

1.2 注重消防安全性

電子工業廠房的安全性也是給排水設計中應該重點考慮的問題之一，大型電子廠房單體建筑面積四五十萬平米已經很常見。潔凈室生產工藝的連續性要求單個防火分區面積遠超過《建筑設計防火規范》的規定，且生產中需要用到特氣、易燃易爆化學品等，對于人員疏散、消防補救造成很大困難，這就需要給排水設計人員設計合理的消防措施。通常來說，在電子工業潔凈廠房中，設計人員會首先考慮廠房內工業生產的工藝特點和所使用到的化學品特性，選擇合適的自動滅火設施。常規潔凈區采用濕式噴淋對于撲救初期火災效果成功率很高，對于支持區的有機溶劑間、有機廢液收集區采用泡沫-水聯用系統，網絡機房、CIM機房等房間設置氣體滅火系統。在選擇消防設施時，需要考慮潔凈環境的保護，如潔凈區設計二氧化碳滅火器，而不用干粉滅火器，以避免在撲滅火災過程中造成不利影響。因此在設計電子工業潔凈廠房的消防系統時，必須根據廠房本身的結構和布局特點，以及工業生產中的可燃物品分布情況等科學地確定消防給水系統的選擇。

1.3 列出水量平衡圖

如果將給排水設計比作一個人的生命，那么水量平衡圖就是血液系統。完整的水量平衡圖能清晰表達出整個項目的給水、排水的來龍去脈，可計算出日用水量、生活生產分別的用水量、制程回收率、全廠回收率，為能評、環評、節水評估等提供數據來源。電子行業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，減少生產廢水排放，利國利民[1]。

2 電子工業潔凈廠房給排水設計需要注意的要點

在對若干電子工業潔凈廠房，尤其是大型TFT-LCD、AMOLED顯示項目的給排水系統設計總結及建成后使用的回訪中，發現有一些常見問題，需要在新項目設計過程中多加關注。只有對每一個節點都進行嚴格的把控，才能確保整個廠房給排水系統更加科學合理和安全。在進行給排水系統設計過程中應該注意以下幾個要點：

2.1 資料的收集

設計人員應重視水源資料、氣象資料、環保資料以及消防資料的收集。面板項目、半導體項目對生產水源供水的可靠性要求非常高，供水的安全性對項目的運行有直接的影響。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，對特殊水源地還應注意城市自來水水源水質的變化，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、冬季最低氣溫的數據，這些將影響冷卻塔的計算、室外管道是否需要保溫。環保資料包括當地執行的排放標準（是否有地方標準），排放濃度、允許排放口數量等。了解業主是否有保險要求、搞清設計應遵循的消防設計規范，對于消防系統設計影響非常大，如潔凈區一般按照FM要求，消防管道采用加厚內外浸鍍鋅鋼管，管道連接采用法蘭連接，二次鍍鋅，減少漏水風險；FM要求設計一臺柴油噴淋泵等。

2.2 生產給水系統

因電子廠房用到大量生產用水，為滿足生活用水水質安全，應避免使用生活生產聯用給水系統。對于利用低位水箱加變頻泵的生活給水系統，應采取二次消毒措施，并注意給其他設備補水時防止倒流污染。

為了提高生產供水的可靠性，在條件允許的情況下，建議采用環形生產給水管網。對于水源不是很可靠的情況，一般生產水池儲存24h的生產用水量，以防止市政停水。

對于空氣濕度較大的地區，應考慮空調冷凝水的回收，該部分水可用于冷卻塔的補水或者純水原水。該部分水質良好，回收價值高。

由于電子工業潔凈廠房有多個棟號或區域會儲存或分配危險化學品，應根據化學品的物理化學性能和人身安全的考慮，設置緊急沖身洗眼器[2]。管路應采取措施避免洗眼器因長期不用形成死水導致水質惡化發臭，具體措施可考慮設置環路，并保證環路有用水點頻繁使用，保證環路水質得到更新。有條件可考慮使用RO水，保證水質的基礎上，適當提高冬季使用的舒適性（25℃左右）。

2.3 消防設計

大型面板項目、半導體項目一般消防水池水泵房在有保險商要求時，都會按NFPA要求設計，消防泵房獨立設置，并應設置直接向外的進出口，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。

在主廠房潔凈生產層設置噴淋系統方面，存在兩種有爭議的觀點：①認為應采用預作用系統，其理由是廠房內工藝設備貴重（如光刻機），潔凈等級非常高，擔心管道漏水導致設備損壞或潔凈環境遭到破壞；②認為應采用濕式系統，其理由是該系統比預作用系統對于初期火災的控制效果好，同時濕式系統施工完成試壓合格一般不會產生管路漏水。前者以國內設計師為代表，后者以一些保險商為代表。二者對有機化學品庫的消防措施也持不同觀點：前者認為應采用泡沫-預作用系統，理由是怕濕式-泡沫系統先噴水產生流淌火；后者認為應采用泡沫-濕式系統，理由是認為泡沫預作用反應沒有濕式快，對初期火災控制效果不好。

室內消火栓布置在潔凈包深化設計階段要重視套工藝設備，由于潔凈廠房工藝設備較大，流線連貫，要按人的行走距離保證每個點有2股消火栓充實水柱能保護到。

2.4 注重節水設計

大型電子工業廠房屬于高耗能企業，尤其在用水方面。隨著可持續發展觀念深入人心，很多業主在項目建設時就提出綠建要求，LEED認證要求。設計人員應重視對生產廢水回收利用、雨水回收利用，開源節流，并建設完善的現代化節水管理計量網絡，通過給排水的合理設計，實現廠房內水資源的二次利用。

3 結語

綜上所述，電子工業潔凈廠房中的給排水系統是工業生產中的重要組成部分。合理的消防措施為電子工業生產提供了基本的安全保障，高品質的超純水是保障清洗干凈提高產品良率的基本要求，設計過程中應牢記節水意識，滿足新時代中國智造的重要理念。

[1]《薄膜晶體管液晶顯示器工廠設計規范》（GB 51136-2015）.

[2]《電子工業潔凈廠房設計規范》（GB50472-2008）.