摘要：本文結合工程設計實例，從集成電路芯片廠的一般排風系統、工藝排風系統、凈化空調系統設計等方面對該類型項目通風空調專業的設計進行了總結。
　　關鍵詞：排風系統；有害氣體；凈化空調；設計
　　
　　1一般排風系統
　　一般排風主要是指動力站房（如冷凍站、鍋爐房、廢水處理站、化學品庫等）排風。
　　1.1冷凍站排風
　　冷凍站排風分全室通風和緊急排風兩種。
　　全室通風主要用于站房內夏季通風降溫，通風量可根據設備發熱量、夏季室外氣象參數和室內允許溫度來確定。
　　緊急排風應根據制冷劑的有毒性等級和燃燒性等級確定，若制冷劑為可燃的或有毒的時，需要設置緊急排風。一般按12次/h考慮，由于制冷劑相對密度一般大于0.75，則緊急排風口設于接近地面處，靠近冷凍機附近的位置，該排風系統與制冷劑監測報警系統連鎖，當制冷劑發生泄漏時，報警系統報警，并自動啟動緊急排風系統。
　　1.2鍋爐房排風
　　鍋爐房排風系統設計應根據室內發熱量來確定夏季全室排風量，并根據燃料的種類，確定事故通風量，一般不小于12次/h，該排風系統與可燃氣體監測報警系統連鎖，當可燃氣體濃度超過允許值時，報警系統報警，并啟動事故排風系統。
　　1.3廢水處理站排風
　　廢水處理站排風主要保證室內通風良好，降低室內有害氣體濃度，保證人身安全，排風量按照6次/h計算，為保證系統可靠性，應設置備用排風系統。
　　1.4化學品庫排風
　　化學品庫一般儲存可燃氣體、氧化劑、有機溶劑、有毒氣體、惰性氣體等，儲存量較大，危險性也很大，因此，必須設置通風系統，排風量按照6次/h計算。按照《采暖通風與空氣調節設計規范》（GB50019-2003）規定，事故排風量應根據工藝設計所提供的資料通過計算確定，當工藝設計不能提供有關計算資料時，應按照每小時不小于房間全部容積的12次換氣量確定。設計時，應根據儲存化學品的密度大小，來確定排風口的安裝高度，當化學品密度大于空氣密度時，應設置下排風口。為保證系統可靠性，應設置備用排風系統。
　　2工藝排風系統
　　凈化廠房工藝設備排風分為一般排風系統、酸性排風系統、有機溶劑排風系統、氨排風系統，此外，還有事故排風系統和排煙系統。
　　一般排風系統風管采用鍍鋅鋼板制作或采用鍍鋅螺紋風管，有機溶劑排風系統風管采用鍍鋅焊接風管或不銹鋼焊接風管，酸性排風系統和氨排風系統風管有三種形式：不銹鋼內襯四氟乙烯、難燃玻璃鋼、安裝有自動噴灑系統的普通玻璃鋼風管。工藝排風管道應設置一定坡度（防止化學品積聚在風管內），并在低點設置收集管道，收集液通過廢液收集系統輸送至廢水處理站集中處理。
　　由于集成電路生產使用大量化學品、有害有毒氣體和液體，為保證排風系統的可靠運行，建議工藝排風系統不設置防火閥，工藝排風管道穿越非使用房間采用防火構造的豎井或夾套進行保護。
　　2.1一般排風系統
　　一般排風系統由排風收集管道、排風機、變頻器、排風立管等組成。一般排風主要為熱排風和濕排風，其中不含任何污染物，排風由排風機通過排風立管直接排入大氣中。
　　2.2酸排風系統
　　酸排風系統由排風收集管道、濕式洗滌塔、NaOH日用罐及加藥系統、排風機、變頻器、排風立管等組成。酸排風在洗滌塔內通過NaOH中和液噴淋，排風達到國家排放標準后，由排風機通過排風立管高空排入大氣中。
　　2.3VOC排風系統
　　VOC排風系統由排風收集管道、預冷卻器、VOC熱力氧化裝置、排風機、變頻器、排風立管等組成。VOC排風經過預冷卻器冷卻使部分氣態VOC物質冷卻液體進行分離，并使排風溫度降低，有利于VOC被轉輪吸附裝置吸附。經轉輪吸附裝置吸附處理后的清潔空氣，由排風機和排風立管高空排入大氣中。吸附在轉輪吸附裝置內的VOC通過熱空氣加熱被解析，濃縮后的VOC排風進入熱力氧化裝置內燃燒，VOC被徹底氧化，生成二氧化碳和水蒸氣，隨排風一起排入排風立管內，最終高空排入大氣中。
　　2.4事故排風和排煙系統
　　集成電路芯片廠房內大量使用化學品和特種氣體，且廠房密閉性強，因此應設置事故排風和火災排煙系統。一般在上夾層設置排煙系統。可以采用排煙系統作為事故排風系統，當發生化學品泄漏事故時，通過手動按鈕啟動排煙系統作為緊急事故排風系統。排煙系統的設置應滿足《建筑設計防火規范》（GB50016-2006）的要求，同時，應得到當地消防部門的認可。
　　為保證排風系統安全可靠，應設置備用裝置，并提供應急電源；當發生火災時，工藝排風系統仍應保證正常運行排風量的一半。
　　3凈化空調系統
　　3.1空調凈化方式的選擇和比較
　　為補充排風量和維持潔凈室正壓，集成電路生產廠房必須設置新風空調機組。新風機組一般由初效過濾段(G4)、預加熱段、噴淋段、表冷段、再加熱段、風機段、中效過濾段(F8或F9)、化學過濾器段、亞高效空氣過濾段(H10)、出風段等組成。噴淋段可用來去除新風中的水溶性化學物質和部分沙塵，冬季可用于新風加濕。隨著，空氣中的化學物質不斷溶于噴淋循環水中，水中化學物質濃度不斷升高，其吸收效率也逐漸下降，因此，通過噴淋循環水的導電率來控制補水量，保持噴淋循環水水質。冬季通過控制預加熱器的加熱量來調節進入噴淋室的空氣溫度，改變噴淋加濕能力來實現新風濕度控制。新風空調機組內安裝亞高效空氣過濾器(H10)目的是有效去除新風中的灰塵，延長末端空氣過濾器的壽命。
　　所采用生產技術不同，對生產環境的要求也不相同。氣流組織形式可分為單向流和非單向流。隨著微環境技術的應用。空氣輸送形式也可分為循環空調器、軸流風機塔、FFU三種形式。
　　三種不同形式的比較
　　 循環空調器 軸流風機塔 FFU
　　初投資 高 低 中
　　運行費 高 中 低
　　靈活性 差 差 好
　　安裝空間 大 少 少
　　維護 難 難 易
　　施工期 長 較短 短
　　
　　集成電路生產廠房潔凈度要求較高，通常為ISO6、ISO5及ISO4級，所需要的循環空氣量很大。單臺循環空調器的送風量一般在20000-35000m³/h，循環空調器外形尺寸較大，需要較大的安裝空間，為便于維護和檢修，通常設置專用的空調器夾層，這樣勢必額外增加土建費用。由于循環空調器方式空氣流通路徑長，且在送回風管道風速較大，循環空調器形式空氣流通阻力較FFU+干盤管或軸流風機塔+干盤管形式的空氣流通阻力大，因此，循環空調器風機所消耗的功率大，不僅增加了電力消耗，而且增大了發熱量，加大空調系統的耗冷量。
　　由于FFU的獨特結構，靜壓箱內壓力相對于潔凈室壓力為負壓，空氣只可能從潔凈室向靜壓箱內，這樣，可以有效地保證潔凈室的潔凈度。正是這種原因，FFU安裝非常簡便快捷。
　　隨著微環境技術應用，在關鍵生產采用微環境保證極高的潔凈度，對集成電路生產廠房的環境要求不再那么苛刻，一般為ISO6、ISO5及ISO4級，高效空氣過濾器的覆蓋率通常采用50%到25%。由于FFU安裝框架為浮動式安裝，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的振動傳遞到生產層。微環境通常也是采用懸掛的方式安裝在FFU安裝框架。這樣，對工藝設備的布置和調整帶來了很大的便利，與傳統的潔凈室相比，潔凈室的有效利用率也提高了5-10%。
　　FFU由高效空氣過濾器、風機、控制器等組成。風機電機有直流（DC）電動機、交流（AC）異步電動機、EC電動機三種形式。交流電動機可選用手動調速、變壓調速、網絡控制方式，變壓調速一般成組控制，一臺變壓調速器最多可控制8臺FFU，同時調節FFU轉速；而一臺網絡控制器最多可控制256臺FFU，可以分別調節每臺FFU的轉速。EC電動機效率高，一般在90%左右，節能效果顯著。EC電動機可采用網絡控制，一個控制網絡最多可控制32000臺FFU，可通過FFU控制中心同時、或者成組、或分別調控FFU。DC電動機目前較少采用。
　　由于FFU形式具有節省空間和投資、安裝方便靈活、調控自如、能夠適應工藝調整和升級，因此，越來越受青睞。
　　3.2空調機房的布置和要求
　　隨著工藝布局、結構形式和氣流組織形式的不同，空調機房的布置也有所不同。新風空調機組可布置在生產層的輔助區、上夾層或下夾層內。新風空調機房宜布置在靠近屋頂或外墻位置，便于引入室外新風，新風口宜布置在上風側，應遠離排風口和污染源。空調機房應避開防微振要求高的區域。