摘要:随着电子产品的技术含量越来越高,这些产品中使用的大规模集成电路已经发展到纳米级别。在这些产品的生产过程中,需要具备绝对洁净的生产环境,而只有电子洁净厂房能够提供这种生产环境。因此,需要从电子洁净厂房建筑设计入手,对厂房建筑设计进行详细分析与探讨,解决设计过程中存在的问题与难点,建设更好的电子洁净厂房,以满足新形势下对电子洁净厂房的要求。
关键词:新形势;电子洁净;厂房建筑;设计
1电子洁净厂房建筑概念
洁净厂房所指的是将固定空间内具有污染性质的物体排除厂房外,将厂房内其他有关参数进行有效的控制(污染性质的物体例如空气中含有的微粒子、有害空气以及细菌等,有关参数例如温度、湿度以及压力等)。电子洁净厂房建筑在设计的过程中需要对厂房外部的噪音以及灰尘进行有效的隔离;对厂房建筑内部的空气流速以及空气压力进行有效控制,将其控制在适宜的数值;厂房室内洁净度保持在规定的范围,通过完成一系列的条件进而达成电子洁净厂房建筑的基本要求。但是洁净厂房建筑的设计对空气中微粒子与细菌含量的要求较高,所以,在进行设计时应该对房产建筑内部的空气质量进行一定控制,将外部空气质量对厂房内部空气的影响降到最低,并且还要保障厂房建筑外部空气发生变化时,厂房建筑内部依旧能够达到厂房对洁净度以及空气湿度和压力的要求。
2电子洁净厂房建筑设计特点
厂房设计的根本原则是满足工艺生产的要求。电子洁净厂房有三个最主要的特点:第一,生产工艺对建筑体量的要求越来越大,投资规模也越来越大;第二,对于环境的洁净度、温湿度、防微震都有严格的要求;第三,在电子产品如电子材料、半导体器件、集成电路、液晶显示器件等生产过程中,需要使用甲苯、丙酮、硅烷等易燃易爆物品,火灾危险性较高,它们对洁净厂房构成潜在的火灾威胁。第一个特点带来的现实问题是:(1)如何根据工艺要求及场地情况合理布置各功能分区,使其满足生产工艺的流线要求,同时有利于厂区内物流运输的统一规划。生产区应靠近动力站、硅烷站、固废站、废水站等建构筑物形成的辅助区,既有利于安全便于管理,又使复杂的管线便于和主厂房联系,满足工艺布置要求。(2)生产区厂房体量大,每层建筑面积约4万m2,如何合理定义火灾危险性等级及耐火等级,划分防火分区,组织安全疏散显得尤为重要。第二个特点带来的现实问题是:(1)洁净室里面对于环境的洁净度、温湿度要求很高,如何控制洁净度对于建筑设计来说很重要。(2)防微振控制非常重要,电子产品生产精密度要求非常高,微小的振动都会对洁净生产带来很大的影响。第三个特点带来的现实问题是:洁净厂房的面积大、体积大,常有易燃易爆材料使用;且其平面布置、空间布置曲折,更增加了疏散路线上的障碍,可能延长安全疏散的时间;又有各种精密、贵重的设备和仪器,一旦失火,将造成极大的损失。
3新形势下电子洁净厂房建筑设计需求
电子洁净厂房建筑的设计需求:第一,因电子洁净厂房的体积以及总面积较大。所以在设计的过程中需要根据场地的需求进行布置,划分不同功能的区域,生产区域尽量靠近硅烷站、动力站以及废水站等区域,这样不仅能够保障生产安全简化管线的布置,还符合我国生态环境保护的战略。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时,对火灾危险等级以及耐火等级进行有效的划分,合理设计安全疏散通道;第二,因电子洁净厂房对空气环境有较高的要求,所以,在设计过程中要采取行之有效的措施从而提高厂房环境的洁净度;第三,因电子产品生产过程中需要使用较多的易燃易爆材料,所以火灾发生率以及存在的安全隐患相对较高,而且厂房内部空间相对紧凑,导致疏散路线曲折,所以,电子洁净厂房建筑在设计的过程中要科学合理的安排疏散线路,减轻因火灾造成的经济损失,保障人员的生命安全。
4新形势下电子洁净厂房建筑设计要点
4.1电子洁净厂房的洁净度设计
在对电子洁净厂房进行建筑设计时,如何对洁净度进行有效的控制是设计过程中的关键环节。本项目洁净生产区生的建筑设计过程中严格人身、物料净化程序,以保证洁净生产的正常运行。净化空调的气流组织形式采用顶送下回的垂直层流方式,顶棚满布FFU,下部利用铝格栅回风。从以下几个方面进行控制:第一,工作人员净化。对于洁净厂房内工作人员的净化,必须遵循由外向内,逐步净化的净化原则,工作人员在进入厂房后必须人员净化采用一二次更衣再进入准洁净区域,在这个区域内,需要通过空气吹淋处理才能够进入洁净区域。在进行厂房设计时必须合理安排这一路线,防止因人员走动造成交叉污染;第二,物料净化。洁净厂房的物料或设备入口必须单独设置,这些入口不得有人员通过,物料与设备在进入洁净区域前,必须经过净化处理,在进行厂房设计时必须为其设置物料净化区域,这个区域与洁净区之间需要通过传递窗或气闸室连接,完成净化的物料必须通过传递窗或气闸室机内洁净区,以确保物料与设备的进入不会对洁净区的洁净度造成影响;第三,确保围护结构的密闭性。一般情况下,围护结构的密闭性需要通过减少结构的中的缝隙或提高缝隙密闭性来解决;第四,装修材料的选择。对洁净厂房的洁净度进行控制,不仅需要控制空气中的尘粒,同时还要对室内装修使用的材料进行有效的控制。在对洁净厂房进行室内装修时,不允许使用能够释放影响电子产品装修材料,生产区地面为防静电高架地面,地面、回风技术下夹层墙面、顶棚、光刻间密梁结构均采用环氧树脂涂装,墙面及吊顶均为气密性好的净化金属壁板。动力区地面采用防尘涂料地面、防腐地砖。结构设计应尽量保持平整。
4.2防火分区设计
电子洁净厂房建筑防火分区所采用的分隔构建必须要具备一定的耐火性,火灾发生时能够在一定时间内防止火势蔓延,所以,厂房防火分区设计应重点考虑以下几个方面:第一,因电子洁净厂房建筑需要保证厂房内部的洁净度,因此,天窗设施都具备密闭性,从而保障厂房的气密性,这就会导致火灾发生以后,烟气产生的二氧化碳以及有毒气体无法流出,导致人员吸入大量烟气产生窒息昏厥,并且外墙没有开窗,因此,室内起火无法在第一时间被发现,对人员疏散和扑救都会造成一定的困难,因此,洁净厂房设计规范明确规定,洁净厂房同层洁净室外墙必须设立能够供消防人员通往室内的门窗,门窗洞口间距大于80m时,应该在该段外墙设立专用的消防通道口,或是安全出口,同时,专用消防通道口的宽度不应小于750mm,高度不应小于1800mm,并有明显标志。每个防火分区至少配备2个消防救援口;第二,因电子洁净厂房建筑空间布置曲折,工作人员出入的路线复杂,因此延长了安全疏散的距离以及时间,所以,根据洁净厂房设计规范,电子洁净厂房建筑设计的安全出口设计必须要分散布置且安全出口以及疏散标志必须要放在明显的地方;第三,因洁净厂房设备密闭性较高,且具有气体或是可燃蒸汽报警装置以及灭火装置,所以,洁净厂房可按照丙类设防。依据电子洁净厂房火灾的特性,其耐火等级不能低于二级。
5结束语
在满足规范要求下尽量合理布置工艺流线,合理划分防火分区并布置消防安全出口。在电子洁净厂房设计中为了达到洁净生产的要求,保证洁净生产所需的洁净度、温湿度等,还涉及到暖通、气体动力、电气、给排水等其他各专业的系统设计,另外结构专业对于防微振的控制措施考虑也非常重要,每一个洁净厂房的设计,需要各专业之间紧密配合。
参考文献
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论文作者:付廷华,王寅,钟力,佘紫云,郑志枭
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/19
标签:洁净论文; 厂房论文; 电子论文; 建筑论文; 建筑设计论文; 火灾论文; 洁净度论文; 《建筑学研究前沿》2018年第35期论文;