大型電子潔凈廠房建筑設(shè)計(jì)淺談

賴林忠

廈門華旸建筑工程設(shè)計(jì)有限公司（361000）

大型電子潔凈廠房建筑設(shè)計(jì)淺談

賴林忠

廈門華旸建筑工程設(shè)計(jì)有限公司（361000）

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品生產(chǎn)發(fā)展很快，同一種產(chǎn)品需要階段性更新?lián)Q代并進(jìn)行生產(chǎn)工藝調(diào)整，生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，電子類工業(yè)潔凈廠房的建筑平面和空間設(shè)計(jì)必須適應(yīng)產(chǎn)品的迅速發(fā)展及擴(kuò)大生產(chǎn)需要的靈活性，這里結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)案例，分別從規(guī)劃設(shè)計(jì)和廠房?jī)?nèi)部空間設(shè)計(jì)兩方面淺談設(shè)計(jì)體會(huì)。

電子潔凈廠房；防火；疏散

電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝技術(shù)迅猛發(fā)展，一些老的電子產(chǎn)品隨著微型化、精密化、高可靠的要求將被淘汰，取而代之的是新產(chǎn)品。以大規(guī)模集成電路的特征尺寸為例，已從微米發(fā)展到亞微米，現(xiàn)今正進(jìn)行納米級(jí)集成電路的研制并逐漸投入批量生產(chǎn)；再以TFT-LCD生產(chǎn)發(fā)展情況為例，近年來，我國發(fā)展迅速，多個(gè)廠家已建成或籌建第五、六代生產(chǎn)線。所以,電子工業(yè)潔凈廠房的建筑平面和空間設(shè)計(jì),必須適應(yīng)電子產(chǎn)品迅速發(fā)展和擴(kuò)大生產(chǎn)需要的靈活性。

1 設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想

在電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)中,做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用、安全可靠、節(jié)約資源、降低能耗、確保質(zhì)量、符合勞動(dòng)衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)要求，滿足防火及疏散的要求，并根據(jù)實(shí)際情況為生產(chǎn)發(fā)展及工藝改進(jìn)的需要預(yù)留條件，主要?dú)w納為下面幾點(diǎn):

1）滿足工藝改造和擴(kuò)大規(guī)模的需要，實(shí)現(xiàn)在建筑面積不增加、建筑高度不改變的情況下，進(jìn)行生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備的調(diào)整。2）廠房的主體結(jié)構(gòu)宜采用大空間、大跨度的柱網(wǎng)，以便適應(yīng)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝調(diào)整，生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大或產(chǎn)品的升級(jí)換代等需要。3）廠房?jī)?nèi)不應(yīng)采用內(nèi)墻承重體系，避免因承重內(nèi)墻的固定不變，妨礙生產(chǎn)工藝或設(shè)備的調(diào)整。4）安全出口應(yīng)合理分散布置,并應(yīng)設(shè)有明顯的疏散標(biāo)志,以利于人員的安全疏散。5）應(yīng)加強(qiáng)消防技術(shù)措施，完善各種危險(xiǎn)出現(xiàn)的探測(cè)、報(bào)警及撲救設(shè)施。

2 技術(shù)方案

1）主要建筑空間應(yīng)設(shè)有技術(shù)夾層、技術(shù)夾道及相應(yīng)輔助用房。2）主體結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)造、材質(zhì)均應(yīng)符合安全、可靠、耐火的要求。3）消防措施設(shè)計(jì)有室內(nèi)外消防栓、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、滅火器、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，關(guān)鍵設(shè)備自帶火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)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(cè)系統(tǒng)、應(yīng)急照明及疏散指示等。4）主要生產(chǎn)車間或人員密集車間應(yīng)布置于場(chǎng)地平緩、視線開闊、消防通道便捷、易于消防撲救的場(chǎng)所。

3 電子潔凈廠房共性

電子工業(yè)潔凈廠房具有以下主要特點(diǎn):

1）在電子產(chǎn)品如電子材料、半導(dǎo)體器件、集成電路、液晶顯示器件等生產(chǎn)過程中，需要使用易燃易爆的氣體、化學(xué)品等，它們對(duì)潔凈廠房構(gòu)成潛在的火災(zāi)威脅。2）一些電子工業(yè)潔凈廠房的面積大、體積大，并且常常是平面布置、空間布置曲折，增加了疏散路線上的障礙，可能延長(zhǎng)安全疏散的時(shí)間。3）潔凈廠房?jī)?nèi)電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程需要應(yīng)用各種類型的精密、貴重的設(shè)備、儀器，建設(shè)投資巨大，一旦失火，將造成極大的損失。

鑒于電子工業(yè)潔凈廠房相比普通工業(yè)廠房有較為突出的特點(diǎn)，國家建設(shè)部專門針對(duì)此類建筑制定專用規(guī)范，即《電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》。

4 防火及疏散

隨著電子工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，如今電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的連續(xù)性或生產(chǎn)過程的自動(dòng)化傳輸設(shè)備的需要，電子潔凈廠房的潔凈室確實(shí)不能按防火分區(qū)要求進(jìn)行分隔。

我國建設(shè)了一批大規(guī)模集成電路芯片生產(chǎn)用潔凈廠房、TFT-LCD生產(chǎn)用潔凈廠房,它們的潔凈室面積和防火分區(qū)均大大超過現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定的面積。

此類廠房由于生產(chǎn)工藝設(shè)備體積大、連續(xù)性生產(chǎn)、自動(dòng)化傳輸?shù)纫蛩?，致使要?shí)現(xiàn)廠房任一點(diǎn)到安全出口的距離符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定十分困難。

鑒于上述情況，《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)潔凈廠房的潔凈區(qū)，在關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備設(shè)有火災(zāi)報(bào)警和滅火裝置，回風(fēng)氣流中設(shè)有靈敏度嚴(yán)于0.01%o bs/m的高靈敏度早期火災(zāi)報(bào)警探測(cè)系統(tǒng)后，其每個(gè)防火分區(qū)的最大允許建筑面積可按生產(chǎn)工藝要求確定，安全疏散距離可放寬至《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定的1.5倍。至于更特殊的，如TFT-LCD生產(chǎn)工藝達(dá)到8代生產(chǎn)線，在生產(chǎn)人員滿足密度小于0.02人/m2時(shí)，疏散距離在不超過120 m情況下可按工藝要求確定。

由于電子工業(yè)潔凈廠房空間密閉，且設(shè)有人員凈化、物料凈化設(shè)施，一旦出現(xiàn)火情，消防人員進(jìn)入潔凈室的路徑較為困難，為此《電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定潔凈區(qū)各層外墻應(yīng)設(shè)有供消防人員通往潔凈區(qū)的入口。

5 部分代表性實(shí)例

今年國內(nèi)主要光電生產(chǎn)線為3代、4代、5代，國際上已經(jīng)進(jìn)入第7、第8代生產(chǎn)線的建設(shè)，根據(jù)不同的生產(chǎn)線對(duì)電子工業(yè)廠房的建筑平面和空間設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷地調(diào)整。

幾個(gè)不同電子生產(chǎn)線的建筑平面和空間規(guī)模分析如下:

1）友達(dá)光電廈門廠房，友達(dá)光電（廈門）有限公司在廈門翔安投建TFT-LCD生產(chǎn)用潔凈廠房，建筑設(shè)計(jì)定位為滿足第3、4代生產(chǎn)線的工藝要求。主廠房有F1棟、F2棟、F3棟等，建筑平面尺寸約230～260 m×130 m，底層層高6～7 m，柱距不小于10 m×8 m，滿足第3、4代電子潔凈廠房的生產(chǎn)車間及附屬技術(shù)夾層、技術(shù)夾道的空間要求。

2）宸鴻科技廈門廠房，宸鴻科技（廈門）有限公司在廈門湖里區(qū)投建TFT-LCD生產(chǎn)用潔凈廠房，主廠房有廠房A、B、D、F棟等,其中廠房F建筑設(shè)計(jì)定位為滿足第4、5代生產(chǎn)線的工藝要求。建筑平面尺寸約220 m×100 m，底層層高10 m，柱距不小于10 m×10 m，滿足第4、5代電子潔凈廠房的生產(chǎn)車間及附屬技術(shù)夾層技術(shù)夾道的空間要求。

3）宸鴻科技平潭廠房，宸鴻科技（平潭）有限公司在平潭TFT-LCD生產(chǎn)用潔凈廠房，主廠房有廠房A、B、C等,其中廠房A建筑設(shè)計(jì)定位為滿足第5、6代生產(chǎn)線的工藝要求。建筑平面尺寸約250 m× 135 m，底層層高12 m，柱距不小于10 m×10 m，滿足第4、5代電子潔凈廠房的生產(chǎn)車間及附屬技術(shù)夾層、技術(shù)夾道的空間要求。

6 實(shí)例分析

根據(jù)專用性規(guī)范《電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，建筑防火分區(qū)的面積及安全疏散距離放寬，相應(yīng)帶來的是消防安全措施的加強(qiáng)，也意味著建設(shè)投資成本的提高。

1）友達(dá)光電廈門廠房為2005年由臺(tái)灣地區(qū)引入的，它的建設(shè)規(guī)模及布局沿用臺(tái)灣地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)及配置，F(xiàn)2棟平面尺寸為260 m×130 m，單層建筑面積3.3萬m2，層數(shù)2層，主廠房單層面積超大化造成安全疏散距離滿足規(guī)范要求困難，為控制疏散距離，單體設(shè)計(jì)有10部疏散樓梯，并由于工藝設(shè)備布置影響，在局部困難位置設(shè)置了安全通道減少疏散距離。

2）宸鴻科技廈門廠房于2009年進(jìn)行投資建設(shè),它結(jié)合了大陸地區(qū)及臺(tái)灣地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)。廠房F的平面尺寸為220 m×100 m,單層建筑面積2.2萬m2，共計(jì)6層，屬于高層工業(yè)廠房。鑒于生產(chǎn)線的要求，底層設(shè)計(jì)為一個(gè)防火分區(qū)，2～6層分別為小段工藝生產(chǎn)線及附屬設(shè)備房，在關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備設(shè)有火災(zāi)報(bào)警和滅火裝置，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(cè)系統(tǒng)，根據(jù)平面布置每層劃分3個(gè)防火分區(qū)，在滿足各分區(qū)安全疏散要求下盡量縮小防火分區(qū)面積，安全疏散距離均控制在60 m以內(nèi)。

3）宸鴻科技平潭廠房于2012年進(jìn)行投資建設(shè)，其生產(chǎn)線定位為第5、6代,廠房由廠房A、B、C三部分合并組成，一層劃分為4個(gè)防火分區(qū)，單層建筑面積約9.6萬m2，廠房部分層數(shù)達(dá)到4層，在關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備設(shè)有火災(zāi)報(bào)警和滅火裝置，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(cè)系統(tǒng)。

主車間設(shè)置于廠房A部分（單層高大空間），室內(nèi)凈高12.0 m，防火分區(qū)面積約3.4萬m2；廠房B部分為小段工藝及設(shè)備房等，該部分樓層共設(shè)置有8部疏散樓梯，劃分為2個(gè)防火分區(qū)；廠房C為預(yù)留發(fā)展第6代生產(chǎn)線車間,每層為單一防火分區(qū)，面積3.4萬m2，樓層共設(shè)置有8部疏散樓梯。安全疏散距離均控制在90 m內(nèi)。

7 設(shè)計(jì)分析

在滿足規(guī)范要求下盡量合理布置工藝流線，合理劃分防火分區(qū)并合理布置消防安全出口，在消防措施設(shè)計(jì)中盡可能優(yōu)化室內(nèi)外消防栓、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、滅火器、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，關(guān)鍵設(shè)備自帶火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和滅火裝置，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(cè)系統(tǒng)、應(yīng)急照明及疏散指示等。

設(shè)計(jì)中深入了解電子工業(yè)潔凈廠房隨著科技進(jìn)步的發(fā)展情況，深入研究相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)《電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》,在設(shè)計(jì)中既要適應(yīng)生產(chǎn)線的更新?lián)Q代，又要符合規(guī)范的要求。

隨著時(shí)代發(fā)展，建筑追求在滿足使用功能的前提下，力求建筑立面莊重、簡(jiǎn)潔、大方，既體現(xiàn)一種現(xiàn)代感，又反映出建筑本身的功能特點(diǎn)。

8 實(shí)施效果

在項(xiàng)目進(jìn)入投產(chǎn)使用后，生產(chǎn)運(yùn)行良好，建筑平面及空間設(shè)計(jì)符合工藝的時(shí)代要求，消防安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)達(dá)到了先進(jìn)、合理、安全、節(jié)能、防火的目標(biāo)。

[1]GB 50472-2008電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB 50073-2013潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]GB 50016-2006,建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].