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　　裴玲.極早期吸氣式空氣采樣探測器在電子工業(yè)潔凈廠房的應用[J].建筑電氣，2025，44(4)：33-37.

極早期吸氣式空氣采樣探測器的設置依據(jù)

>>>> 哪些場所“宜”設置

GB 50116-2013《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》（下文中簡稱《火規(guī)》）的第5.4.1條指出“宜”設置吸氣式感煙探測器的場所：“1具有高速氣流的場所”，條文說明“具有高速氣流的場所，如通信機房、計算機室、無塵室等任何通過空氣調(diào)節(jié)作用而保持正壓的場所。”因此，有潔凈要求的電子工業(yè)潔凈廠房“宜”采用極早期吸氣式空氣采樣探測器。

>>>> 哪些場所“應”設置

根據(jù)GB 50472-2008《電子工業(yè)潔凈廠房設計規(guī)范》（下文中簡稱《電子潔規(guī)》）第12.3.4條第2款：“當潔凈廠房防火分區(qū)面積超過現(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》GB 50016的規(guī)定時或頂部安裝點式探測器不能滿足現(xiàn)行規(guī)范設計要求時，在潔凈室（區(qū)）內(nèi)凈化空調(diào)系統(tǒng)混入新風前的回風氣流中應設置靈敏度嚴于0.01%obs/m的早期煙霧報警探測器。”根據(jù)此條文，有兩種情況，是“應”設置：

a.第一種情況：建筑防火分區(qū)面積超過規(guī)范要求時。

　　電子工業(yè)潔凈廠房多為大空間、大跨度柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)的多層廠房。綜合近十年來垂直產(chǎn)業(yè)鏈中較大規(guī)模的電子工業(yè)潔凈廠房，如覆蓋晶硅、切片、外延等工藝的麗水中欣、揚杰電子，芯片制造廠如合肥常鑫、無錫海力士、無錫華宏、中芯國際等，再到工藝為封裝測試的江陰長電等，其單個防火分區(qū)面積都在4萬m2以上，遠超GB 50016-2014《建筑設計防火規(guī)范》（2018年版）要求的6 000 m2或4 000 m2。

　　因此可得出：對于半導體類的電子工業(yè)潔凈廠房，其防火分區(qū)面積遠超規(guī)范要求，此類潔凈車間“應”設置極早期吸氣式空氣采樣探測器。

b.第二種情況：頂部安裝點式探測器不能滿足規(guī)范設計要求時。

　　《火規(guī)》第6.2.8條：“點型探測器至空調(diào)送風口邊的水平距離不應小于1.5 m，并宜接近回風口安裝。”因空調(diào)氣流會影響燃燒粒子的擴散而導致探測器誤報。因此，當探測器位置與空調(diào)風口的距離小于1.5 m時，“不應”選取點式探測器。再結(jié)合本文前述結(jié)論，可以得出：當探測器與空調(diào)風口距離不能滿足1.5 m的間距要求時，“應”設置極早期吸氣式空氣采樣探測器。

　　空調(diào)風口在吊頂上的布置密度，簡單來說是由風量決定的。在熱負荷基本相當?shù)那疤嵯拢瑩Q氣次數(shù)是決定風量的主要參數(shù)。而換氣次數(shù)，規(guī)范中有明確要求，不同潔凈度對應不同換氣次數(shù)，參見表1。

　　結(jié)合筆者近十年來參與的大量豐富詳實的電子工業(yè)潔凈廠房項目工程經(jīng)驗，從行業(yè)上游的硅棒、硅片生產(chǎn)，到芯片制造，到下游的封裝測試，其空調(diào)風口對吊頂?shù)恼加寐士筛爬ㄈ绫?所示。

由此可以得出：當凈化級別到達千級時，空調(diào)風口對吊頂?shù)恼加寐室堰_45%左右，已不能滿足點式探測器離風口1.5 m的安裝間距要求，“應”采用極早期吸氣式空氣采樣探測器。

綜合上述兩種情況可知，當電子工業(yè)潔凈廠房面積超過規(guī)范要求或者車間凈化級別超過（包括）千級，兩者滿足其一，車間內(nèi)都“應”設置極早期吸氣式空氣采樣探測器。

極早期吸氣式空氣采樣探測器的安裝位置

>>>> 安裝在干盤管前

此依據(jù)來源有二：一為前文中提到的《電子潔規(guī)》第12.3.4條，二為國際上一個比較重要的標準，也是我國相關(guān)規(guī)范編寫的重要參考，即美國消防協(xié)會的NFPA 318-2018《Standard for the Protection of Semiconductor Fabrication Facilities》，其在第11.1.3.6條中提到：“smoke detection is installed at the entry to the return air path”。意思為，煙霧探測應安裝在回風氣流的入口處?？梢妰杀疽?guī)范的要求一致。

所以，在選取采樣管安裝位置時，需結(jié)合潔凈室氣流的流向，找到“混入新風前的回風氣流”。在此，引入暖通專業(yè)名詞：干盤管（DCC），所有回風氣流在混入新風前，都必須先經(jīng)干盤管進行換熱。因此，只要找到干盤管，就找到了“混入新風前”的“回風氣流”。

因此，采樣管可以安裝在干盤管前面（干盤管迎向回風氣流的方向為前）。這是極早期吸氣式空氣采樣探測器在電子工業(yè)潔凈廠房安裝位置的首選。

圖1是一個典型采樣管安裝剖面示意圖。干盤管一般安裝在①位置或②位置。①位置其干盤管安裝在下技術(shù)夾層，此時采樣管宜對應安裝在①-1位置。②位置的干盤管安裝在上技術(shù)夾層（又叫回風靜壓室），離新風混入的位置很近，如果還在DCC上安裝采樣管，則采樣氣流容易受到新風氣流的沖擊引起誤報，因此這種情況采樣管安裝位置應前移，宜安裝在回風夾道的②-1位置，也可安裝在①-1位置的回風百葉處。

圖2是某項目下技術(shù)夾層局部截圖。其回風夾道在車間兩側(cè)，干盤管位于兩側(cè)回風夾道的上部（類似圖1的②位置）。采樣管安裝在回風夾道內(nèi)（類似圖1的②-1位置）。

>>>> 安裝在華夫板下

采樣管安裝在干盤管前是首選。但有些情況，只在回風夾道內(nèi)設置是不夠的。例如圖2所在車間，回風夾道水平間距115 m，最遠的回風點在車間中部，約為60 m。項目現(xiàn)場進行線纜短路發(fā)熱冒煙試驗，分別在距離回風夾道5 m、15 m、25 m、35 m、45 m、55 m位置布點放煙，試驗數(shù)據(jù)參見表3。可見，當距離回風夾道超過45 m時，120 s內(nèi)極早期吸氣式空氣采樣探測器檢測值顯示為0，已無報警數(shù)值。這說明，如果保護空間的尺寸大、空間高度高（含上、下技術(shù)夾層），只在回風夾道內(nèi)設置采樣管，無法有效“捕捉”火災煙霧，需要補強探測。

第二處安裝位置，現(xiàn)行國家規(guī)范沒有明確的說明?？梢詤⒄彰绹绤f(xié)會NFPA 318-2018的要求。其在第11.1.3.5條中提到：“Smoke detection is installed below a waffle floor to detect smoke in the airstream passing from the clean?room to the sub?fab”。意思是，煙霧探測應安裝在華夫板下，以監(jiān)測經(jīng)過潔凈室至下技術(shù)夾層的氣流。華夫板，又名密肋梁板，是一種開孔的結(jié)構(gòu)樓板形式，用在潔凈車間和下技術(shù)夾層之間。吸氣式空氣采樣管的第二處安裝位置，可以選擇安裝在華夫板下。安裝位置剖面圖參見圖1的③位置。

圖2所在車間，在回風夾道安裝采樣管不足的情況下，采取的補強措施就是在華夫板下增設一層采樣管。平面布置見圖3。增設這層采樣管后，現(xiàn)場再進行發(fā)熱冒煙試驗，試驗數(shù)據(jù)均滿足要求。

可以看到，在華夫板下安裝吸氣式空氣采樣管，還能同時滿足《火規(guī)》中關(guān)于高度大于12 m的空間場所中需要分層設置火警探測器的要求。能匹配傳統(tǒng)報警系統(tǒng)的設置要求，更容易被審圖機構(gòu)和消防驗收單位接受。

極早期吸氣式空氣采樣探測器的保護面積

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結(jié)語

本研究旨在探索極早期吸氣式空氣采樣系統(tǒng)在電子工業(yè)潔凈廠房的設計方案，并基于設計依據(jù)、安裝位置和保護面積三方面，結(jié)合工程實例進行了詳盡探討。得出以下結(jié)論：

　　a.準確的設計依據(jù)是根本條件。通過多本規(guī)范的綜合、對比，可知當電子工業(yè)潔凈廠房防火分區(qū)面積超規(guī)或凈化級別到達千級時，“應”設置極早期吸氣式空氣采樣探測器。

　　b.合理的安裝位置是必要條件。通過對國內(nèi)、國外相關(guān)規(guī)范、圖集、標準的研究，可知吸氣式空氣采樣管宜安裝在暖通干盤管前和結(jié)構(gòu)華夫板下。

　　c.有效的保護面積是關(guān)鍵因素。通過研究發(fā)現(xiàn)，當采樣管安裝在干盤管前，采樣孔保護半徑約為0.36 m；當采樣管安裝在華夫板下，采樣孔保護半徑約為2.4 m。

隨著工程技術(shù)的進步，還可以探索基于人工智能和大數(shù)據(jù)分析的設計方法，更大程度地利用探測器技術(shù)的發(fā)展，拓展空氣采樣系統(tǒng)目標監(jiān)測的范圍，滿足不同領(lǐng)域的監(jiān)測需求，為工程設計提供更廣闊的設計思路，也為極早期吸氣式空氣采樣探測器提供更廣闊的應用空間。

本文有刪減，全文載于《建筑電氣》2025年第4期，詳文請見雜志。

版權(quán)歸《建筑電氣》所有。侵權(quán)請聯(lián)刪。

作者：

　　裴玲，女，信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設計研究院科技工程股份有限公司華東分院，高級工程師，工業(yè)二院電氣處副處長。

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