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GB 51370-2019：薄膜太阳能电池工厂设计标准（无水印，带书签）

《薄膜太阳能电池工厂设计标准》GB51370一2019，经住房和 城乡建设部2019年6月5日以第149号公告批准发布。 本标准制订过程中，编制组进行了广泛、深入的调查研究，总 结了我国在薄膜太阳能电池工厂工程建设中的实践经验，同时参 考了国外先进技术法规、技术标准。 为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本 标准时能正确理解和执行条文规定，《薄膜太阳能电池工厂设计标 准》编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明，对条文规定 的自的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明，还看重对 强制性条文的强制性理由做了解释。但是，本条文说明不具备与 标准正文同等的法律效力，仪供使用者作为理解和把握标准规定 的参考。

10.4 工艺冷却循环水 （57） 10.5 废水 （57） 10.6 消防 （58）) 11 电气设计 （59） 11.1 供电系统 （59) 11.2 低压配电及电气照明· （59） 11.3 信息与自控 （60） 11.4 防雷接地 （62） 12节 能 （63）

4.1.1、4.1.2薄膜太阳能电池工厂通常投资较天、建设周期较 长，且该产品市场和工艺技术发展多变，常常需要对生产能力、产 品品种和工艺设备及布置进行调整，因此在工艺设计中采取一些 预留条件是必要的JGJ／T 411-2017 冲击回波法检测混凝土缺陷技术规程，通常的措施包括预留必要的面积（含仓储）、动 力、设备搬入通道（入口）和自动化搬运设备接口等，并采取较灵活 的布置型式和设备安装方式等。 薄膜太阳能电池是以硅基、铜钢硒化物、碲化镉等半导体薄膜 作为光电转换材料的太阳能电池。不同的材料淀积成薄膜的方式 有很多种，使用的生产设备、环境要求、动力需求以及动力品质有 所不同，因此，需要工艺专业根据工厂生产工艺的特点和具体要 求，确定工程设计参数，这也是工厂设计的前提条件

4.2.1附录A是根据薄膜太阳能电池生产典型的产品类型和技 术路线提出的，其中内容基本反映了自前薄膜太阳能电池生产的 主要流程和工序，可以作为初步确定生产环境要求和动力需求的 基础。该流程中未包括批量生产所必需的检验和测量工序，以及 针对特定产品结构所需的特定加工工序（如CdTe沉积工序后边 通常有热处理工序）等。 另外，即使是同一类太阳能电池也常存在不同的技术路线 如铜钢硒太阳能电池常见的真空工艺方案就包括共蒸镀（一步 法）、溅射金属预制层再硒化、硫化（两步法），而非真空工艺也有电 镀或合成技术（纳米技术）、印刷涂布技术等，而且随着薄膜电池技

术的不断发展，这些工艺路线也在不断地发展完善。因此，在项目 设计中工艺设计人员需以附录A为基础，仔细了解具体项目的产 品和工艺路线，制定出适合项目的工艺流程。 需要注意的是，碑化镓薄膜太阳能电池面积较小，不需要进行 大尺寸背板的层压和装框等工序，附录A图A（d）中所示的后段 工序流程不适用于神化薄膜太阳能电池

4.2.2薄膜太阳能电池工厂生产需要用到较多的动力和木

配套设施，除了变配电、空调机房、冷却循环水站、废水处理 宗气站、特气站、冷冻站等动力站房之外，其他常见的技术月 门还包括车间办公、休息、更衣、参观、原辅材料暂存、检测、 检修、消防值班等。

2薄膜太阳能电池生产相同工序集中布置，有利于生产管理 和设备负荷调整，相同工序生产环境要求基本一致，易于进行环境 的控制和调整，动力供应和各类排放的品种、性质相近，负荷集中， 有利手管道布置，节能降耗和安全生产。例如，激光刻线设备集中 布置有利于微振设计，化学气相沉积设备（CVD）集中布置有利于 特种气体集中供应和管线排布。 4薄膜太阳能电池生产物流主要集中在基板上料和成品出 货的工序，和仓储关联密切，批量生产时运输工具使用较频繁，搬 运量较大。将人员和物料入（出）口分别设置可以避免人、物流混 杂交错带来的安全事故隐惠，提高生产效率，同时减少对生产区内 洁净环境的不利影响。 5薄膜太阳能电池生产厂房往往体量较大，生产线设备较 多，大部分设备精密度高、价格昂贵，对搬运过程中的安全和振动 控制要求等要求较高；在洁净室内安装的设备在搬入时也需要采 取相应的净化措施；另外，薄膜太阳能电池工厂存在生产线产能提

升、升级改造的可能性，因此在工艺区划和设备布置时规划出空间 足够的设备搬入通道以及连接厂房内外的设备搬人口是十分必 要的。

4.3.2由于生产区域对环境参数有一定的要

区参观对环境和生产产生不利影响，如建设单位确认需要 观设施时，将参观设施与主要生产区的生产环境隔离，可 参观人员影响生产，也可避免参观人员需换鞋和更衣带来 便。

3.3薄膜太阳能电池生产物料消耗量大，对连续生产的

4.3.3薄膜太阳能电池生产物料消耗量天，对连续生产的要求

1薄膜太阳能电池生产中所用原辅材料种类较多，其中既有 火灾危险性很低的戊类物品，如玻璃基板、不锈钢衬底等，也包含 有强烈腐蚀或火灾（爆炸）危险的化学危险品，如盐酸、异丙醇等 还有一些原材料是需要低温或干燥保存的（如PVB膜、EVA膜 TO导电玻璃等）。因此，除需根据现行国家标准《建筑设计防火规 范》GB50016的有关规定合理划分不同火灾危险性的仓库类型外， 还需根据物料的物理化学特性、存储环境要求等适当分类设置。 由于不同的建设单位选择的工艺技术路线不同，其所使用的 原辅材料也不相同，且常常随看产品和工艺技术的发展出现更新 和变化。在确定主要原辅材料的安全特性时，设计人员需以有关 化学品和特种气体供应商提供的相关安全技术说明书（MSDS）为 设计依据。 2薄膜太阳能电池生产所需的大部分物料包装单元尺寸较 天、重量较重。厂外运输多采用大型货运汽车运输，厂内装卸劳动 量较大。为提高装卸效率、保障装卸作业安全，设置站台是适宜的

4.4.2薄膜太阳能电池工厂的生产达到一定的经济规模和产能 需求时，为了有效地降低操作人员的工作强度，提高生产效率和产

4.2薄膜太阳能电池工厂的生产达到一定的经济规模和

4.4.2薄膜太阳能电池工厂的生产达到一定的经济规

品质量，宜采取自动化传输方式。薄膜太阳能产品尺寸通常较大， 为了保证操作安全和减轻劳动强度，在采用人工方式传输产品时， 应采用搬运车和相应的产品载具，如载片盒等，

4.4.3化学气相沉积设备和溅射设备需定期进行腔体

材更换等，配置必要的吊装起重设备是为了满足该类设备维修和 更换部件时起吊较重部件的要求。吊装起重设备的设置需要满足 服务区域、起吊高度和使用负荷要求外，还需要满足表面光洁、易 清洁、不发尘、不挥发泄漏等洁净要求。

5.1.4因工艺需要，薄膜太阳能电池生产线通常为水平连续布

置，且需要的生产区域面积很大。适宜的地形坡度有利于人、物流 组织、竖向设计、土方平衡等，有效节省项目的建设投资及厂房的 运行维护费用。

气等消耗量较天，因此充足稳定的市政动力系统保障十分必要。 厂房选址时需要考虑当地水、电、气的供应情况，特别需要充分论 证电力供给能力，避免电力设施建设与工厂建设时间不匹配，对生 产带来重大影响。

5.2.5通常薄膜太阳能电池生产厂房的体量较天，不少为超长建

5.2.5通常薄膜太阳能电池生产厂房的体量较大，不少为超长建 筑物（总长度大于220m），但因工艺线连续设置的原因，难以设置 穿越建筑物的消防车道。设置环形消防车道是为了保证消防车辆 尽快到达救援灭火现场，避免消防车辆堵塞

5.4.2厂区内按照当地规划要求设置小型汽车、货车、员工接送

车辆及非机动车等的专用停车场地，避免停车场地规划不当、不 足，导致车辆占用厂区道路，影响日常生产运行，甚至妨碍火灾时 消防车辆的通行。

厂保证工厂运行过程中正常的装卸货操作。而规定装卸货区不应 占用消防车道，则是为了在任何时候能确保消防车道的畅通

具有较高的耐火性能。

6.2.2~6.2.4薄膜太阳能电池工厂生产的主要工序通常需要在

洁净区内完成，故厂房内洁净区防火分区的划分、安全出口 安全蔬散距离的设置需按照现行国家标准《电子工业洁净 计规范》GB50472中相应的防火疏散的要求执行。

营为洁净厂房，外墙基本无外窗或少开设，给消防救援带来极 便，因此规定设置可供消防人员进人的专用消防口，这对于 消防员灭火救援土分必要

6.2.6本条是强制性条文，必须严格执行。因生产需要，

阳能电池工厂通常在厂房内就近设置PVB膜或EVA膜 库，这两种高分子薄膜材料为可燃固体材料，采用防火墙和 限不低于1.50h的不燃性楼板可以有效地阻止火灾向中间 外的生产区蔓延。

6.3.1薄膜太阳能电池工厂的某些工艺需要在洁净室内完成，故 洁净区的内部装修需按现行国家标准《电子工业洁净厂房设计规 范》GB50472相应规定执行。

7.2.4本条中的结构构件按承载能力极限状态

：2.4本茶中的给构构件按承载能） 打极限秋态和正吊用极限 状态分别进行荷载（效应）组合，并应取各自最不利的效应组合进 行设计。直接承受起吊动力荷载作用的设置设备起吊点的构件和 连接节点，按静力荷载设计时，结构计算应计入动力系数。动力系 数可按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009一2012第 5.6.2条的规定：搬运和装卸重物以及车辆启动和刹车的动力系 数，可采用1.1~1.3；其动力荷载只传至楼板和梁。

不等的太阳能电池阵列试验厂，除了对自产的太阳能发电组件进 行试验之外，也兼做展示之用。本条是针对太阳能电池阵列安装 在屋面的情况提出的荷载考虑要求

8.2.3本条是强制性条文，必须严格执行。为避免因

气或助燃的氧气泄漏造成不必要的财产损失，本条对氢气和氧气 管道需设置的安全措施做了规定。 1生活间、办公室属人员经常出入或固定工作的场所，氢气、 氧气管道不准穿过生活间办公室，是为了避免因意外泄漏造成的 爆炸和火灾事故时造成重大的人员伤亡。 2氢气和氧气管道穿过不使用这两种气体的其他房间时，采 用设套管或使用双层管的措施可以有效降低管道泄漏的风险，保 障这些房间避免发生爆炸和火灾危险。 3对于输送爆炸和火灾危险物质的管道，均应设有导除静电 的接地设施，及时消除管道内气流摩擦等因素产生的静电聚集。 4当生产厂房内因各种原因出现火情或重大事故时，及时切 断氢气、氧气供气气源，可以避免引发因氢气、氧气管道泄漏产生 的次生灾害。

8.2.4本条是强制性条文，必须严格执行。氢气系统要求在干管

级端或最高点设置放散管，是为了保证在必要时将管道内白

氢气放散管口要求高出屋脊1.00m是为使氢气放空时，不会 再次灌入室内。放散管设阻火器是为了在氢气放空时一日雷击引 起燃烧爆炸事故时起阻正事故蔓延作用。雨、雪和杂物易于造成 放散管口的堵塞，因此应设置相应的防侵入装置，以保证其正常放 空功能。放散管口突出屋面必须设置防雷设施以防直击雷、雷电 感应和雷电波的侵入。

8.3.3本条是强制性条文，必须严格执行。自燃、易燃、腐蚀性或 有毒特种气体对安全生产、人身健康具有极大的危害，因此对其设 置进行强制性规定： 1危害性特种气体钢瓶设置在具有连续机械排风的特种气 本钢瓶柜中，可以保证特种气体不会外泄至厂房内，也有利于在特 气柜内设置气体泄漏检测报警系统、手动或自动切换系统、供气自 动切断系统及自动吹扫设施。 2对于危害性特气系统的排风系统、泄漏报警、自动切断阀 这类安全设施，在市电中断的情况下也应确保其正常运转，因此应 为其配套设置应急电源。 3自燃、易燃、腐蚀性或有毒特种气体管道设置支管或歧管 的部位是易于产生泄漏的重点部位，在该部位设置阀门箱不仅便 于设置阀门，也便手对阀门箱设置排风系统、气体泄漏检测装置 以防止气体泄漏进入生产区域。 8.3.4本条规定了特种气体分配系统中应采取的安全措施。本 条是强制性条文，必须严格执行。 1设置吹扫盘是为了保证特种气体分配系统在吹扫作业过 程的规范、安全和可靠。 2、3过流量控制装置及紧急切断阀的设置可以保证在特气 分配系统一旦发生泄漏时，能及时发现并切断气体供应，避免发生 安全事故。 4不相容特种气体共用吹扫氮气源时，可能发生特种气体通 过吹扫源渗透并发生剧烈反应，从而导致安全事故。因此严禁不 相容特种气体共用吹扫氮气源，

9供暖、通风、空气调节与净化

9.2供暖、通风与废气处理

9.2.8化学气相沉积（PECVD）设备使用较大量的氢气及硅烷气 本，但通常是在高真空下使用，正常情况下氢气和硅烷气体不会逸 出。该设备区域设置常排风措施，是为了防止氢气供应系统及使 用氢气的设备发生意外泄漏时出现氢气积聚，从而引发爆炸隐惠。 9.2.9本条是强制性条文，必须严格执行。化学气相沉积 PECVD）设备附设的尾气处理设备由手其处理的氢气和硅烷处 于常压状态，在该设备间设置不低于12次/h的事故排风可以防 正因尾气处理设备发生故障或输送尾气的管路发生泄漏造成的氢 气和硅烷气体积聚，避免引发火灾或爆炸事故。

9.2.8化学气相沉积（PECVD)设备使用较大量的氢气

9.4.3洁净室（区）的排烟系统设置防倒灌措施以及用

3 洁净室（区）的排烟系统设置防倒灌措施以及用于平时

3洁净室（区）的排烟系统设置防倒灌措施以及用于平时 的旁通管路的目的，都是为了防止室外的空气通过风管进 ，影响室内的洁净生产环境，从而影响到正常的工艺生产。

10.1.1本条规定了薄膜太阳能电池工厂给水排水管道布置的 般原则。 1要求将与洁净室无关的给水排水管道尽可能布置在洁净 区外，目的是尽可能减少布置在洁净室的管道影响洁净室的洁 净度。 2洁净室底板的厚度往往较大，如果排水管道直接埋设在洁 净室底板下，管道发生泄漏很难被发现，而且维修也非常困难，因 此需尽可能避免将洁净区内的排水管道直接理地敷设在洁净室底 板下。

10.2.1本条是强制性条文，必须严格执行。本条规定了设置紧 急冲身洗眼器的场所和服务半径。 毒性、腐蚀性气体以及其他危险化学品通常会通过皮肤接触、 眼晴接触对人体造成刺激、灼伤等伤害。因此在这类气体或化学 品的储存、配制和其他可能产生泄漏并可能对人员造成伤害的区 域，设置紧急冲身洗眼器可以最天限度地保证接触人员在去除污 染源后尽快减轻毒性、腐蚀性气体及其他危险化学品对身体的 伤害。 紧急冲身洗眼器距离危险区的最大间距一般控制在10s步距 之内，人的行走速度按照6km/h计算，10s时间行走的距离为 16.7m。因此本标准确定了不大于15m的间距。

10.2.2本条对薄膜太阳能电池工厂一般给水排水的管道材

出要求。薄膜太阳能电池工厂的排水中在在含有各种腐蚀性或溶 剂类污染物，因此，选择适当的排水管道材质和接口型式可以确保 其耐腐蚀性，并避免因溶剂类污染物对某些管道粘接剂的溶解，进 而使管道漏水。

10.2.3生产废水、生活污水单独设置收集系统，是为了便于按照

入大气，避免了有害气体进入工作环境：②平衡废水收集管道 气压，使管道排水畅通。由于薄膜太阳能电池工厂的屋面谷 设置废气处理塔等辅助设备，因此屋面经常会有工作人员活 气管高出屋面2m是为了减少通气管道排出的气体对工作人 影响。

10.2.5由于洁净室为恒温、恒源

10.4工艺冷却循环水

10.4.4洁净室为恒温、恒湿环境，洁净室内的工艺冷却循环水管 道采取保温措施可以防止工艺冷却循环水管道向洁净室散热或产 生结露，避免对洁净室的温度、湿度产生不利影响

10.5.2本条规定了生产废水系统的设置要求

1废水水质不同，其处理方法也不同，因此单独设置收集系 统，以便于废水处理。 2生产设备的生产废液，一般为间隙式排放。一方面，当废 夜与废水合并处理时废液单独收集，然后定量与废水合并，可以减 少其对废水收集槽的浓度冲击，有利于废水处理的稳定运行；另 方面，废液往往作为固废委外处理，这时也需要单独收集

3重金属污染物属国家严格管理的污染物之一，单独设置含 重金属污染物的废水收集系统是为了便于对其设置专门的处理 系统。

3本款关于自动喷水喷头热敏感元件的规定，根据美国消防 办会发布的NFPA318第2.1.2.2条的条款。当洁净室的气流为 可下时，火灾初期形成的向上热气流受到洁净室向下气流的抑制 使安装在洁净室吊顶的喷头热敏元件反应滞后，对扑火初期火灾 极为不利。由于快速反应喷头对热反应更敏感，使喷头在火灾初 期能更早动作。 4为避免非火灾时的误喷，喷头的公称动作温度一般要比使 用环境的温度高3O℃C。由于薄膜太阳能电池的PECVD、固化炉、 压机等设备在维修等情况下打开机台顶盖时，机台顶部的局部 温度可能高于室内温度，因此，布置在这些设备顶部的自动喷水灭 系统的喷头，其公称动作温度的确定需考虑到上述工况时设备 顶部的温度情况

11.1.2本条主要为了减少不同设备间的谐波干扰，保证重要工

数据丢失；为某些设备如应急排风机等设置备用电源，可以有效提

11.1.7随着变频器及电子整流器等非线性用电设备接入，注入

11.2低压配电及电气照明

11.2.2为了尽可能减少净化区内的灰尘颗粒的积聚，要求选用 不易积灰、便于擦拭的配电设备。对于大型的配电设备，暗装比较

不易积灰、便于擦拭的配电设备。对于大型的配电设备，暗装比较

困难时，也可以采用便于擦拭的建筑材料包封或放置在非净化区 等措施

及安装于墙上的各种电器设备与墙体接缝处采取密封措施，可以

为了减少灯具数量，节约成本，规定备用照明可作为正常！ 一部分。备用照明应满足工作场所进行各项活动和工作所 低照度值

11.2.7设置疏散用的消防应急照明，是为了便于事故情况下人

员疏散和火灾情况下采取救灾灭火措施。在安全出人口、疏散通 道或疏散通道转角处设置消防疏散标志便于疏散人员看清逃生方 向，迅速撤离事故现场

层或夹层内设有马道的区域对夹层内的设备进行定期维护和检修 操作。

11.3.1薄膜电池厂房的洁净区是一个相对密闭的场所，出入通 道迁回，人员进出都需要更衣等程序。设置对外通信联络装置 方面能减少人员在洁净区内走动，保证洁净度另一方面能满足生 产过程信息化管理的需要，有助于提高生产管理水平和生产效率

1.3.2薄膜电池厂房的工艺设备均较为昂贵，一旦着火损

大。并且薄膜电池厂房一般都有净化要求，洁净区是一个相对密

团的场所，出入通道迁回，人员疏散比较困难，火情不易被外 现，因此设置火灾自动报警装置是必要的

11.3.4本条规定厂房洁净区火灾探测器报警后需采用技术或人

1.3.4本茶规定厂房洁净区火火探测器报警后需采用技术或人 工措施进行核实，确认火灾后，联动控制设备并进行反馈，自的是 减少系统误报造成损失。因为一旦关闭电动防火阀，停止送风，洁 净室（区）的环境就会遭到破坏，恢复起来需要一定的代价和时间。 11.3.5本条是强制性条文，必须严格执行。薄膜电池生产过程 中会使用和产生一些危险气体，这些气体一日泄漏将可能发生火 灾或爆炸，危及人员安全或对工厂设备造成损害。为了保证安全， 在使用和产生这些危险气体的区域内需要设置泄漏检测装置，以 便采取相应的应急处理措施，避免因有害气体泄漏造成的安全事 故。本条所列均为易燃、易爆、有毒气体供应系统易于产生泄漏的 场所和位置。

工措施进行核实，确认火灾后，联动控制设备并进行反馈，目 减少系统误报造成损失。因为一旦关闭电动防火阀，停止送 净室（区）的环境就会遭到破坏，恢复起来需要一定的代价和

11.3.6有害气体泄漏后的处理程序和火灾报警后的灭火程序是

有区别的，采用两种不同的报警信号为了警示现场人员进

些气体一旦泄漏将可能发生重大安全事故，必须有应急措施。本 条款规定了气体泄漏后需进行必要的联动操作，以避免事故范围 及危害扩大，减少人员及设备损失。本条是强制性条文，必须严格 执行。

11.3.8有害气体泄漏危害较大，所以为气体泄漏报警及控制系

道迁回，人员疏散比较困难，设置应急广播能更有效地指挥疏散 保证人员安全，但其扬声器的选择需满足洁净要求

11.3.10本条是强制性条文，必须严格执行。特种气体通常具有 易燃、易爆、腐蚀性或有毒等危险特性，其储存、分配和使用场所均 属于高度安全风险和职业病危害的场所，设置视频监控和门禁系 统是为了防正无关人员未经许可进入或接近这些危险区域。 11.3.12本条主要是为避免净化空调系统因风机停转无风或超

GB 50311-2016 《综合布线系统工程设计规范》11.4.2对可能产生静电危害的设备、流动液体或气体

11.4.2对可能产生静电危害的设备、流动液体或气体管道采取 防静电措施，可以降低因静电的积聚产生的危害，避免因静电火花 造成爆炸或火灾事故。

1.4.5实施等电位联结是为了防正电击、保护人身安全。

12.0.7~12.0.11通风、空调机组（器）、锅炉、空气压缩机机组 冷水机组和循环水泉是薄膜太阳能电池工厂中最主要的用能设 备，其能源利用效率直接影响整个工厂的节能水平和经济效益， 因此本标准规定上述用能设备的能效水平宜优于各类设备相应能 效标准的节能评价值，这不仅与太阳能电池产业绿色、节能的理念 相符，也与我国大部分地区的项目实践相吻合。 12.0.12选用节能型的变压器可以有效降低变压器的空载损耗 是有效的节能措施之一。在变压器低压侧设置联络便于在节假 日、变压器检修，以及生产计划变化等情况时，灵活控制所投入运 行的变压器台数，减少空载损耗。 12.0.13配备能源管理系统和加装必要的仪表有助于随时监控 电网情况，关停不必要的设备，减少不必要的能源浪费，也有利于

12.0.15气体放电灯配普通电感镇流器时功率因数只有

智能交通平台建设方案0.15气体放电灯配普通电感镇流器时功率因数只有0.4