电子厂房洁净室的设计特点

　　摘要：电子洁净厂房广泛应用于现代电子生产领域，尤其在TFT-LCD生产领域更是成为必需，此类厂房洁净室设计与一般工业与民用建筑设计有众多不同之处，如平面布局，人流，物流，气流设计，材料选择等，本文针对此类建筑的自身特点探讨了设计过程中所需注意的问题及解决措施。 
　　关键词：洁净厂房；平面布局；人流，物流，气流设计 

　　 近来电子技术快速发展，为了抢占国内市场，多个TFT-LCD生产项目相继落成，相对其他生产厂房设计而言，此类洁净厂房自身具有鲜明特点，本文结合作者实际设计的某TFT-LCD电子厂房洁净室，探讨了设计过程中需要注意的问题及解决措施。 

　　一.平面布局 
　　 电子洁净厂房一般由洁净生产区，净化辅助区，动力辅助区和非洁净生产区组成。洁净生产区环境要满足恒温，恒湿，密闭性好，洁净度等生产要求，针对此要求，设计中一般将有洁净要求的生产区置于整个厂房的中部，而将非洁净生产区和辅助区围绕洁净区设置在厂房外围，此布置优点在于，洁净生产区位于厂房中部，周围布置有各种设备用房，生产联系便捷，各种工程管线相对较短，且洁净区不与建筑外部直接接触，免受外界环境的影响，更易保证厂房的洁净要求，从而达到节能减排的要求。 
　　本项目洁净区位于整个厂房平面的中部，东侧布置办公区及走廊，南北两侧布置纯水，废水，变电站，空调机房，库房等设备用房，西侧布置非洁净生产区及走廊，东西两侧走廊设置即便于两侧设备用房联系，而又将洁净区与建筑外部隔开，一举两得。此种布置既使各功能分区相互独立，而又联系紧密，较好的解决了平面布局问题。平面布局如： 
　　 
　　二.人流，物流，气流设计 
　　人流设计 
　　 操作人员是各种污染物的携带者，所以人员在进入洁净区前要进行人身处理，使之达到净化要求，本设计通过采用人员换鞋，更衣及风淋处理等措施达到净化要求后再进入洁净区，流线如下图： 
　　 
　　 核心生产洁净室南侧支持区为非洁净区，与核心区联系紧密，设有生产办公室，洁净区的入口就设置在这边，操作人员人身净化程序如下：换鞋，二次更衣，穿洁净服，进入洁净前室，经过风淋室通道，进入洁净室。房间嵌套多，路径曲折，也是这类厂房的特点。 
　　物流设计 
　　货物搬入的净化处理也至关重要，本设计通过设置闸间将洁净区和设备搬入口联系起来，闸间内设有空气吹淋设施。货物由北侧支持区设备搬入口搬入，拆包预装后，经过闸间吹淋后进入洁净区。洁净区内部货物的垂直运输通过设置洁净电梯来解决。 
　　由于气流组织的需要，洁净区内地面设置了高架地板，高架地板的选型也是物流通道要考虑的因素，因此规划好物流搬入路线，使搬入通道上的地板承载力满足要求，也是不能忽视的，本设计通过在原有标准地板下面增加支撑的办法来解决提高承载力，满足货物搬运要求的，如下图所示： 
　　 
　　 
　　气流设计 
　　气流组织在洁净室设计中占有重要地位，空气净化一般通过过滤空气，气流组织，空间静压等措施达到洁净室内环境的要求。本设计采用初效，中效，高效三级过滤系统，上送下回垂直单项气流组织形式，即高效过滤器设置在顶棚，回风设置在下夹层。顶棚上部为静压箱，气流由静压箱，通过高效过滤器加压过滤后进入洁净区，流经生产操作区域，再通过地面开孔架空地板进入下技术夹层，再通过侧墙的回风夹道回到空调器。此种方式使空气流与污染物重力流一致，有利保持室内洁净要求，方便设备布置，剖面如下： 
　　 
　　三.构造措施 
　　平面，剖面方案确定后，构造措施和施工效果就显得格外重要了。洁净厂房能否顺利通过验收，达到预期效果，且在后期运行过程中不出现任何问题，也依赖各构造措施和节点设计。 
　　 洁净生产区是由墙板，门，窗，吊顶，地板围合而成的密闭空间，空间里的环境能否满足要求很大程度依赖这些部件的构造，本项目设计也非常关注这些节点构造，如门窗的倒角设计，踢脚，墙面顶棚阴阳角的圆弧倒角设计，墙板接缝的密闭，各种管道穿墙，穿吊顶的密封处理等，均贯穿一个指导思想，坚固，不变形，表面平整，不起尘，不积灰，密闭，例如下面洁净室固定观察窗设计： 
　　 
　　尽量不在洁净区内设置变形缝，相对一般建筑变形缝而言，洁净区的变形缝要复杂的多，变形缝的风险主要来自施工不到位及材料老化变形等，致使密封不严而导致洁净度达不到要求，从而导致产品不合格，后果比较严重。近年来由于工艺不断发展，电子洁净厂房的面积要求越来越大，给我们设计也带来了挑战，这就要求建筑专业要和结构专业密切配合，将变形缝设在洁净区外，将隐患彻底消除。本项目洁净生产区长365米，宽145米，洁净区内部未设置变形缝，为洁净区的环境设计提供了有利保证。 
　　防止室内结露也要引起足够重视，尤其当洁净室靠外墙设置时，保温隔气尤为重要，选择传热系数小的保温材料做外围护结构，使它的内表面温度不低于室内空气露点温度，保证墙体表面不产生凝结水。特别需要注意的是，当采用单一砌块墙的围护结构时，有圈梁构造柱的地方往往是薄弱地方，我们往往在计算墙体传热系数的时候能保证砌块墙体部分能够满足要求而忽略冷桥的地方，造成室内有结露霉变现象发生。本项目外墙采用复合墙体构造，即加气混凝土砌块墙+岩棉保温+防水透气膜+单层压型钢板，此构造即能满足墙体保温隔热的要求又很好的避免了外墙冷桥的发生，同时墙体热惰性高，能够较好缓解室内温度随外界环境温度的剧烈变化。 
　　 其次靠外墙地面也不容忽视，尤其是严寒寒冷地区，此区域的温度在不做任何处理的情况下，会比室内中心区域的温度低几度，地面温度过低，某些时候也会出现结露现象，针对此问题，我们在设计时候首先将洁净区置于整个厂房中部以减少与外界的接触面积局部靠外墙的地方加强保温，尤其是外墙勒脚和墙下圈梁的保温，同时在靠外墙地面下铺设防潮层和60mm厚挤塑聚苯板来加强地面保温性能，使地面温度不致太低，从而杜绝结露现象发生。 
　　 屋面雨落水口，内天沟等位置也应引起足够重视，应将其布置在洁净区外，以防屋面漏水或因管道表面结露，造成室内污染。目前厂房面积越来越大，屋面面积也随之加大，如何快速高效的将屋面雨水排走也是需要设计者认真考虑的问题，通过增加屋面坡度，减少积水的可能性，增加落水口数量及管径，或采用先进的虹吸排水系统等都是可以解决的。 
　　四.材料选择 
　　洁净厂房所选用的装修材料有别于一般的工业与民用建筑，除满足基本的室内功能和观感要求外，更重要的是要保证材料本身满足洁净室性能要求，如光滑平整，不积灰，防静电，高气密性，不产尘等。目前建材市场装修材料琳琅满目，档次众多，如何选取合适的材料，也是洁净室设计重点考虑的问题和成功的关键。 
　　墙面 
　　目前可用于洁净室墙面的材料有多种，如金属夹心板，金属面石膏板，树脂板，涂料等，可根据洁净度等级，工艺要求，当地货源，施工技术及预算合理选用。涂料墙面应平整，干净，无浮尘，无裂缝。墙体面板接缝间隙应一致，接缝应以密封胶均匀密封，密封胶应平整，光滑，略低于板面，不得有间断杂质。非金属饰面板应色泽一致，板面没有裂缝，划痕，凹凸等缺陷且不应直接粘贴在土建墙上。本项目设计采用金属岩棉夹心板作为隔墙材料，其优点是防火性能好，强度高，隔音性能好，板面平整，易于切割，面板可作防静电处理。 
　　架空地板 
　　架空电地板一般根据基材和贴面材料不同来划分。基材有钢基、铝基、复合基等。贴面材料有防静电瓷砖、三聚氰胺（HPL）、PVC等。另外还有防静电塑料地板、防静电网络地板等。由于气流组织的需要，此类地板常会用于洁净室地面，多为600x600见方，由钢支架支撑在楼层梁或板上，面层做防静电处理。可以根据生产工艺要求对架空地板的如下参数进行控制，系统电阻，均布载荷，极限集中载荷，防火性能，耐磨性，挠度等。地板上可以根据回风量的要求开设洞口，并可设置阀门调节洞口大小。故在前期确定方案柱网时，应考虑架空地板布置，一般多以600模数确定柱距。 
　　地面 
　　目前可用于地面的装饰材料有涂料，水磨石地面，PVC地面，聚酯砂浆面层及有特殊要求的地面等。洁净室内地面一般要求平整，不起尘，不开裂，防潮，防霉变，防静电，没有眩光，有一定强度，耐磨等，可以根据工艺要求选用。随着生产工艺技术不断发展，洁净厂房面积越来越大，尤其要注意的是防止洁净室内地面开裂和控制地面平整度，工程中多采用现浇钢筋混凝土大板一次浇注成型，后再打磨平整，平整度要求控制在不大于2mm/2m内.由于是整体结构板，没有接缝，其抗温度变形，抗地面不均匀沉降变形的能力大大提高，如为一层地面，还要设置防潮层，做好保温，以防地面受潮，结露，涂料起鼓开裂。 
　　吊顶 
　　此类电子厂房洁净室内吊顶上部一般都有技术夹层，布置高效过滤器，静压箱，各种管道，电缆等。常用吊顶材料为金属夹心板，通过固定件和吊挂件与主体结构相连。由于吊顶内常会有人员进入检修，所以选用吊顶板时要考虑承载力要求，或者设置马道供检修人员使用。