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7 给水排水

7 给水排水

7.1 一般规定
7.2 给水
7.3 排水
7.4 消防给水和灭火设备

7.1 一般规定

7.1.1 洁净厂房内的给水排水干管应敷设在技术夹层或技术夹道内,也可埋地敷设。洁净室内管道宜暗装,与本房间无关的管道不宜穿过。
7.1.2 管道外表面可能结露时,应采取防护措施。防结露层外表面应光滑,易于清洗,并不得对洁净室造成污染。
7.1.3 管道穿过洁净室墙壁、楼板和顶棚时应设套管,管道和套管之间应采取可靠的密封措施。无法设置套管的部位也应采取有效的密封措施。

条文说明

7.1 一般规定

7.1.1 洁净厂房内管道的敷设方式直接影响洁净室的空气洁净度,因此,条文中首先要求管道尽量在洁净室外敷设,以最大限度地减少洁净室内的管道。目前,洁净厂房的管道布置形式有:
    (1) 各种干管布置在技术夹层、技术夹道、技术竖井内。特别是有上、下夹层的洁净厂房,给水排水干管大都设在下夹层内。
    (2) 暗装立管可布置在墙板、异型砖、管槽或技术夹道内。
    (3) 支管由于管或立管引入洁净室,最好从上、下夹层引入20cm~30cm与设备二次接管相连。
    (4) 安装在技术夹道内的管道及阀件,可明装也可暗装在壁柜内。壁柜上适当设活动板,便于检修。
7.1.2 洁净厂房均为恒温恒湿房间,而生产工艺需要的给水排水管道又有不同的水温要求,管内外的温差使管外壁结露,影响室内温湿度。因此,对于有可能结露的管道应采取防结露措施是必要的。
    对于防结露层外表面,可以采用镀锌铁皮或铝皮作外壳,便于清洗,并不产生灰尘。
7.1.3 穿管处的密封是保证洁净室空气洁净度的重要一环。本条规定主要是防止洁净室外未净化空气渗入室内;洁净室内的洁净空气向外渗漏也会造成能量的浪费,甚至影响室内的洁净度。实践证明,采用套管方式是行之有效的。当实在无法做套管的部位(如软吊顶)也应采取严格的密封措施。主要的密封方法有微孔海绵、有机硅橡胶、橡胶圈及环氧树脂冷胶等。

7.2 给水

7.2.1 洁净厂房内的给水系统应符合生产、生活和消防等各项用水对水质、水温、水压和水量的要求,并应分别设置。管道的设计应留有余量,以适应工艺变动。
7.2.2 水质要求较高的纯水供水管道应采用循环供水方式,并应符合下列规定:
    1 循环附加水量应为使用水量的30%~100%。
    2 干管流速应为1.5m/s~3m/s。
    3 不循环的支管长度应尽量短,其长度不应大于6倍管径。
    4 供水干管上应设有清洗口。
    5 管道系统各组成部分应密封,不得有渗气现象。
7.2.3 管材选择应符合下列规定:
    1 纯水管道的管材应符合生产工艺对水质的要求,可选择不锈钢管或工程塑料管。
    2 工艺设备用循环冷却给水和回水管可采用热镀锌钢管、不锈钢管或工程塑料管等。
    3 管道配件应采用与管道相应的材料。
7.2.4 循环冷却水管道应预留清洗口。
7.2.5 洁净厂房周围应设置洒水设施。

条文说明

7.2 给水

7.2.1 洁净厂房内的生产工艺一般为超精细加工或要求无菌无尘,对给水系统要求较为严格,如大规模集成电路的超纯水、医药工业的无菌水等。而且有的水系统的造价高、管理要求严格,因此应根据不同的要求设置系统(如纯水的不同水质要求,冷却水的不同水温、水质要求等),以便重点保证要求严格的系统,也利于管理和节省运转费用。
    目前设在洁净厂房中的生产工艺大多为技术发展迅速的工业,如大规模集成电路、生物制药等。这些生产部门产品升级换代快,生产工艺变化多。因此,在管道设计中应留有充分的余量。
7.2.2、7.2.3 这两条都是为了保证工艺所要求水质的措施。
    随着生产工艺对纯水水质的不断提高,甚至到了理论纯水的程度,尤其是集成电路的发展不但对水中电解质的含量要求极其严格,而且对细菌、微粒、有机物及溶解氧等都有极其严格的要求;医药工业中要求供应的注射用水,对水中含菌量、热源均有严格要求。除了严格的纯水制造过程外,纯水输送管道的管材选择和管网设计是保证使用点水质的关键。
    实践证明,采用循环供水方式是行之有效的。主要是基于保证输水管道内的流速和尽量减少不循环段的死水区,以减少纯水在管道内的停留时间,减少管道材料微量溶出物(即使目前质量最好的管道也会有微量物质溶出)对超纯水水质的影响,同时,基于流水不腐的道理,高的流速也可以防止细菌微生物的滋生。 
    条文中有关要求及数据系根据国内外有关资料并结合近年设计、运行经验提出的。
    在纯水管材选择方面,主要应考虑三方面的因素:
    (1) 材料的化学稳定性:纯水是一种极好的溶剂,为了保证在输送过程中纯水水质下降最小,必须选择化学稳定性极好的管材,也就是在所要求的纯水中的溶出物最小。溶出物的多少应由材料的溶出试验确定,其中包括金属离子、有机物的溶出。
    (2) 管道内壁的光洁度:若管道内壁有微小的凹凸,会造成微粒的沉积和微生物的繁殖,导致微粒和细菌两项指标的不合格。目前PVDF管道内壁粗糙度可达小于1μm,而不锈钢管约为几十微米。
    (3) 管道及管件接头处的平整度:对于防止产生流水的涡流区是非常重要的。
    本规范适用于各类洁净厂房的设计,而各类产品生产工艺对纯水水质的要求差异较大,其纯水管材的选择主要是与水质相关,同时还应价廉、方便施工,为适应各类产品发展的需要和选择的灵活性,本次将纯水管道管材的选择修改为“应符合生产工艺对水质要求,可选择不锈钢管或工程塑料管”,而不列出具体的工程塑料管的品种。
    由于第7.2.2条对纯水系统设计作出的规定都是为了确保输送到达用户设备的纯水水质,以满足各类产品生产的需要,这些措施的规定均只涉及产品质量和成品率等,为此本次修改为推荐性条文。
7.2.4 定期清洗是保证管道内水质的重要手段,主要是防止长期运行后,内壁产生沉积物及微生物积聚使水质下降。

7.3 排水

7.3.1 排水系统应符合工艺设备排出的废水性质、浓度和水量等要求。有害废水应经废水处理,达到国家排放标准后排出。
7.3.2 洁净室内的排水设备以及与重力回水管道相连接的设备,必须在其排出口以下部位设水封装置,排水系统应设有完善的透气装置。
7.3.3 洁净室内地漏等排水设施的设置应符合下列规定:
    1 空气洁净度等级严于6级的洁净室内不应设地漏。
    2 6级洁净室内不宜设地漏,如必须设置时,应采用专用地漏。
    3 空气洁净度等级等于或严于7级的洁净室内不宜设排水沟。
    4 空气洁净度等级等于或严于7级的洁净室内不应穿过排水立管,其他洁净室内穿过排水立管时不应设检查口。
7.3.4 洁净厂房内应采用不易积存污物、易于清洗的卫生设备、管道、管架及其附件。
7.3.5 洁净厂房宜设置消防排水设施。

条文说明

7.3 排水

7.3.1 本条是对洁净厂房排水系统的原则性规定,没有涉及具体限值或界限等方面的规定,实施表明可改为推荐性条文。
7.3.2、7.3.3 洁净室内重力排水系统的水封和透气装置对于维持洁净室内各项技术指标是极其重要的。除了对于一般厂房防止臭气逸入外,对于洁净室若不能保持水封会产生室内外的空气对流。在正常工作时,室内洁净空气会通过排水管向外渗漏;当通风系统停止工作时,室外非洁净空气会向室内倒灌,影响洁净室的洁净度、温湿度,并消耗洁净室的能量。鉴于洁净室内的排水设施直接涉及空气洁净度和洁净室的安全稳定运行,为此,规定第7.3.2条和第7.3.3条的第1款、第4款为强制性条(款)。
7.3.4 本条是为了从各个方面维护洁净厂房的洁净度而制订的。一般洁净厂房内的卫生器具均采用白陶瓷或不锈钢制品,而不用水磨石或水泥制作。明露的卫生器具和工艺设备配件尽量选用高档的镀铬或工程塑料制品等表面光滑易于清洗的设备、附件。地漏采用专用洁净室用地漏。
7.3.5 考虑到洁净厂房内设备、仪器贵重或其制成品价值昂贵,消防后应尽快排除积水,特别是仓库、夹层等场所更应避免积水浸泡,减少损失。

7.4 消防给水和灭火设备

7.4.1 洁净厂房必须设置消防给水设施,消防给水设施设置设计应根据生产的火灾危险性、建筑物耐火等级以及建筑物的体积等因素确定。
7.4.2 洁净厂房的消防给水和固定灭火设备的设置应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。
7.4.3 洁净室的生产层及可通行的上、下技术夹层应设置室内消火栓。消火栓的用水量不应小于10L/s,同时使用水枪数不应少于2只,水枪充实水柱长度不应小于10m,每只水枪的出水量应按不小于5L/s计算。
7.4.4 洁净厂房内各场所必须配置灭火器,配置灭火器设计应符合现行国家标准《建筑灭火器配置设计规范》GB 50140的有关规定。
7.4.5 洁净厂房内设有贵重设备、仪器的房间设置固定灭火设施时,除应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定外,还应符合下列规定:
    1 当设置自动喷水灭火系统时,宜采用预作用式自动喷水灭火系统。
    2 当设置气体灭火系统时,不应采用卤代烷1211以及能导致人员窒息和对保护对象产生二次损害的灭火剂。

条文说明

7.4 消防给水和灭火设备

7.4.1 本条为洁净厂房设计的一条原则规定。消防设施是洁净厂房的一个重要组成部分。其重要性不但因为其工艺设备及建筑工程造价昂贵,更由于洁净厂房是相对密闭的建筑,有的甚至为无窗厂房。洁净室内通道窄而曲折,致使人员疏散和救火都较困难。为了确保人员生命财产的安全,在设计中应贯彻“以防为主,防消结合”的消防工作方针,在设计中除了采取有效的防火措施外,还必须设置必要的灭火设施。实践证明,水消防是最有效、最经济的消防手段,因此条文中提出“必须设置消防给水设施”,并作为强制性条文。
    从国内外的资料来看,洁净厂房火灾事故不少。上海、沈阳及台湾等地都发生过洁净厂房火灾事故。由于厂房内有大量的化学物质(包括建筑材料),失火后产生大量有害气体,甚至有毒气体,人员很难进入,教训是极其深刻的。因此,洁净厂房的火灾危险性是很大的,必须认真进行消防设计,并得到当地消防主管部门的严格审查。
    洁净厂房与一般厂房不同,设置消防系统时应根据其生产工艺的特点、对洁净度的不同要求以及生产的火灾危险性分类、建筑耐火等级、建筑物体积、当地经济技术条件等因素确定。除了水消防外,还应设置必要的灭火设备。
7.4.2 本规范实施以来,在洁净厂房设计、建造中均十分重视消防水设施的设置,严格按规定在洁净厂房内设置消火栓;许多洁净厂房还按其具体条件设置了自动喷水灭火系统,对设有贵重设备、仪器的房间,为避免巨大经济损失,设置预作用式自动喷水灭火装置,为此本规范对洁净厂房的消防设施除了作出第7.4.3条、第7.4.5条的规定外,在本条强调洁净厂房的消防给水和灭火设备的设计包括消防水系统的泵、水池等均应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。但由于在现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016中有关消防给水和灭火设备的条文既有强制性条文,也有推荐性条文,因此将本条改为推荐性条文。
7.4.3 本条是根据国内洁净厂房设计的实际情况编写的。根据《建筑设计防火规范》GB 50016关于室内消火栓用水量的规定,高度小于或等于24m、体积小于或等于1000m3的厂房,其消防用水量为5L/s。根据洁净厂房的特点此值偏小,故制订了室内消火栓给水的最低限制参数,本条作为强制性条文规定。
7.4.4 设置灭火器是扑救初期火灾最有效的手段,据统计,60%~80%的建筑初期火灾,在消防队到达之前是靠灭火器扑火。洁净厂房各层、各场所均应按照现行国家标准《建筑灭火器配置设计规范》GB 50140的要求配置灭火器,本条作为强制性条文规定。
7.4.5 本条主要是根据近年来灭火技术的发展和洁净厂房的消防特点制订的。
    洁净厂房的生产特点是:
    (1) 有很多精密设备和仪器,并且使用多种易燃、易爆、有腐蚀性、有毒的气体和液体。其中一些生产部位的火灾危险性属于丙类(如氧化扩散、光刻、离子注入和打印包装等),也有些属于甲类(如拉单晶、外延及化学气相沉积等)。
    (2) 洁净厂房密闭性强,一旦失火,人员疏散和扑救都较困难。
    (3) 洁净厂房造价高、设备仪器贵重,一旦失火,经济损失巨大。
    基于上述特点,洁净厂房对消防的要求很高,除了必须设置消防给水系统及灭火器外,还应根据现行国家标准《建筑防火设计规范》GB 50016的规定设置固定灭火装置,特别是设有贵重设备、仪器的房间更需认真确定。本次修订将本条的第2款作为强制性条款。