摘要：本文結(jié)合工程設(shè)計(jì)實(shí)例，從集成電路芯片廠的一般排風(fēng)系統(tǒng)、工藝排風(fēng)系統(tǒng)、凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面對(duì)該類(lèi)型項(xiàng)目通風(fēng)空調(diào)專業(yè)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié)。
　　關(guān)鍵詞：排風(fēng)系統(tǒng)；有害氣體；凈化空調(diào)；設(shè)計(jì)
　　
　　1一般排風(fēng)系統(tǒng)
　　一般排風(fēng)主要是指動(dòng)力站房（如冷凍站、鍋爐房、廢水處理站、化學(xué)品庫(kù)等）排風(fēng)。
　　1.1冷凍站排風(fēng)
　　冷凍站排風(fēng)分全室通風(fēng)和緊急排風(fēng)兩種。
　　全室通風(fēng)主要用于站房?jī)?nèi)夏季通風(fēng)降溫，通風(fēng)量可根據(jù)設(shè)備發(fā)熱量、夏季室外氣象參數(shù)和室內(nèi)允許溫度來(lái)確定。
　　緊急排風(fēng)應(yīng)根據(jù)制冷劑的有毒性等級(jí)和燃燒性等級(jí)確定，若制冷劑為可燃的或有毒的時(shí)，需要設(shè)置緊急排風(fēng)。一般按12次/h考慮，由于制冷劑相對(duì)密度一般大于0.75，則緊急排風(fēng)口設(shè)于接近地面處，靠近冷凍機(jī)附近的位置，該排風(fēng)系統(tǒng)與制冷劑監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)連鎖，當(dāng)制冷劑發(fā)生泄漏時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警，并自動(dòng)啟動(dòng)緊急排風(fēng)系統(tǒng)。
　　1.2鍋爐房排風(fēng)
　　鍋爐房排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)室內(nèi)發(fā)熱量來(lái)確定夏季全室排風(fēng)量，并根據(jù)燃料的種類(lèi)，確定事故通風(fēng)量，一般不小于12次/h，該排風(fēng)系統(tǒng)與可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)連鎖，當(dāng)可燃?xì)怏w濃度超過(guò)允許值時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警，并啟動(dòng)事故排風(fēng)系統(tǒng)。
　　1.3廢水處理站排風(fēng)
　　廢水處理站排風(fēng)主要保證室內(nèi)通風(fēng)良好，降低室內(nèi)有害氣體濃度，保證人身安全，排風(fēng)量按照6次/h計(jì)算，為保證系統(tǒng)可靠性，應(yīng)設(shè)置備用排風(fēng)系統(tǒng)。
　　1.4化學(xué)品庫(kù)排風(fēng)
　　化學(xué)品庫(kù)一般儲(chǔ)存可燃?xì)怏w、氧化劑、有機(jī)溶劑、有毒氣體、惰性氣體等，儲(chǔ)存量較大，危險(xiǎn)性也很大，因此，必須設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)量按照6次/h計(jì)算。按照《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50019-2003）規(guī)定，事故排風(fēng)量應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)計(jì)所提供的資料通過(guò)計(jì)算確定，當(dāng)工藝設(shè)計(jì)不能提供有關(guān)計(jì)算資料時(shí)，應(yīng)按照每小時(shí)不小于房間全部容積的12次換氣量確定。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)存化學(xué)品的密度大小，來(lái)確定排風(fēng)口的安裝高度，當(dāng)化學(xué)品密度大于空氣密度時(shí)，應(yīng)設(shè)置下排風(fēng)口。為保證系統(tǒng)可靠性，應(yīng)設(shè)置備用排風(fēng)系統(tǒng)。
　　2工藝排風(fēng)系統(tǒng)
　　凈化廠房工藝設(shè)備排風(fēng)分為一般排風(fēng)系統(tǒng)、酸性排風(fēng)系統(tǒng)、有機(jī)溶劑排風(fēng)系統(tǒng)、氨排風(fēng)系統(tǒng)，此外，還有事故排風(fēng)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)。
　　一般排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管采用鍍鋅鋼板制作或采用鍍鋅螺紋風(fēng)管，有機(jī)溶劑排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管采用鍍鋅焊接風(fēng)管或不銹鋼焊接風(fēng)管，酸性排風(fēng)系統(tǒng)和氨排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管有三種形式：不銹鋼內(nèi)襯四氟乙烯、難燃玻璃鋼、安裝有自動(dòng)噴灑系統(tǒng)的普通玻璃鋼風(fēng)管。工藝排風(fēng)管道應(yīng)設(shè)置一定坡度（防止化學(xué)品積聚在風(fēng)管內(nèi)），并在低點(diǎn)設(shè)置收集管道，收集液通過(guò)廢液收集系統(tǒng)輸送至廢水處理站集中處理。
　　由于集成電路生產(chǎn)使用大量化學(xué)品、有害有毒氣體和液體，為保證排風(fēng)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，建議工藝排風(fēng)系統(tǒng)不設(shè)置防火閥，工藝排風(fēng)管道穿越非使用房間采用防火構(gòu)造的豎井或夾套進(jìn)行保護(hù)。
　　2.1一般排風(fēng)系統(tǒng)
　　一般排風(fēng)系統(tǒng)由排風(fēng)收集管道、排風(fēng)機(jī)、變頻器、排風(fēng)立管等組成。一般排風(fēng)主要為熱排風(fēng)和濕排風(fēng)，其中不含任何污染物，排風(fēng)由排風(fēng)機(jī)通過(guò)排風(fēng)立管直接排入大氣中。
　　2.2酸排風(fēng)系統(tǒng)
　　酸排風(fēng)系統(tǒng)由排風(fēng)收集管道、濕式洗滌塔、NaOH日用罐及加藥系統(tǒng)、排風(fēng)機(jī)、變頻器、排風(fēng)立管等組成。酸排風(fēng)在洗滌塔內(nèi)通過(guò)NaOH中和液噴淋，排風(fēng)達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)后，由排風(fēng)機(jī)通過(guò)排風(fēng)立管高空排入大氣中。
　　2.3VOC排風(fēng)系統(tǒng)
　　VOC排風(fēng)系統(tǒng)由排風(fēng)收集管道、預(yù)冷卻器、VOC熱力氧化裝置、排風(fēng)機(jī)、變頻器、排風(fēng)立管等組成。VOC排風(fēng)經(jīng)過(guò)預(yù)冷卻器冷卻使部分氣態(tài)VOC物質(zhì)冷卻液體進(jìn)行分離，并使排風(fēng)溫度降低，有利于VOC被轉(zhuǎn)輪吸附裝置吸附。經(jīng)轉(zhuǎn)輪吸附裝置吸附處理后的清潔空氣，由排風(fēng)機(jī)和排風(fēng)立管高空排入大氣中。吸附在轉(zhuǎn)輪吸附裝置內(nèi)的VOC通過(guò)熱空氣加熱被解析，濃縮后的VOC排風(fēng)進(jìn)入熱力氧化裝置內(nèi)燃燒，VOC被徹底氧化，生成二氧化碳和水蒸氣，隨排風(fēng)一起排入排風(fēng)立管內(nèi)，最終高空排入大氣中。
　　2.4事故排風(fēng)和排煙系統(tǒng)
　　集成電路芯片廠房?jī)?nèi)大量使用化學(xué)品和特種氣體，且廠房密閉性強(qiáng)，因此應(yīng)設(shè)置事故排風(fēng)和火災(zāi)排煙系統(tǒng)。一般在上夾層設(shè)置排煙系統(tǒng)。可以采用排煙系統(tǒng)作為事故排風(fēng)系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生化學(xué)品泄漏事故時(shí)，通過(guò)手動(dòng)按鈕啟動(dòng)排煙系統(tǒng)作為緊急事故排風(fēng)系統(tǒng)。排煙系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)滿足《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2006）的要求，同時(shí)，應(yīng)得到當(dāng)?shù)叵�防部門(mén)的認(rèn)可。
　　為保證排風(fēng)系統(tǒng)安全可靠，應(yīng)設(shè)置備用裝置，并提供應(yīng)急電源；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，工藝排風(fēng)系統(tǒng)仍應(yīng)保證正常運(yùn)行排風(fēng)量的一半。
　　3凈化空調(diào)系統(tǒng)
　　3.1空調(diào)凈化方式的選擇和比較
　　為補(bǔ)充排風(fēng)量和維持潔凈室正壓，集成電路生產(chǎn)廠房必須設(shè)置新風(fēng)空調(diào)機(jī)組。新風(fēng)機(jī)組一般由初效過(guò)濾段(G4)、預(yù)加熱段、噴淋段、表冷段、再加熱段、風(fēng)機(jī)段、中效過(guò)濾段(F8或F9)、化學(xué)過(guò)濾器段、亞高效空氣過(guò)濾段(H10)、出風(fēng)段等組成。噴淋段可用來(lái)去除新風(fēng)中的水溶性化學(xué)物質(zhì)和部分沙塵，冬季可用于新風(fēng)加濕。隨著，空氣中的化學(xué)物質(zhì)不斷溶于噴淋循環(huán)水中，水中化學(xué)物質(zhì)濃度不斷升高，其吸收效率也逐漸下降，因此，通過(guò)噴淋循環(huán)水的導(dǎo)電率來(lái)控制補(bǔ)水量，保持噴淋循環(huán)水水質(zhì)。冬季通過(guò)控制預(yù)加熱器的加熱量來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入噴淋室的空氣溫度，改變噴淋加濕能力來(lái)實(shí)現(xiàn)新風(fēng)濕度控制。新風(fēng)空調(diào)機(jī)組內(nèi)安裝亞高效空氣過(guò)濾器(H10)目的是有效去除新風(fēng)中的灰塵，延長(zhǎng)末端空氣過(guò)濾器的壽命。
　　所采用生產(chǎn)技術(shù)不同，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的要求也不相同。氣流組織形式可分為單向流和非單向流。隨著微環(huán)境技術(shù)的應(yīng)用。空氣輸送形式也可分為循環(huán)空調(diào)器、軸流風(fēng)機(jī)塔、FFU三種形式。
　　三種不同形式的比較
　　 循環(huán)空調(diào)器 軸流風(fēng)機(jī)塔 FFU
　　初投資 高 低 中
　　運(yùn)行費(fèi) 高 中 低
　　靈活性 差 差 好
　　安裝空間 大 少 少
　　維護(hù) 難 難 易
　　施工期 長(zhǎng) 較短 短
　　
　　集成電路生產(chǎn)廠房潔凈度要求較高，通常為ISO6、ISO5及ISO4級(jí)，所需要的循環(huán)空氣量很大。單臺(tái)循環(huán)空調(diào)器的送風(fēng)量一般在20000-35000m³/h，循環(huán)空調(diào)器外形尺寸較大，需要較大的安裝空間，為便于維護(hù)和檢修，通常設(shè)置專用的空調(diào)器夾層，這樣勢(shì)必額外增加土建費(fèi)用。由于循環(huán)空調(diào)器方式空氣流通路徑長(zhǎng)，且在送回風(fēng)管道風(fēng)速較大，循環(huán)空調(diào)器形式空氣流通阻力較FFU+干盤(pán)管或軸流風(fēng)機(jī)塔+干盤(pán)管形式的空氣流通阻力大，因此，循環(huán)空調(diào)器風(fēng)機(jī)所消耗的功率大，不僅增加了電力消耗，而且增大了發(fā)熱量，加大空調(diào)系統(tǒng)的耗冷量。
　　由于FFU的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，靜壓箱內(nèi)壓力相對(duì)于潔凈室壓力為負(fù)壓，空氣只可能從潔凈室向靜壓箱內(nèi)，這樣，可以有效地保證潔凈室的潔凈度。正是這種原因，F(xiàn)FU安裝非常簡(jiǎn)便快捷。
　　隨著微環(huán)境技術(shù)應(yīng)用，在關(guān)鍵生產(chǎn)采用微環(huán)境保證極高的潔凈度，對(duì)集成電路生產(chǎn)廠房的環(huán)境要求不再那么苛刻，一般為ISO6、ISO5及ISO4級(jí)，高效空氣過(guò)濾器的覆蓋率通常采用50%到25%。由于FFU安裝框架為浮動(dòng)式安裝，即FFU安裝框架與潔凈室壁板之間采用柔性連接，可以防止FFU的振動(dòng)傳遞到生產(chǎn)層。微環(huán)境通常也是采用懸掛的方式安裝在FFU安裝框架。這樣，對(duì)工藝設(shè)備的布置和調(diào)整帶來(lái)了很大的便利，與傳統(tǒng)的潔凈室相比，潔凈室的有效利用率也提高了5-10%。
　　FFU由高效空氣過(guò)濾器、風(fēng)機(jī)、控制器等組成。風(fēng)機(jī)電機(jī)有直流（DC）電動(dòng)機(jī)、交流（AC）異步電動(dòng)機(jī)、EC電動(dòng)機(jī)三種形式。交流電動(dòng)機(jī)可選用手動(dòng)調(diào)速、變壓調(diào)速、網(wǎng)絡(luò)控制方式，變壓調(diào)速一般成組控制，一臺(tái)變壓調(diào)速器最多可控制8臺(tái)FFU，同時(shí)調(diào)節(jié)FFU轉(zhuǎn)速；而一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)控制器最多可控制256臺(tái)FFU，可以分別調(diào)節(jié)每臺(tái)FFU的轉(zhuǎn)速。EC電動(dòng)機(jī)效率高，一般在90%左右，節(jié)能效果顯著。EC電動(dòng)機(jī)可采用網(wǎng)絡(luò)控制，一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)最多可控制32000臺(tái)FFU，可通過(guò)FFU控制中心同時(shí)、或者成組、或分別調(diào)控FFU。DC電動(dòng)機(jī)目前較少采用。
　　由于FFU形式具有節(jié)省空間和投資、安裝方便靈活、調(diào)控自如、能夠適應(yīng)工藝調(diào)整和升級(jí)，因此，越來(lái)越受青睞。
　　3.2空調(diào)機(jī)房的布置和要求
　　隨著工藝布局、結(jié)構(gòu)形式和氣流組織形式的不同，空調(diào)機(jī)房的布置也有所不同。新風(fēng)空調(diào)機(jī)組可布置在生產(chǎn)層的輔助區(qū)、上夾層或下夾層內(nèi)。新風(fēng)空調(diào)機(jī)房宜布置在靠近屋頂或外墻位置，便于引入室外新風(fēng)，新風(fēng)口宜布置在上風(fēng)側(cè)，應(yīng)遠(yuǎn)離排風(fēng)口和污染源�？照{(diào)機(jī)房應(yīng)避開(kāi)防微振要求高的區(qū)域。