某電子廠生產(chǎn)車間建筑設(shè)計問題淺析

曾定文

中國輕工業(yè)廣州工程有限公司（510000）

1 工程概況

某電子廠生產(chǎn)基地總占地面積為7.8 萬m2，總建筑面積為12 萬m2。 項目采用分期設(shè)計、分期建設(shè)的方式，總投資約4 億元。 擬在現(xiàn)有廠區(qū)內(nèi)新建生產(chǎn)車間，生產(chǎn)車間為4 層建筑，建筑占地1.2 萬m2，建筑面積約 5 萬 m2，年產(chǎn)封裝基板 12 萬 m2、剛饒電路板6 萬m2、剛性電路板 12.36 萬m2，項目建設(shè)內(nèi)容包括機加工中心、中轉(zhuǎn)倉庫、廢水處理系統(tǒng)、剛饒線路板和剛性線路板生產(chǎn)線及配套公用設(shè)施、設(shè)備和環(huán)保設(shè)施等。產(chǎn)品采用銅箔基板等原料，經(jīng)裁板、磨邊、烘干、壓合等工序加工而成。 電路板車間的特點是對潔凈度要求較高，布局和綜合管線較復(fù)雜，其中無塵車間要求為萬級潔凈度，采用FFU潔凈方式。

2 生產(chǎn)車間建筑設(shè)計分析

2.1 建筑設(shè)計

本項目為生產(chǎn)電路板車間。項目場地大致呈正方形，東西長100 m，南北長約120 m。 項目單體各功能區(qū)為:1 層分為三大區(qū)域，北面主要為物流暫存區(qū)，中間為鉆孔設(shè)備區(qū)，南面為環(huán)保處理區(qū)；2 層為剛饒電路板生產(chǎn)車間；3 層為剛性電路板生產(chǎn)車間；4 層為預(yù)留車間。

根據(jù)工藝流程， 合理布置各功能分區(qū)的位置。切割區(qū)位于整個生產(chǎn)工序的后端，原有生產(chǎn)車間位于核心生產(chǎn)區(qū)的東側(cè)， 將二者之間通過走廊連接，以方便新舊生產(chǎn)區(qū)之間的人、物流通；辦公區(qū)位于新建車間的東南角，也是通過連廊連接。 這種布局將核心生產(chǎn)區(qū)布置在整個廠區(qū)的中心，各種用房及走廊環(huán)繞在其周圍，使?jié)崈糗囬g在平面布局上不與外界直接接觸，即滿足了工藝生產(chǎn)的要求，又使各部門之間有機結(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。

本次車閘入口設(shè)計方案:管理人員從2 樓走廊進入車間；生產(chǎn)人員從1 層北側(cè)入口進入車間；原料從1 層西側(cè)進入車間。

由于技術(shù)不斷發(fā)展， 此類生產(chǎn)廠房的功能越來越復(fù)雜。 以往的設(shè)計常常將整個工藝生產(chǎn)流程分散布置在若干單體建筑內(nèi)，如此會占用大量用地，對于本項目也不現(xiàn)實。 故本項目在設(shè)計之初經(jīng)過充分考慮，采用更加集中、節(jié)能、高效、經(jīng)濟的方式，將整個工藝流程集約在一個建筑內(nèi)，這樣雖然管線布置更加復(fù)雜，但是經(jīng)濟和節(jié)能效果非常可觀。

此類廠房對生產(chǎn)環(huán)境的要求非常嚴格，必須具有潔凈、恒溫恒濕、防微振、防水、防爆、防腐蝕、防靜電等功能，同時如果設(shè)計不正確，則會出現(xiàn)房間結(jié)露、新風回風帶入雨水、溫度不穩(wěn)定等一系列問題。為了規(guī)避此類問題，在設(shè)計之初便列出了問題表，讓各專業(yè)逐一核對，以確保建筑能夠有效地滿足生產(chǎn)需求。

本項目根據(jù)生產(chǎn)工藝要求建設(shè)ISO5.5 級局部4.5/3.5 潔凈室。 送風單元采用超高過濾器，天花板上安裝FFU；新風經(jīng)過集中處理后，送入回風豎井與回風混合，然后進入吊頂上部靜壓箱，經(jīng)FFU 加壓過濾進入生產(chǎn)區(qū)，回風至下技術(shù)層，再至側(cè)面的扶風豎井，豎井安裝100 mm 厚的玻鎂板，以滿足防結(jié)露的要求，利用此循環(huán)實現(xiàn)高潔凈度的環(huán)境。針對空調(diào)模式，核心生產(chǎn)區(qū)設(shè)計為4 層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，其中第1 層和第3 層為技術(shù)下夾層， 第2 層和第4層為生產(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，梁上鋪設(shè)不銹鋼穿孔地板，以利于潔凈空氣流動；工藝生產(chǎn)層設(shè)金屬板吊頂及FFU，吊頂上部為靜壓箱，以保證風壓穩(wěn)定；在第2 層和第3 層之間設(shè)混凝土板分隔， 如此相當于兩座潔凈廠房豎向疊層布置。平面布置根據(jù)工藝布置確定，由于此類工藝要求連續(xù)生產(chǎn)，不能中斷，故此類廠房一般均為大空間；對于潔凈度要求較高的局部，采用隔斷分隔，特殊處理。 地坪一般采用環(huán)氧涂料地面，無塵車架采用聚氨酯地面；隔斷采用玻鎂夾心板、硫鎂夾心板等滿足耐火和潔凈要求的板材；潔凈恒溫車間采用中空玻璃窗，部分對光線有要求的房間采用黃光玻璃。 部分機電專業(yè)的管線會穿越FFU 夾層（無法避免），但FFU 回風夾層溫度低，經(jīng)常會引起車架內(nèi)冷凝現(xiàn)象，故在設(shè)計上要求穿FFU 夾層的管線必須全部包裹保溫材料。

空間的增大及空氣的流動極大地滿足了生產(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。 與其他廠房相比，此類潔凈廠房的特點是:潔凈單元面積大且密閉，內(nèi)部空氣流動性強。 如本項目中一個潔凈單元的面積就達4 000 m2，潔凈區(qū)兩側(cè)設(shè)置了寬度為6 m 的回風夾道，生產(chǎn)層與下層夾層連通，此類建筑結(jié)構(gòu)增大了火災(zāi)向水平方向及豎向蔓延的可能。 根據(jù)目前執(zhí)行的《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》、《電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，本建筑火災(zāi)危險性類別為丙類、耐火等級為一級。 將建筑高度控制在23.9 m，以此將車間定性為丙類多層生產(chǎn)車間，將建筑消防等級降低在一個更加經(jīng)濟合理的范圍內(nèi)。 由于工藝生產(chǎn)層和下夾層并未用樓板完全隔開，而是開有許多用于空氣流通的洞口，故按照一個防火分區(qū)考慮。 在核心生產(chǎn)區(qū)周圍設(shè)置防火墻，使其與周圍輔助用房完全隔開。 潔凈區(qū)內(nèi)部的安全疏散距離，根據(jù)《電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》中“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)報警和滅火裝置以及回風氣流中設(shè)置靈敏度嚴于0.01%obs/mde 高靈敏度早期火災(zāi)探測系統(tǒng)后，安全距離可按照工藝需求確定，但不得大于本條第2 款安全規(guī)定的安全疏散距離的1.5 倍”的規(guī)定進行設(shè)計。對于玻璃基板尺寸 1 500～1 850 mm 的 TFT-LCD 廠房，當潔凈生產(chǎn)區(qū)人員密度小于0.02 人/m2時， 其疏散距離可按工藝需要確定，但不得大于120 m。 如此一來，疏散距離大大提高，當然這需要通風、自控、通信等各專業(yè)配合才能實現(xiàn)。 本設(shè)計采用加壓通風的封閉疏散樓梯間的方式， 可將樓梯間布置在車間靠內(nèi)側(cè)區(qū)域，同時也增大了安全疏散距離。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

對于此類大型電子潔凈車間，另外一個很難避免的問題就是變形縫問題。 由于建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)范要求，隨著建筑平面尺寸的不斷擴大及體型的復(fù)雜，通常需要設(shè)置變形縫，非常不利于滿足此類潔凈車架對潔凈度和溫度的要求，且車間本身管線復(fù)雜，如何處理此類關(guān)系也是項目難點。 本項目混凝土部分采用結(jié)構(gòu)分縫，其長度約為60 m，每個60 m 區(qū)段采用添加膨脹劑及膨脹加強帶等措施。 通過項目完工后的實際觀察，取得了理想效果，能有效減少收縮開裂問題。

2.3 消防設(shè)計

對于電子潔凈車間來說，車間平面面積比較大，而內(nèi)部房間功能分隔很多，但是在實際生產(chǎn)中也不希望增加太多的安全疏散門，此為生產(chǎn)與消防的矛盾。 在設(shè)計過程中，總結(jié)出兩種方法，一種是在車間輕質(zhì)隔墻上安裝固定的安全逃生窗，旁邊設(shè)置逃生錘；另一種辦法是在生產(chǎn)工藝要求的推拉門上設(shè)置小尺寸的平開逃生門，在推拉門關(guān)閉的時候可以單獨開啟逃生門，以滿足逃生需求。

對于因生產(chǎn)潔凈工藝需要而設(shè)置的FFU 夾層，因其中設(shè)置了大量的管線，且層高也較高，故按照規(guī)范也設(shè)置了噴淋裝置。

2.4 管線配套設(shè)計

電子潔凈車間本身需要極高的潔凈度，但生產(chǎn)原料以及生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水廢氣均有很大的腐蝕性。 這些問題也是在設(shè)計過程中需要關(guān)注的內(nèi)容，如廢水管需要穿越潔凈區(qū)，為了避免管道泄漏產(chǎn)生危害，在管道底部都設(shè)置有底托盤及感應(yīng)裝置，以保證及時檢修。

3 結(jié)語

文章以實際項目為背景，闡述了生產(chǎn)車間建筑內(nèi)部各主要功能區(qū)的布置方式。 根據(jù)工藝流程合理布置各功能分區(qū)的位置，為生產(chǎn)的開展提供便利條件，是設(shè)計人員的責任。 生產(chǎn)車間建筑越來越趨于大型化和聯(lián)合化，因此其設(shè)計一定要滿足生產(chǎn)工藝的要求。