超薄膜液晶显示装置厂房洁净室照明设计

超薄膜液晶显示装置厂房洁净室照明设计摘要：文章通过国内某超薄膜液晶显示装置厂房建设项目，以该项目主要工艺生产洁净区为例分析说明照明的设计原则。

关键词洁净生产区洁净级别灯具节能中图分类号： tn305.97 文献标识码： a 文章编号：二十一世纪是信息化的世纪，各种类型和用途的平板显示器是人们交流和获取信息必不可少的终端设备。

纵观全球显示产业的发展，显示技术发生了日新月异的变化，已经从彩色crt独霸显示市场时代进入了以超薄膜液晶显示装置为代表的平板显示产业时期。

超薄膜液晶显示装置(thinfilmtransistorliquidcrystaldisplay)简称tft-lcd，是多数液晶显示屏的一种，它是使用拥有液体和固体中间特点的液晶的状态变化和偏光板的偏光特性，调节通过的光线量来显示信息的尖端数显示器。

其主要应用于计算机、视频终端、通讯及仪器仪表等行业。

tft-lcd现已占据了平板显示器80%以上的市场份额。

故配套的生产厂房的建设项目也在国内相继的进行中。

下面就以国内某tft-lcd厂房建设项目，分析说明该项目的照明设计。

1tft-lcd生产工艺简介简单说，tft-lcd面板可视为两片玻璃基板中间夹着一层液晶，上层的玻璃基板是与彩色滤光片(color filter) 结合，而下层的玻璃则有电晶体镶嵌于上。

当电流通过电晶体产生电场变化，造成液晶分子偏转，借以改变光线的偏极性，再利用偏光片决定画素(pixel)的明暗状态。

此外，上层玻璃因与彩色滤光片贴合，形成每个画素(pixel)各包含红蓝绿三颜色，这些发出红蓝绿色彩的画素便构成了面板上的影像画面。

1.1tft-lcd的三段主要的制作过程：前段阵列（array）此工程是制作tft薄膜晶体管阵列基板。

中段彩膜/成盒（cell/cf）此工程是以前段阵列的玻璃为基板，与彩色滤光的玻璃基板结合，并在两片玻璃基板间灌入液晶。

后段模组组装（module assembly）后段模组组装制作过程，是将彩膜/成盒制作过程后的玻璃与其他如背光板、电路、外框等多种零组件组装的生产作业。

1.2 生产工艺洁净度要求：tft-lcd生产制造过程尤为苛刻，tft-lcd必须在精密的无尘的洁净室内进行，洁净室的洁净等级非常重要，它将直接影响到tft-lcd生产的合格性。

假设如果没有良好的洁净度等级，那产品的成品率会大大地降低。

洁净厂房的洁净度是按照单位体积空气某粒径粒子的数量来衡量，通常按照0.1μm颗粒的浓度来确定洁净度，根据所含颗粒的浓度，空气洁净度等级分为1~9级，1至9是级别逐渐降低的顺序。

级别越高单位体积空气某粒径粒子的数量来越少。

根据生产工艺要求，本项目洁净室内的洁净度最高可达到3级。

2 项目介绍2.1 项目建筑概况某tft-lcd厂房建设项目，生产区由3栋生产厂房（阵列厂房、彩膜/成盒厂房、模组组装厂房）、及仓库等配套建筑组成。

项目总建筑面积约70万m2。

其中生产工艺对阵列厂房和、彩膜/成盒厂房洁净室洁净度要求很高，洁净度最高可达到3级。

阵列厂房和彩膜/成盒厂房洁净室均为封闭大空间建筑，即空间内无房间分隔。

核心工艺生产区面积约为10几万平米。

阵列厂房和彩膜/成盒厂房按照功能划分：可分为核心生产洁净区、支持区和办公区三部分。

核心区为洁净生产区，位于建筑中央，共计三层，上层为送风静压箱，吊顶由风机过滤器单元（ffu）+金属吊顶框架组成，中间层为工艺生产区，下层为下技术夹层。

中间层与下技术夹层之间是由华夫板开孔地板、地板骨架组成的架空地板。

2.2阵列厂房、彩膜/成盒厂房净化空调系统描述2.2.1核心生产洁净区的洁净度由净化空调系统负责完成，其循环方式为：核心生产洁净区内空气通过风机过滤器单元(ffu)进行循环，由干式冷盘管(dcc)对室温进行控制核心生产洁净区气流形式——上送下回吊顶上安装的风机过滤器单元ffu把上静压箱内空气经过高效过滤器送入核心生产区的生产操作区；空气向下通过架空地板进入下回风夹层；处理后的新风通过管道井送入下回风夹层；循环空气与新风混合后流向两侧的回风夹墙；在回风夹墙的中部，空气通过干式冷盘管(dcc)，进行降温处理后回到上静压箱内。

气流循环示意图2.2.2为了保证洁净区的压力，且环境要求气流平稳，洁净区大面积使用ffu。

ffu尺寸大小适合1200×1200mm的t型吊顶骨架。

为配合ffu的设置形式，核心洁净区吊顶定为1200x1200mm的厚铝蜂窝复合金属彩钢板。

2.2.3洁净区ffu的检修：通过维修楼梯和可上人的吊顶系统（所括盲板、ffu和t形龙骨），全部维护维修均可以上夹层中完成。

2.3 洁净规范相关要求《洁净厂房设计规范》 gb50073-2001中：4.2.2 洁净厂房的平面和空间设计，应满足生产工艺和空气洁净度等级要求。

洁净区、人员净化、物料净化和其它辅助用房应分区布置。

同时应考虑生产操作、工艺设备安装和维修、管线布置、气流流型以及净化空调系统各种技术设施的综合协调。

4.2.3 在满足生产工艺和空气洁净度等级要求的条件下，洁净厂房内各种固定技术设施（如送风口、照明器、回风口、各种管线等）的布置，应优先考虑净化空调系统的要求。

9.2.1 洁净室内照明光源，宜采用高效荧光灯。

若工艺有特殊要求或照度值达不到设计要求时，也可采用其它形式光源。

9.2.2 洁净室内一般照明灯具为明装。

如灯具嵌入顶棚暗装时，其安装缝隙应有可靠的密封措施。

3照明设计——以主要的核心生产洁净区为例3.1 照明分类本设计照明种类设有正常照明、应急照明。

其中应急照明中包括应急备用照明和应急疏散照明。

正常照明是在正常情况下，用以保证工作、生活、活动的安全、高效、完美舒适而设置的人工照明。

应急备用照明是应急照明的组成部分，洁净生产区的应急备用照明按照正常照明的30%左右设计。

应急疏散照明是采用带疏散标志的应急照明灯具，在需要确保人员安全疏散的出口和通道上装设。

当停电时灯具内的蓄电池可自动投入工作。

3.3 配电方式及电源选择照明配电采用放射式与树干式相结合的配电方式。

正常照明的电源由带一般用电负荷的配电母线段引来，应急照明采用双电源供电，电源一路引自一般用电负荷的配电母线段引来，另一路引自柴油发电机所带配电母线段，两路电源末端互投。

考虑到工艺生产的重要性，对大面积密闭的洁净生产区的应急备用照明中10%左右的电源由ups供电。

3.2 照明控制方式对于大面积密闭的洁净生产区，因为工艺设备24小时工作运转，故此区域采用配电箱集中控制。

因为工艺生产设备区对生产的洁净率要求很高，故照明配电箱放置在洁净区的上下夹层内。

并由于洁净生产区是密闭大面积开敞空间，故照明接线采用每列跳接线的方式（即配电时间隔灯具为同一照明回路），这样能够较灵活的控制照明灯具的开启数量。

3.3主要区域照明要求生产洁净区——500lx，光刻区——300lx3.4 工艺生产中洁净等级要求阵列厂房和彩膜/成盒厂房工工艺设置生产洁净区空气洁净度等级分为3、4、5。

3.5灯具的选择3.5.1主要照明基本数语光通量（luminous flux）——光源在单位时间内发出的光量总和。

单位：lm（流明）。

照度（illuminance）——被照面上单位面积入射的光通量。

单位：lx（勒克斯）。

照度分级：0.5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000、3000、5000lx光效（luminous efficacy of light source）——光源发光的总光通量与该光源所消耗的电功率的比值，称为该光源的光效。

单位：lm/w。

3.5.2灯具的选择——节能照明主要来源于由电能转换的光能，而电能又来自于石化燃料的燃烧。

地球上的石油、天然气的可开采年限约为50年，煤炭的可开采年限约为300年，而且随着开采量的逐年增加，这些石化燃料的可开采年限还会进一步缩短，世界能源不容乐观。

因此，无论从社会资源还是业主维护费用的角度（选用高效灯具可以减少灯具的套数，减少今后的维护），都必须把节能作为产品选择的重要指标。

积极推广照明节能是当务之急。

选择高效节能的灯具，成为了建筑照明节能的基础。

本项目为大型工业项目，建筑对空间照明的艺术性要求不高，其中洁净生产区，以荧光灯为主要使用光源。

对比现在市面上的常用高效光源参数，如下图所示：在光通量基本相同的条件，选择耗电量最低的产品，如上所示45w 长型紧凑型荧光灯是最优的选择。

以1万平米厂房为例，采用45w长型紧凑型荧光灯方案相对其他两个方案每年可节电30～39万元，详细情况，如下表所示:节能对比表3.5.3 工艺生产要求对灯具的要求对于洁净厂房的建造和使用的一般要求是：尽量减少室内诱入、产生及滞留粒子，作为厂房内的灯具，在选择过程中也必须严格遵守上述要求。

针对以上三个方面的要求，选择时需要注意的侧重点也不一样。

1）减少粒子诱入方面：需要着重考虑灯具本身的气密性处理及灯具安装过程中与天花板间的处理；2）产生粒子方面：需要着重考虑灯具本体材质不易产生粒子；3）滞留粒子方面：需要着重考虑灯具外型设计无死角，不易积尘；综上，在该项目中我们选择了2*45w上开盖洁净灯作为主照明灯具，在满足厂房功能性要求的同时，最大限度的做到了节能。

3.6灯具主要特点3.6.1上开盖设计——方便维修该厂房不同于一般厂房，吊顶较高，约7m。

故在安装过程中可以考虑采用升降车等工具。

但当厂房投入生产后，为了不影响设备的正常运行，必须充分考虑维修和更换光源的可实施性。

显然，如果采用吸顶安装灯具或下开盖灯具的话，仍然需要借助升降车等外部设备进行操作，由此将影响环境整体洁净度。

对此，我们进行了深入调查和研究，联合某公司一起开发出了一款专门针对该项目的上开盖洁净灯具，该灯具的日常维修工序均可在上夹层内完成，避免了对室内环境的破坏。

.6.2高效、节能对于洁净厂房而言，是通过厂房净化空调系统控制空气中浮尘颗粒的数量，因此，厂房内的灯具最根本的要求就是不能影响空气的气流的方向。

同时，灯具数量越少，对气流的影响也就越小。

在满足相同照度的前提下，光源效率越高，那灯具数量就越少。

最终选择45w长型紧凑型荧光灯，灯具光通量4350 lm，。

3.6.3密封条考虑到厂房洁净度要求，不论是灯具本身，还是灯具与龙骨交接处，均设置优质密封条，防止浮尘颗粒进入或透出。

3.6.3透光孔设计灯具背部设置专用透光孔，在检修过程中，无需每个灯具打开检查，通过透光孔就可知道哪些光源损坏，大大减少了更换光源过程的工作量。

小结照明设计是建筑设计的重要组成部分。

好的照明设计，不仅要求能为人们的生产、工作、学习提供良好的视觉条件，并在满足房间、工艺生产的环境要求下，以节能为照明设计基础，通过选择高效节能的灯具、适合的照度、正确的照明种类、合理的电源配电方式及灵活的控制方式达到节能的目标。