電子廠房潔凈室的設計特點

　　摘要：電子潔凈廠房廣泛應用于現代電子生產領域，尤其在TFT-LCD生產領域更是成為必需，此類廠房潔凈室設計與一般工業與民用建筑設計有眾多不同之處，如平面布局，人流，物流，氣流設計，材料選擇等，本文針對此類建筑的自身特點探討了設計過程中所需注意的問題及解決措施。 
　　關鍵詞：潔凈廠房；平面布局；人流，物流，氣流設計 

　　 近來電子技術快速發展，為了搶占國內市場，多個TFT-LCD生產項目相繼落成，相對其他生產廠房設計而言，此類潔凈廠房自身具有鮮明特點，本文結合作者實際設計的某TFT-LCD電子廠房潔凈室，探討了設計過程中需要注意的問題及解決措施。 

　　一.平面布局 
　　 電子潔凈廠房一般由潔凈生產區，凈化輔助區，動力輔助區和非潔凈生產區組成。潔凈生產區環境要滿足恒溫，恒濕，密閉性好，潔凈度等生產要求，針對此要求，設計中一般將有潔凈要求的生產區置于整個廠房的中部，而將非潔凈生產區和輔助區圍繞潔凈區設置在廠房外圍，此布置優點在于，潔凈生產區位于廠房中部，周圍布置有各種設備用房，生產聯系便捷，各種工程管線相對較短，且潔凈區不與建筑外部直接接觸，免受外界環境的影響，更易保證廠房的潔凈要求，從而達到節能減排的要求。 
　　本項目潔凈區位于整個廠房平面的中部，東側布置辦公區及走廊，南北兩側布置純水，廢水，變電站，空調機房，庫房等設備用房，西側布置非潔凈生產區及走廊，東西兩側走廊設置即便于兩側設備用房聯系，而又將潔凈區與建筑外部隔開，一舉兩得。此種布置既使各功能分區相互獨立，而又聯系緊密，較好的解決了平面布局問題。平面布局如： 
　　 
　　二.人流，物流，氣流設計 
　　人流設計 
　　 操作人員是各種污染物的攜帶者，所以人員在進入潔凈區前要進行人身處理，使之達到凈化要求，本設計通過采用人員換鞋，更衣及風淋處理等措施達到凈化要求后再進入潔凈區，流線如下圖： 
　　 
　　 核心生產潔凈室南側支持區為非潔凈區，與核心區聯系緊密，設有生產辦公室，潔凈區的入口就設置在這邊，操作人員人身凈化程序如下：換鞋，二次更衣，穿潔凈服，進入潔凈前室，經過風淋室通道，進入潔凈室。房間嵌套多，路徑曲折，也是這類廠房的特點。 
　　物流設計 
　　貨物搬入的凈化處理也至關重要，本設計通過設置閘間將潔凈區和設備搬入口聯系起來，閘間內設有空氣吹淋設施。貨物由北側支持區設備搬入口搬入，拆包預裝后，經過閘間吹淋后進入潔凈區。潔凈區內部貨物的垂直運輸通過設置潔凈電梯來解決。 
　　由于氣流組織的需要，潔凈區內地面設置了高架地板，高架地板的選型也是物流通道要考慮的因素，因此規劃好物流搬入路線，使搬入通道上的地板承載力滿足要求，也是不能忽視的，本設計通過在原有標準地板下面增加支撐的辦法來解決提高承載力，滿足貨物搬運要求的，如下圖所示： 
　　 
　　 
　　氣流設計 
　　氣流組織在潔凈室設計中占有重要地位，空氣凈化一般通過過濾空氣，氣流組織，空間靜壓等措施達到潔凈室內環境的要求。本設計采用初效，中效，高效三級過濾系統，上送下回垂直單項氣流組織形式，即高效過濾器設置在頂棚，回風設置在下夾層。頂棚上部為靜壓箱，氣流由靜壓箱，通過高效過濾器加壓過濾后進入潔凈區，流經生產操作區域，再通過地面開孔架空地板進入下技術夾層，再通過側墻的回風夾道回到空調器。此種方式使空氣流與污染物重力流一致，有利保持室內潔凈要求，方便設備布置，剖面如下： 
　　 
　　三.構造措施 
　　平面，剖面方案確定后，構造措施和施工效果就顯得格外重要了。潔凈廠房能否順利通過驗收，達到預期效果，且在后期運行過程中不出現任何問題，也依賴各構造措施和節點設計。 
　　 潔凈生產區是由墻板，門，窗，吊頂，地板圍合而成的密閉空間，空間里的環境能否滿足要求很大程度依賴這些部件的構造，本項目設計也非常關注這些節點構造，如門窗的倒角設計，踢腳，墻面頂棚陰陽角的圓弧倒角設計，墻板接縫的密閉，各種管道穿墻，穿吊頂的密封處理等，均貫穿一個指導思想，堅固，不變形，表面平整，不起塵，不積灰，密閉，例如下面潔凈室固定觀察窗設計： 
　　 
　　盡量不在潔凈區內設置變形縫，相對一般建筑變形縫而言，潔凈區的變形縫要復雜的多，變形縫的風險主要來自施工不到位及材料老化變形等，致使密封不嚴而導致潔凈度達不到要求，從而導致產品不合格，后果比較嚴重。近年來由于工藝不斷發展，電子潔凈廠房的面積要求越來越大，給我們設計也帶來了挑戰，這就要求建筑專業要和結構專業密切配合，將變形縫設在潔凈區外，將隱患徹底消除。本項目潔凈生產區長365米，寬145米，潔凈區內部未設置變形縫，為潔凈區的環境設計提供了有利保證。 
　　防止室內結露也要引起足夠重視，尤其當潔凈室靠外墻設置時，保溫隔氣尤為重要，選擇傳熱系數小的保溫材料做外圍護結構，使它的內表面溫度不低于室內空氣露點溫度，保證墻體表面不產生凝結水。特別需要注意的是，當采用單一砌塊墻的圍護結構時，有圈梁構造柱的地方往往是薄弱地方，我們往往在計算墻體傳熱系數的時候能保證砌塊墻體部分能夠滿足要求而忽略冷橋的地方，造成室內有結露霉變現象發生。本項目外墻采用復合墻體構造，即加氣混凝土砌塊墻+巖棉保溫+防水透氣膜+單層壓型鋼板，此構造即能滿足墻體保溫隔熱的要求又很好的避免了外墻冷橋的發生，同時墻體熱惰性高，能夠較好緩解室內溫度隨外界環境溫度的劇烈變化。 
　　 其次靠外墻地面也不容忽視，尤其是嚴寒寒冷地區，此區域的溫度在不做任何處理的情況下，會比室內中心區域的溫度低幾度，地面溫度過低，某些時候也會出現結露現象，針對此問題，我們在設計時候首先將潔凈區置于整個廠房中部以減少與外界的接觸面積局部靠外墻的地方加強保溫，尤其是外墻勒腳和墻下圈梁的保溫，同時在靠外墻地面下鋪設防潮層和60mm厚擠塑聚苯板來加強地面保溫性能，使地面溫度不致太低，從而杜絕結露現象發生。 
　　 屋面雨落水口，內天溝等位置也應引起足夠重視，應將其布置在潔凈區外，以防屋面漏水或因管道表面結露，造成室內污染。目前廠房面積越來越大，屋面面積也隨之加大，如何快速高效的將屋面雨水排走也是需要設計者認真考慮的問題，通過增加屋面坡度，減少積水的可能性，增加落水口數量及管徑，或采用先進的虹吸排水系統等都是可以解決的。 
　　四.材料選擇 
　　潔凈廠房所選用的裝修材料有別于一般的工業與民用建筑，除滿足基本的室內功能和觀感要求外，更重要的是要保證材料本身滿足潔凈室性能要求，如光滑平整，不積灰，防靜電，高氣密性，不產塵等。目前建材市場裝修材料琳瑯滿目，檔次眾多，如何選取合適的材料，也是潔凈室設計重點考慮的問題和成功的關鍵。 
　　墻面 
　　目前可用于潔凈室墻面的材料有多種，如金屬夾心板，金屬面石膏板，樹脂板，涂料等，可根據潔凈度等級，工藝要求，當地貨源，施工技術及預算合理選用。涂料墻面應平整，干凈，無浮塵，無裂縫。墻體面板接縫間隙應一致，接縫應以密封膠均勻密封，密封膠應平整，光滑，略低于板面，不得有間斷雜質。非金屬飾面板應色澤一致，板面沒有裂縫，劃痕，凹凸等缺陷且不應直接粘貼在土建墻上。本項目設計采用金屬巖棉夾心板作為隔墻材料，其優點是防火性能好，強度高，隔音性能好，板面平整，易于切割，面板可作防靜電處理。 
　　架空地板 
　　架空電地板一般根據基材和貼面材料不同來劃分。基材有鋼基、鋁基、復合基等。貼面材料有防靜電瓷磚、三聚氰胺（HPL）、PVC等。另外還有防靜電塑料地板、防靜電網絡地板等。由于氣流組織的需要，此類地板常會用于潔凈室地面，多為600x600見方，由鋼支架支撐在樓層梁或板上，面層做防靜電處理。可以根據生產工藝要求對架空地板的如下參數進行控制，系統電阻，均布載荷，極限集中載荷，防火性能，耐磨性，撓度等。地板上可以根據回風量的要求開設洞口，并可設置閥門調節洞口大小。故在前期確定方案柱網時，應考慮架空地板布置，一般多以600模數確定柱距。 
　　地面 
　　目前可用于地面的裝飾材料有涂料，水磨石地面，PVC地面，聚酯砂漿面層及有特殊要求的地面等。潔凈室內地面一般要求平整，不起塵，不開裂，防潮，防霉變，防靜電，沒有眩光，有一定強度，耐磨等，可以根據工藝要求選用。隨著生產工藝技術不斷發展，潔凈廠房面積越來越大，尤其要注意的是防止潔凈室內地面開裂和控制地面平整度，工程中多采用現澆鋼筋混凝土大板一次澆注成型，后再打磨平整，平整度要求控制在不大于2mm/2m內.由于是整體結構板，沒有接縫，其抗溫度變形，抗地面不均勻沉降變形的能力大大提高，如為一層地面，還要設置防潮層，做好保溫，以防地面受潮，結露，涂料起鼓開裂。 
　　吊頂 
　　此類電子廠房潔凈室內吊頂上部一般都有技術夾層，布置高效過濾器，靜壓箱，各種管道，電纜等。常用吊頂材料為金屬夾心板，通過固定件和吊掛件與主體結構相連。由于吊頂內常會有人員進入檢修，所以選用吊頂板時要考慮承載力要求，或者設置馬道供檢修人員使用。