照明课堂丨工厂里的生产区域照明设计

2021-5-24

过去二十年,是中国工业腾飞的二十年。大量工厂崛地而起,工业产值不断增加,催生了工厂对照明的更高需求。

工厂是生产既定工业品的场所,由于工业产品千差万别,因此,对照明系统的要求也不尽相同。比如处在恶劣环境下的生产的多尘、潮湿、高温或有蒸汽、振动、烟雾、酸碱腐蚀性气体或物质、有辐射性物质的额生产厂房对于灯具的选择相对于普通厂房具有一定的特殊性。此外,工业厂房除了车间,还有办公室以及各种附属用房,也需要因地制宜,设计恰当的照明方案。

芯片制造黄光室

►AREX某半导体厂黄光室应用实绩



芯片制造黄光室需要对光刻胶曝光,而曝光的波长都是属于蓝光/紫外光/深紫外光范围,且波长越短电路分辨率愈高。例如G-lin波长436 nm属于蓝光波段,I-line波长为365 nm接近紫外光,KrF雷射波长248 nm、ArF雷射波长为193 nm,此二者则皆属于深紫外线,也是最常用的光刻机波长。为了避免芯片在制造过程中,受到光刻机以外的光线对其产生非正常曝光,芯片制造黄光室专用的照明灯具要求不含500nm波长以下的光线。
目前,芯片制造黄光室常用照明灯具为荧光灯管,即在白光荧光灯管外包覆一层琥珀色的滤光膜,将白光中波长500nm以下的光线滤除。一般T8灯管单支功率为40W,光通量为1820lm,光效仅45.5lm/W。
AREX广中直接采用LED光源研发出所需要的光谱,免却因滤光膜而损失40%~50%之光效,有效滤除波长520nm以下光线,提供更高的安全性,并且光效能够超过90 lm/W,实现高水平节能省碳的目的。

洁净室

►AREX某洁净室应用实绩



洁净厂房一般为大柱网、大跨度、大空间、无采光窗的密闭厂房,对于在密闭洁净厂房工作的操作人员来说,为他们提供明亮、舒适的视觉环境,可较大地提高生产效率和精细产品的成品率。国际照明委员会(CIE)“室内照明指南”规定,无窗厂房的照度最低不能小于500 lx。

由于洁净室的特殊性,一般照明灯具的选型应选用外型表面光滑,凹凸面少不积灰,容易清扫且用不宜产生静电材料制成的灯具。
在满足照度要求外,灯具的选型和布置主要还应根据室内气流流型来考虑,当顶棚为垂直单向流送风口时,宜选用泪滴灯,这种灯具对气流影响较小,可安装在高效过滤器专用铝型材框架下侧,既不妨碍送风又有效的利用了仅有的顶棚空间,根据顶棚模数不同,可以选择灯具的不同长度。对非单向流洁净室宜采用吸顶灯,灯具的布置最好与火灾报警探测器、空调风口等统一安排。

化工厂房

►AREX某化工厂应用实绩



化工厂大部分为易燃易爆场所,且为腐蚀性环境,较常规工厂有其特殊性。现在,化工生产装置的设置向着联合化、露天化发展。户外露天环境有风、雨、冰、雪、日晒、沙尘和生物等影响,所有这些严酷的条件,都要求化工用照明灯具在结构设计、绝缘系统、防护等级和表面处理上比普通照明灯具具有较高的抗环境影响的性能。
化工厂工作场所均应设置适合于环境特征的正常照明,以便维持适当的照度水平,保证常规生产操作能够安全进行。正常照明应设置在所有室内外有人工作和活动的场所。工艺控制室和电气控制室的正常照明应采用防眩光设计的照明灯具,特别注意的是要保证均匀照明,避免在控制盘和显示器(CRT)上出现阴影或光反射。
正常照明因故障熄灭后,需确保正常工作或活动继续进行的场所,应设置备用照明;例如当正常照明因故障熄灭后,停止工作将造成很大影响或经济损失的场所,需设置继续工作用的照明。

加工车间

►AREX某机械厂应用实绩



加工车间是生产场所,照明的主要目的是营造舒适的视觉环境,确保生产安全,提高生产率。在设计加工车间照明时,应根据实际场地的需要依据相应的照明标准,合理布置灯具。
比如根据加工产品的精密度或工艺的复杂程度,车间对照度的要求也不同,一般地,精密度越高或工艺越复杂,其对照度的要求便越高。尤其在精密或特精密车间,在一般照明无法满足照度要求的条件下,还必须增加局部照明,以符合生产所需。
再比如根据车间的高度不同,则对灯具种类的选择不同,一般5m以下高度适合采用LED平板灯,其照度更加均匀,光线更加柔和,无眩光感。高度在5m以上的车间则适合采用高功率天井灯,其聚光效果更好,光线真实利用率高,省电效果就更好。

实验室

►AREX应用实绩



工厂里面的实验室主要用于产品开发或产品检测验证,其照明设计比加工车间要求应该高一些,具体的,则根据不同环境和功能来考虑。
常规实验室,需考虑保证足够的照度,一般实验区域不应小于300lx,对于称重、分析等区域照度不应低于500lx。对于洁净区域应选用洁净灯作为工作照明,照度不低于500lx。如果属于医药实验室则应该采用紫外线灭菌作为功能照明(此不作为本文重点讨论范畴)。超低温区域应考虑冷热温度变化造成的灯具寿命变化。腐蚀性区域,尽量采用密闭灯,其IP等级不应小于IP65.盐雾区域、硫化氢区域等无机腐蚀性区域,应避免金属材料作灯具外壳。而对于有机性腐蚀区域,比如油类区域应尽量避免采用橡胶类材料。

►AREX某精密制造工厂应用实绩



最后要说明,工厂照明系统正朝着低能耗、高光效、智能化的方向发展,以LED照明为代表,其稳定、高效、耐用以及高度匹配各种智能控制的性能已经为广大设计与使用单位所认可。本文主要围绕工业厂房生产区域,结合AREX广中照明产品,提出针对性的解决方案,仅供参考。具体项目,可于本公众号留言或进入官网与我们取得联系,网址:www.arexlux.com.

►AREX自有工厂组装线应用