電子潔凈廠房設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

　　摘要：隨著電子科技不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝對建筑本身提出了更高的要求，多工序，綜合，潔凈超大廠房不斷出現(xiàn)，針對此類建筑的自身特點(diǎn)，本文以實(shí)際設(shè)計(jì)項(xiàng)目入手詳細(xì)探討了此類超大潔凈廠房從方案布局到詳細(xì)設(shè)計(jì)階段所需注意的問題及解決措施。 

隨著科技不斷發(fā)展，液晶顯示技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新，生產(chǎn)工藝對電子潔凈廠房也提出了更新更高的要求。建筑本身作為一個(gè)容器，是保證生產(chǎn)活動(dòng)正常進(jìn)行的重要組成部分，如何實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，恰當(dāng)?shù)靥幚頋崈粲梅亢头菨崈粲梅恳约安煌瑵崈舻燃?jí)用房之間的相互關(guān)系，創(chuàng)造最優(yōu)綜合效果的建筑空間環(huán)境，是設(shè)計(jì)者任務(wù)及目標(biāo)。本文通過實(shí)際項(xiàng)目案例，介紹和分析了電子潔凈廠房設(shè)計(jì)應(yīng)特別注意的事項(xiàng)及問題的解決辦法，為今后類似項(xiàng)目的建設(shè)提供一些參考資料。 

　　本項(xiàng)目主要生產(chǎn)的產(chǎn)品為中小尺寸顯示器件配套的顯示模組。項(xiàng)目建設(shè)場地大致呈長方形，東西長約731米，南北寬374米，按功能分為廠前區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、動(dòng)力及生產(chǎn)輔助區(qū)。總平面圖中將各種動(dòng)力用房，輔助用房及玻璃庫房圍繞主生產(chǎn)廠房布置，使各用房之間聯(lián)系方便，物流及工程線路短捷順暢，節(jié)約運(yùn)行成本。各建筑物周圍設(shè)有環(huán)行消防車道，消防通道寬度大于4m，凈空大于4.5m，確保消防通道暢通。本期工程場地設(shè)有三個(gè)出入口：一個(gè)主入口，一個(gè)輔助人流入口及一個(gè)物流入口,實(shí)現(xiàn)貨物及人員分流，并滿足緊急情況下的人員疏散要求。 
　　 
　　此類廠房對外部環(huán)境要求較高，交通路網(wǎng)設(shè)置，水源的供給，綠化狀況，空氣質(zhì)量狀況，場地振動(dòng)狀況，配套設(shè)施情況，都是在選址過程中需要考慮的因素。但是有些時(shí)候場地是設(shè)計(jì)師無法選擇的，這就需要我們依據(jù)現(xiàn)實(shí)環(huán)境，做好小環(huán)境設(shè)計(jì)，合理利用現(xiàn)有場地，在滿足生產(chǎn)流程的基礎(chǔ)上，滿足工藝及運(yùn)輸?shù)雀鞣N需求的前提下，將各個(gè)建構(gòu)筑物、道路、綠化及其它自然景物進(jìn)行平面和空間的有機(jī)組合，使整個(gè)廠區(qū)既與城市環(huán)境相和諧，又自成系統(tǒng)，整齊美觀，全面體現(xiàn)適用、安全、美觀和長遠(yuǎn)發(fā)展的總體規(guī)劃要求。同時(shí)要積極布置綠化，增加廠區(qū)綠化效果，避免直接暴露地面，采用不起塵的材料鋪砌路面，為潔凈生產(chǎn)創(chuàng)造良好的外部環(huán)境。 
　　主潔凈生產(chǎn)廠房位于廠區(qū)中部，是項(xiàng)目的核心，該建筑體量及規(guī)模巨大，軸線長度506.25m，寬度186.50m。占地面積74900m2,建筑面積304400m2,潔凈生產(chǎn)區(qū)為四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，核心生產(chǎn)區(qū)柱網(wǎng)尺寸12mX15.6m,屋面采用鋼梁+壓型鋼板+混凝土屋面結(jié)構(gòu)。根據(jù)平面功能分為核心生產(chǎn)區(qū)、技術(shù)支持區(qū)，辦公區(qū)，輔助生產(chǎn)區(qū)四部分。 
　　根據(jù)工藝流程，合理布置各功能分區(qū)的位置。切割區(qū)位于整個(gè)生產(chǎn)工序的后端，故將其布置在核心生產(chǎn)區(qū)的西側(cè)，之間通過走廊連接，使兩區(qū)既獨(dú)立又聯(lián)系方便，技術(shù)支持區(qū)包含空調(diào)機(jī)房，水站，變電站，化學(xué)品間，暫存間等生產(chǎn)輔助房間，將其布置在核心生產(chǎn)區(qū)的南北兩側(cè)，使輔助房間與生產(chǎn)使用點(diǎn)靠近布置，節(jié)省能源造價(jià)。辦公區(qū)位于東側(cè)，為公司管理人員及各職能部門用房，面對廠區(qū)主入口，背靠生產(chǎn)區(qū)，人員進(jìn)出及與生產(chǎn)區(qū)聯(lián)系便捷。如此布置將核心生產(chǎn)區(qū)置于整個(gè)廠房中心，周圍有各種用房及走廊環(huán)繞，使?jié)崈糗囬g在平面布局上不與外界直接接觸，這樣布局即滿足了工藝生產(chǎn)的要求又使各部分之間有機(jī)結(jié)合，從整體布局上為恒溫恒濕密閉的潔凈廠房創(chuàng)造有利條件。在工業(yè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，建筑師的能動(dòng)性再次得到體現(xiàn)。 
　　 
　　本設(shè)計(jì)考慮管理人員和生產(chǎn)線工人入口分開設(shè)置，即管理人員從東側(cè)辦公樓進(jìn)入，而生產(chǎn)工人則由南側(cè)支持區(qū)進(jìn)入，這樣即方便人員到達(dá)自己的工位，也便于管理。南側(cè)支持區(qū)設(shè)置兩個(gè)門廳入口，分別為二層和四層潔凈生產(chǎn)車間服務(wù)。生產(chǎn)工人在一層門廳附近需要換鞋及一次更衣，然后乘坐電梯到達(dá)二層及四層，再進(jìn)行二次更衣及吹淋后進(jìn)入潔凈室。而原材料則是由北側(cè)的支持區(qū)進(jìn)入，同樣物料也經(jīng)過凈化處理后進(jìn)入潔凈車間。成品的出貨通道設(shè)在廠房的西側(cè)。本設(shè)計(jì)充分利用了建筑的四個(gè)立面及在廠區(qū)中的位置及和各輔助建筑的關(guān)系，做到人流物流分離，潔污分離，流線簡潔，提高效率。 
　　由于技術(shù)不斷發(fā)展，此類生產(chǎn)廠房功能越來越復(fù)雜，面積越來越大，以往的設(shè)計(jì)常常是將整個(gè)工藝生產(chǎn)流程分散布置在若干個(gè)單體建筑內(nèi)，如此就會(huì)占用大量用地，增加各種管道費(fèi)用，浪費(fèi)能源，故本項(xiàng)目設(shè)計(jì)之初就考慮避免這些不足，而采用一種更加集中，節(jié)能，高效，經(jīng)濟(jì)的方式，將他們集中優(yōu)化在一棟建筑內(nèi)，我們優(yōu)化工藝布局，將廠房疊層布置，這樣一來占地面積，及屋面面積大大減少，節(jié)能效果相當(dāng)可觀。 
　　此類廠房對生產(chǎn)環(huán)境要求極為嚴(yán)格，要求廠房具有潔凈、恒溫恒濕、防微振、防水、防火、防爆、防腐蝕、防靜電等功能，本項(xiàng)目根據(jù)生產(chǎn)工藝要求建設(shè)ISO5.5級(jí)局部4.5/3.5級(jí)潔凈室，采用超高效過濾器的送風(fēng)單元，天花板上安裝FFU，新風(fēng)經(jīng)過集中處理后，送入回風(fēng)豎井，與回風(fēng)混合，進(jìn)入吊頂上部靜壓箱，經(jīng)FFU加壓過濾進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)，回風(fēng)至下技術(shù)層，再至側(cè)面的回風(fēng)豎井，如此循環(huán)實(shí)現(xiàn)高潔凈度的環(huán)境。針對此空調(diào)模式，核心生產(chǎn)區(qū)設(shè)計(jì)為四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，其中第一層和第三層為技術(shù)下夾層，第二層和第四層為工藝生產(chǎn)層，技術(shù)夾層和其上部的工藝生產(chǎn)層之間為格構(gòu)梁，梁上鋪穿孔架空地板，以利潔凈空氣流動(dòng)，工藝生產(chǎn)層設(shè)金屬板吊頂及FFU，吊頂上部為靜壓箱，在第二層和第三層之間設(shè)混凝土樓板分隔，如此相當(dāng)于兩座潔凈廠房豎向疊層布置。平面布置根據(jù)工藝設(shè)備布置確定，由于此類生產(chǎn)要求連續(xù)不能中斷，故此類廠房一般均為大空間，局部有潔凈度提高的地方采用隔斷分隔，特殊處理。 
　　 
　　空間的增大及空氣的流動(dòng)極大的滿足了生產(chǎn)的要求，但卻對人員的安全疏散及防火提出了更高的要求，和其他廠房比較此類潔凈廠房的特點(diǎn)是，潔凈單元面積大且空間密閉，內(nèi)部空氣流動(dòng)性強(qiáng)，例如本項(xiàng)目中一個(gè)潔凈單元的面積就達(dá)52500m2，潔凈區(qū)兩側(cè)設(shè)置了寬度6米的回風(fēng)夾道，生產(chǎn)層與下夾層連通，此類建筑結(jié)構(gòu)增大了火災(zāi)水平方向及豎向火災(zāi)蔓延的可能。根據(jù)目前執(zhí)行的相關(guān)規(guī)范，《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》；《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》；《電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，本建筑火災(zāi)危險(xiǎn)性類別丙類，耐火等級(jí)一級(jí)，由于工藝生產(chǎn)層和下夾層并未用樓板完全隔開，而是開有許多空氣流動(dòng)的洞口，故按照一個(gè)防火分區(qū)考慮，核心生產(chǎn)區(qū)周圍設(shè)置防火墻與周圍辦公，輔助用房完全隔開。潔凈區(qū)內(nèi)部的安全疏散距離則根據(jù)《電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：丙類生產(chǎn)的電子工業(yè)潔凈廠房，在關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備自帶火災(zāi)報(bào)警和滅火裝置以及回風(fēng)氣流中設(shè)有靈敏度嚴(yán)于0.01%obs/m的高靈敏度早期火災(zāi)報(bào)警探測系統(tǒng)后，安全疏散距離可按工藝需要確定，但不得大于本條第2款規(guī)定的安全疏散距離的1.5倍。對于玻璃基板尺寸大于1500mm×1850mm的TFT-LCD廠房，當(dāng)潔凈生產(chǎn)區(qū)人員密度小于0.02人/m 2時(shí)，其疏散距離可按工藝需要確定，但不得大于120m。如此一來，疏散距離大大提高，當(dāng)然這需要通風(fēng)，自控，通信等各專業(yè)配合才能夠?qū)崿F(xiàn)。本設(shè)計(jì)采用潔凈區(qū)和支持區(qū)共用疏散樓梯間的方式，通過距離計(jì)算確定樓梯間位置，疏散樓梯間采用防煙樓梯間，一層設(shè)置安全通道直通室外。 
　　由于建筑結(jié)構(gòu)的要求，隨著建筑平面尺寸的不斷擴(kuò)大及體型的復(fù)雜，結(jié)構(gòu)的變形縫不可避免，這些縫隙均對廠房的潔凈環(huán)境造成威脅。如何處理好這些變形縫也是項(xiàng)目的成功關(guān)鍵之一。本建筑在核心區(qū)和支持區(qū)之間設(shè)置了變形縫，建筑環(huán)境對于變形縫的要求是防水，防火，抗震，保溫，氣密，耐久且易于施工，針對這些要求我們在設(shè)計(jì)過程中仔細(xì)考慮，對變形縫節(jié)點(diǎn)做如下處理。 
　 
　　本項(xiàng)目地處嚴(yán)寒地區(qū)且多風(fēng)沙，晝夜溫差大，建筑的保溫，隔氣尤為重要，針對當(dāng)?shù)貧夂驐l件，經(jīng)過多方案比較及計(jì)算，生產(chǎn)車間外墻體做法如下（由內(nèi)到外）：傳熱系數(shù)滿足節(jié)能及防止結(jié)露要求 
　　1）金屬面石膏板墻及龍骨 
　　2）250mm厚加氣混凝土砌塊墻 
　　3）60厚巖棉保溫板 
　　4）防水透氣膜 
　　5）金屬單板外墻系統(tǒng) 
　　屋面做法如下（由上到下）傳熱系數(shù)： 
　　1）80厚C20細(xì)石混凝土保護(hù)層配φ6鋼筋，雙向中距150mm 
　　2）150厚擠塑保溫板（抗壓強(qiáng)度達(dá)到150kPa） 
　　3）3mmSBS雙面自粘防水卷材+3mmSBS單面自粘防水卷材 
　　4）水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料一道 
　　5）DECK鋼承板上澆注混凝土表面趕光找平 
　　目前很多現(xiàn)代化高科技廠房采用了金屬板保溫外墻體系，這種做法施工速度快，沒有濕作業(yè)，外觀效果現(xiàn)代受到很多設(shè)計(jì)師和業(yè)主的親賴，我們開始也是考慮此方案外墻，但是后來去現(xiàn)場實(shí)地考察的時(shí)候發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)亟?jīng)常刮風(fēng)，且沙塵很大，屋內(nèi)經(jīng)常彌漫著土的味道，所以為了提高外墻的密閉性能，外墻上盡量減少開窗，同時(shí)我們在金屬板的里側(cè)增加一道砌塊墻以彌補(bǔ)金屬板的不足，增強(qiáng)外墻的熱惰性能，有效減緩室內(nèi)溫度與外界環(huán)境的波動(dòng)。 
　　以上是本人在項(xiàng)目實(shí)際設(shè)計(jì)過程中的一點(diǎn)體會(huì)，涉及到潔凈廠房的選址，總平面布置，廠房的布置，剖面設(shè)計(jì)，防火疏散設(shè)計(jì)，細(xì)部節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)等，一個(gè)好的設(shè)計(jì)遠(yuǎn)不止這些內(nèi)容，在此僅作拋磚引玉，供大家參考。