洁净厂房照明设计的探讨

摘要:近年来,洁净技术已广泛应用于制药、电子、食品,精密仪器等工业。洁净技术作为边缘性兼综合性学科,已越来越受到国内外技术专家的关注,这对洁净厂房的设计提出了更高的要求。本文从洁净厂房的照明特点及洁净厂房照明的选择与布置两方面加以论述。

关键词:洁净厂房;照明设计

近几年,随着我国GMP的深入实施以及加入WT0后企业面临的机遇与竞争,国内企业已经越来越清楚地认识到拥有一个符合GMP要求,并能与国际接轨的现代化企业的重要性。实践的经验表明工厂和车间里良好的照明对于提高产量和质量十分有效。良好的照明增加了工人的舒适度和安全度,减少错误率,并能刺激员工发挥出良好的状态。总之,出色的照明对于企业的竞争位置起到了间接但是十分重要的作用。本文仅就洁净厂房的照明设计作一些探讨。

1 洁净厂房的照明特点

1.1 洁净厂房的照明标准

洁净厂房内,经常有相当数量的洁净室甚至整个洁净区都处在无窗的环境中,它们均需要人工照明,即使是洁净室毗邻外墙并设置了密闭采光外窗,由于连续运转三班生产有利于保持和利用净化环境,夜间生产也仍须完全依靠人工照明,因此人工照明是必不可少的。洁净室内采用的光源在光谱分配上要求尽量接近阳光,尽管如此,也仍然需要采用其它方法来补偿人工照明中缺乏的紫外线照射。从净化空调环境的角度来考虑,为了稳定室内气流以及减少制冷量,要求尽量不采用热光源,采用气体放电的光源较好。在高精度洁净环境中,为了防止室内热量分布不均而形成局部涡流以及相应的尘埃运动,局部照明也应少用热光源。

关于照度标准,由于洁净室无窗或者虽有窗而密闭,对于人的心理和生理可能带来一定的影响,因此洁净室的照度标准多较一般车间提高一级。我国《洁净厂房设计规范》规定了无采光窗洁净区工作面上的照度值,不应低于规定。无采光窗洁净区混合照明中的一般照明,其照度值应按各视觉等级相应混合照度值的10%～15%确定,并不低于200Ix。

1.2照明的重要性

首先,由于医药洁净厂房对洁净度的要求很高,要求不能沾染尘埃,故采用无窗的密闭性结构。为了使作业者不产生心理上的闭塞感而能愉快地工作,需要有良好的环境。因此,照明的作用是重要的。其次,洁净室的工作内容大多有精细的要求,所以对照明一向有很高的要求。在照明设计时,特别要注意以下几点:确保视作业的必要照度;造成一个在心理上有明亮印象的空间;形成舒适的亮度分布;减少眩光;进行环境设计(色彩、内部装修、引进观赏植物等)。

2 洁净厂房照明的选择与布置

2.1 照明方式的选择

洁净室内的照明方式根据生产上的不同照度要求,室内建筑平面形式,层高、气流以及技术夹层等综合因素考虑,大致有三种照明方式:发光带、分散照明和发光顶棚。虽然发光顶棚能够在工作面上得到均匀的高照度,但往往产生强烈的漫射光,使零件缺乏必要的阴影和立体感,于高精度视觉不利,因此不常用。发光带、分散布置较为常用,其中发光带使用最多。乱流洁净室顶棚部位,有相当的空余面积,容易布置灯具,水平层流室则更容易些。垂直层流室的顶棚最为复杂,当顶棚布置的高效过滤器的面积达到总面积的60% ～80%时,灯具布置就会与高效过滤器、气流均流层产生较大的冲突,需要综合协调解决。在层高较低的情况下,为了获取工作面上的层流气流,高效过滤器之间的允许间隔宽度是很窄的,用一般照明往往难以达到高照度要求,需要用混合照明。当垂直层流室面积较小而顶棚部位又不便设置灯具时,可考虑沿侧墙顶部设置水平角带照明。

2.2 灯具的布置

荧光灯具根据不同的安装方式,可分为嵌入式与明装式。虽然洁净厂房上部的技术夹层为嵌入式安装创造了条件,但构造和检修更换都较复杂,同时建筑孔灯与嵌入式灯具配合不当时极易形成缝隙。明装式灯具包括悬吊与吸顶两种。悬吊式灯具虽然本身并非尘源,但对室内观瞻和气流组织不利。所以目前《洁净厂房设计规范》规定:洁净室内一般照明灯具为吸顶明装。如灯具嵌入顶棚暗装时,其安装缝隙应有可靠的密封措施。目前,多数洁净厂房趋向使用密闭性好的吸顶荧光灯灯具,要求它有一个不易积尘的流线型外罩,并且能从下方开启检修,开关设在室外。

2.3 设备的布置及选择

照明配电箱应为暗装,并设在非洁净走廊的实体墙上。如需设在洁净区内或非洁净走廊无实体墙,可设在回风夹墙处的彩钢板上,夹墙内采用钢支架固定。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,安装灯具的数量最少。荧光灯的发光效率一般是白炽灯的3～4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自然光,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。洁净区内的荧光灯安装方式为吸顶明装,不宜采用嵌入式暗装。因为安装缝隙的密封问题不易解决,而且嵌入式灯具的投资大,发光效率较低。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。带格栅的灯具易积尘,不应在洁净室中采用。

2.4 线路敷设

照明线路为铜芯塑料电线穿钢管在技术夹层内的彩钢板上敷设,引至灯开关的线路在彩钢板内穿钢管暗设。由于技术夹层内可以上人检修,线路均穿钢管保护以防止机械损伤,不可穿塑料管保护。爆炸危险环境内的线路应为电线穿钢管明设(不可暗设),钢管之间为螺纹连接,且连接长度不小于五整扣,螺纹间涂磷化膏(不得缠麻或涂油漆),并且在1区爆炸危险环境内导线的线径不小于2.5mm2。有别于一般工业厂房,洁净厂房内的生产工艺对空气洁净度有较高的要求,一旦发生停电,将影响空调系统的正常运行,从而使得室内的空气污染,影响产品质量,对工作人员的健康不利。因此应首先保证电源的可靠性和质量,在必要时选用应急柴油发电机组和有载调压型变压器。另外对设备的选型与安装也很重要,配电箱应尽量暗装,以减少积尘。对于暗装比较困难的大型配电设备,如落地式动力配电箱,宜放在非洁净区。照明不应选择带格栅的灯具,尽量明装。在无采光窗的洁净区,宜加大混合照明中一般照明的比例。电话的设置要合理,应设在主要工位旁,以减少洁净室内人员的走动。消防设计很重要,大多数洁净厂房内设有贵重设备、仪器,一旦着火损失巨大。同时洁净厂房进出迂回曲折,人员疏散比较困难,因此应设置供人员疏散用的应急照明和火灾自动报警装置。洁净厂房内大多是精密电子仪器,而厂房内又存在静电危害,静电防护及接地应重视。设计中不同功能的接地系统一定要遵循等电位联结的原则,合理确定接地的方式并按照工艺要求设置接地端子板。

3 结束语

综上所述,洁净厂房内的灯具布置、照明方式的合理化选择,首先应遵循国家现行有关的规范,严格执行,同时又要因地制宜,结合建筑物的特点,以及与生产工艺、暖通等专业统一协调,运用先进、科学的设计方法,才能适应新兴发展的洁净厂房发展方向,才能为企业增加更大的安全性与效益。

参考文献

[1]陈杰.洁净厂房照明技术的探讨[J].福建建设科技,2003-12-30.