尹周
信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司华东分院 江苏无锡 214000
【摘要】洁净厂房的建筑设计涉及到生产工艺流程。在工业洁净厂房设计前须对生产工艺、业主的生产规模等了解,对新形势下的洁净厂房做好前期调研,才能设计出适应新市场的洁净厂房。洁净厂房的设计需要统筹考虑整个建筑的设计成本,项目的能源节约。本文对工业洁净厂房的设计要点作了简要论述。
【关键词】 工业;洁净厂房; 建筑设计; 设计要点
引言:
随着国家对半导体项目的大战略布局,国内许多半导体企业对洁净厂房的设计提出了更高的设计需求。工业洁净厂房也不仅仅局限在传统电子行业、医药食品行业。随着市场的发展,现代化的车间对环境需求越来越高,洁净室也逐渐走向市场。因此建筑设计需要综合考虑各方面的因素,需要结合环评、安评、职评以及节能、节地、节水的需求。同时,工业洁净厂房设计要符合建筑施工规范,提高工业企业的整体经济效益。
一、工业洁净厂房设计理念
建筑行业的发展日新月异,设计风格也随着行业的发展发生了变化。“实用、经济、美观”作为建筑设计的三要素指导着建筑行业的设计发展。对于工业厂房的设计,生产工艺主导着整体平面及空间的布置。对于工业洁净厂房的设计而言,设计更注重厂房的实用性、辅以外立面的韵律多样性、从使用功能出发设计的人性及多样化充分满足工业厂房的需要。房间的实用功能体现了工业厂房的艺术性。为了有效实现工业洁净厂房的不同目的,需要遵循以下设计理念:
1.满足生产工艺需求
工业洁净厂房的设计离不开一个永恒的设计原则-生产的洁净度需求。每个房间的生产工艺不同,对使用环境的洁净度要求也不一致。洁净度从万级到百级。甚至更高的标准要求。由于洁净度的需求不同,设计需要充分考虑到使用环境的温度、湿度、尘埃粒子、微生物等整个洁净度的影响。空调的选型,也影响的整个房间的平面布置。在满足工艺洁净度的要求下,暖通送回风的布置及空调选型,对建筑设计的平面有着至关重要的影响。进而需要建筑设计人员了解生产的使用工艺情况,以及空调的选型情况。
2.满足节能减排需求
如今,全球能源危机逐渐加剧,如何达到节能减排是摆在当今社会面前的一大课题。为了顺应“可持续发展”的战略理念,节能降耗早就被提上了一个新的高度和重要的议事日程。一方面从建筑本身着手,设计时考虑可循环再生的建筑材料及外围护结构的保温材料、设计尽量使用低能耗产品;另一方面,工业洁净厂房建设需要将能耗降到最低,主要体现在太阳能应用、自然通风、自然采光等设计手段上。
3.满足环保需求
工业洁净厂房的设计离不开环评。建设项目中环评必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用.环境保护设计需要考虑整个建设周期中使用的材料、选择的设备和能源消耗对周围环境不能造成干扰和影响。为了实现绿色环保的目标,在设计中尽量选择新技术、新材料达到环保节能的目标。环保设计从建筑本身出发,全过程全周期本着提高建筑性能,节约建筑资源,实现高效利用、节能减排。绿色环保型高强度高韧性钢结构材料具有很高的可持续利用价值,已广泛应用于现代建筑领域。
二、工业洁净厂房建筑设计基本要求
1.经济效益的发展
评价一个项目的经济效益,要从项目全生命周期考察。投产后的经济效益是评价工业洁净厂房建筑设计的重点。洁净厂房的设计需要在满足生产工艺的前提下,有效利用车间空间,提高车间效率。同时,洁净厂房的设计在满足疏散的前提下,可以将多个厂房结合起来,减少建筑外墙面积,体现建筑经济性的要求。此外,为了提高洁净厂房的使用寿命,控制建筑成本,洁净厂房的设计还需要大量的新型节能材料。
2.具有产业化水平
洁净室的洁净度控制是保证安全生产的前提。洁净室的设计需要为洁净室提供合理的工艺平面布局以及保证安全生产的空间。
故洁净厂房建筑设计应综合考虑洁净厂房的形状、面积、容积和位置,确保洁净厂房具有较高的产业化水平。洁净室作为洁净厂房的一个子项,具有独特的个性和特殊要求,如空气洁净度、抗微振性、高纯度材料等,洁净厂房的设计过程相对较高,需要不同专业的有效配合、渗透和配合。
3.保障“安全第一”
生产的安全性是洁净厂房建筑设计应遵循的基本原则。设计中应考虑建筑结构的安全性能,做好防火、防盗、防灾设计。同时,工业生产要求洁净厂房各项安全标准符合国家有关规定,做好洁净厂房施工工艺和工艺的具体设计。
三、工业洁净厂房的建筑设计要点
1.厂房选址及总体布局
洁净厂房的厂址应选择大气含尘和有害气体浓度较低、自然环境较好的区域。总平面布置应根据不同的净化要求进行划分。洁净厂房应处于一般生产区和污染区的上风,并进行综合规划、道路布置和绿化,改善当地环境。有清洁要求的工厂通常由一般生产用房、清洁车间和辅助用房组成。
2.洁净厂房建筑平面设计
厂房的主要用途是生产,平面布局需要满足工艺的生产需求,洁净厂房的建筑平面与空间布局应具有适当的灵活性,建筑平面布局应为工艺的可变性提供合理的改造条件,故洁净室宜选用大跨度的结构。从洁净室的使用功能上划分主要分为生产区和生产辅助区,生产工艺的流程决定了厂房的平面布局,满足工艺需要只是洁净室设计的一个前提,洁净厂房还需要考虑的房间的空调新风系统、防排烟系统、防火疏散、环境卫生等,这都直接影响了设计的方案布局,设计时设计师应注意以下问题:建筑师在工艺设计初期就应该参与到设计中,与工艺一起确定门窗的位置,结合工艺布局合理布置安全出口。人流及物流的动线如何布置,对洁净室的生产也起着决定性的作用。洁净车间的人流及物流通道应分开设置。净化通道是联系非洁净区与洁净区的重要环节,是建筑设计的重要部分。员工分别经过一次更衣,一次风淋、二次更衣、二次风淋净化等级从外到内逐步提高。物料应设置物料缓冲间,经过互联锁式的传递窗或传递柜进入生产区。从外到内逐步提高。
3.净化级别的判定
洁净度是以单位体积空气中灰尘的粒径和数量计量的。不同的产品和加工工序对空气洁净度的要求是不同的。在设计洁净室时,要了解工艺生产流程、产品形状大小及关键部位的精度要求,掌握尘源产生和防止的途径,会同工艺、空调等专业,根据不同精度及特点,该精则精,能简则简,能采用局部净化的就不采用全面净化,并应尽量采用洁净工作台和密封柜。在设计中要根据这些不同的净化级别、净化方式,确定洁净室的层高和平、剖面形式,安排好人员和货物的流程,选用恰当的材料,避免盲目迫求高标准。
4.管线隐蔽空间的设计
洁净区涉及到各种管线的预埋或隐蔽工作,空间设计时应综合考虑机电、消防等各个专业的管线标高,综合布置,利用三维模型优化管线综合。形成以洁净区为核心,四周紧密包围的空间布局。利用技术夹层、通风竖井及集成吊顶系统,方便管道将来的维护及检修工作。
四、结语
工业洁净厂房是集工艺专业、建筑专业、暖通净化专业等多专业集合的复杂学科设计。是各种特殊要求紧密协调、合理布局的综合结果。作为一名建筑设计师,不仅要对本专业的专业知识熟透,而且要统筹考虑各个方面,设计出符合行业和科技发展主要要求的高水平洁净厂房。
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