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裴玲.极早期吸气式空气采样探测器在电子工业洁净厂房的应用[J].建筑电气，2025，44(4)：33-37.

极早期吸气式空气采样探测器的设置依据

>>>哪些场所“宜”设置

GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》（下文中简称《火规》）的第5.4.1条指出“宜”设置吸气式感烟探测器的场所：“1具有高速气流的场所”，条文说明“具有高速气流的场所，如通信机房、计算机室、无尘室等任何通过空气调节作用而保持正压的场所。”因此，有洁净要求的电子工业洁净厂房“宜”采用极早期吸气式空气采样探测器。

>>>哪些场所“应”设置

根据GB 50472-2008《电子工业洁净厂房设计规范》（下文中简称《电子洁规》）第12.3.4条第2款：“当洁净厂房防火分区面积超过现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的规定时或顶部安装点式探测器不能满足现行规范设计要求时，在洁净室（区）内净化空调系统混入新风前的回风气流中应设置灵敏度严于0.01%obs/m的早期烟雾报警探测器。”根据此条文，有两种情况，是“应”设置：

a.第一种情况：建筑防火分区面积超过规范要求时。

电子工业洁净厂房多为大空间、大跨度柱网结构的多层厂房。综合近十年来垂直产业链中较大规模的电子工业洁净厂房，如覆盖晶硅、切片、外延等工艺的丽水中欣、扬杰电子，芯片制造厂如合肥常鑫、无锡海力士、无锡华宏、中芯国际等，再到工艺为封装测试的江阴长电等，其单个防火分区面积都在4万㎡以上，远超GB 50016-2014《建筑设计防火规范》（2018年版）要求的6000㎡或4000㎡。

因此可得出：对于半导体类的电子工业洁净厂房，其防火分区面积远超规范要求，此类洁净车间“应”设置极早期吸气式空气采样探测器。

b.第二种情况：顶部安装点式探测器不能满足规范设计要求时。

《火规》第6.2.8条：“点型探测器至空调送风口边的水平距离不应小于1.5 m，并宜接近回风口安装。”因空调气流会影响燃烧粒子的扩散而导致探测器误报。因此，当探测器位置与空调风口的距离小于1.5 m时，“不应”选取点式探测器。再结合本文前述结论，可以得出：当探测器与空调风口距离不能满足1.5 m的间距要求时，“应”设置极早期吸气式空气采样探测器。

空调风口在吊顶上的布置密度，简单来说是由风量决定的。在热负荷基本相当的前提下，换气次数是决定风量的主要参数。而换气次数，规范中有明确要求，不同洁净度对应不同换气次数，参见表1。

结合笔者近十年来参与的大量丰富详实的电子工业洁净厂房项目工程经验，从行业上游的硅棒、硅片生产，到芯片制造，到下游的封装测试，其空调风口对吊顶的占用率可概括如表2所示。

由此可以得出：当净化级别到达千级时，空调风口对吊顶的占用率已达45%左右，已不能满足点式探测器离风口1.5 m的安装间距要求，“应”采用极早期吸气式空气采样探测器。

综合上述两种情况可知，当电子工业洁净厂房面积超过规范要求或者车间净化级别超过（包括）千级，两者满足其一，车间内都“应”设置极早期吸气式空气采样探测器。

极早期吸气式空气采样探测器的安装位置

>>>安装在干盘管前

此依据来源有二：一为前文中提到的《电子洁规》第12.3.4条，二为国际上一个比较重要的标准，也是我国相关规范编写的重要参考，即美国消防协会的NFPA 318-2018《Standard for the Protection of Semiconductor Fabrication Facilities》，其在第11.1.3.6条中提到：“smoke detection is installed at the entry to the return air path”。意思为，烟雾探测应安装在回风气流的入口处。可见两本规范的要求一致。

所以，在选取采样管安装位置时，需结合洁净室气流的流向，找到“混入新风前的回风气流”。在此，引入暖通专业名词：干盘管（DCC），所有回风气流在混入新风前，都必须先经干盘管进行换热。因此，只要找到干盘管，就找到了“混入新风前”的“回风气流”。

因此，采样管可以安装在干盘管前面（干盘管迎向回风气流的方向为前）。这是极早期吸气式空气采样探测器在电子工业洁净厂房安装位置的首选。

图1是一个典型采样管安装剖面示意图。干盘管一般安装在①位置或②位置。①位置其干盘管安装在下技术夹层，此时采样管宜对应安装在①-1位置。②位置的干盘管安装在上技术夹层（又叫回风静压室），离新风混入的位置很近，如果还在DCC上安装采样管，则采样气流容易受到新风气流的冲击引起误报，因此这种情况采样管安装位置应前移，宜安装在回风夹道的②-1位置，也可安装在①-1位置的回风百叶处。

图2是某项目下技术夹层局部截图。其回风夹道在车间两侧，干盘管位于两侧回风夹道的上部（类似图1的②位置）。采样管安装在回风夹道内（类似图1的②-1位置）。

>>>安装在华夫板下

采样管安装在干盘管前是首选。但有些情况，只在回风夹道内设置是不够的。例如图2所在车间，回风夹道水平间距115 m，最远的回风点在车间中部，约为60 m。项目现场进行线缆短路发热冒烟试验，分别在距离回风夹道5 m、15 m、25 m、35 m、45 m、55 m位置布点放烟，试验数据参见表3。可见，当距离回风夹道超过45 m时，120 s内极早期吸气式空气采样探测器检测值显示为0，已无报警数值。这说明，如果保护空间的尺寸大、空间高度高（含上、下技术夹层），只在回风夹道内设置采样管，无法有效“捕捉”火灾烟雾，需要补强探测。

第二处安装位置，现行国家规范没有明确的说明。可以参照美国消防协会NFPA 318-2018的要求。其在第11.1.3.5条中提到：“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，烟雾探测应安装在华夫板下，以监测经过洁净室至下技术夹层的气流。华夫板，又名密肋梁板，是一种开孔的结构楼板形式，用在洁净车间和下技术夹层之间。吸气式空气采样管的第二处安装位置，可以选择安装在华夫板下。安装位置剖面图参见图1的③位置。

图2所在车间，在回风夹道安装采样管不足的情况下，采取的补强措施就是在华夫板下增设一层采样管。平面布置见图3。增设这层采样管后，现场再进行发热冒烟试验，试验数据均满足要求。

可以看到，在华夫板下安装吸气式空气采样管，还能同时满足《火规》中关于高度大于12 m的空间场所中需要分层设置火警探测器的要求。能匹配传统报警系统的设置要求，更容易被审图机构和消防验收单位接受。

极早期吸气式空气采样探测器的保护面积

......

结语

本研究旨在探索极早期吸气式空气采样系统在电子工业洁净厂房的设计方案，并基于设计依据、安装位置和保护面积三方面，结合工程实例进行了详尽探讨。得出以下结论：

a.准确的设计依据是根本条件。通过多本规范的综合、对比，可知当电子工业洁净厂房防火分区面积超规或净化级别到达千级时，“应”设置极早期吸气式空气采样探测器。

b.合理的安装位置是必要条件。通过对国内、国外相关规范、图集、标准的研究，可知吸气式空气采样管宜安装在暖通干盘管前和结构华夫板下。

c.有效的保护面积是关键因素。通过研究发现，当采样管安装在干盘管前，采样孔保护半径约为0.36 m；当采样管安装在华夫板下，采样孔保护半径约为2.4 m。

随着工程技术的进步，还可以探索基于人工智能和大数据分析的设计方法，更大程度地利用探测器技术的发展，拓展空气采样系统目标监测的范围，满足不同领域的监测需求，为工程设计提供更广阔的设计思路，也为极早期吸气式空气采样探测器提供更广阔的应用空间。

本文有删减，全文载于《建筑电气》2025年第4期，详文请见杂志。

版权归《建筑电气》所有。

作者：裴玲，女，信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司华东分院，高级工程师，工业二院电气处副处长。

更多精彩内容，敬请关注《建筑电气》杂志2025年第4期。

来源：建筑电气杂志

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