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科学建筑设计是洁净生产重要保障

投稿平台:建筑图网 稿件时间:2015-09-04 欢迎原创投稿至: file@jianzhutu.com

电子工业洁净厂房建筑设计示意图 洁净厂房建筑设计要综合考虑空气净化系统的布局、气流流型选择以及管线系统安排等因素,创造最优综合效果的建筑...

科学建筑设计是洁净生产重要保障
电子工业洁净厂房建筑设计示意图
  洁净厂房建筑设计要综合考虑空气净化系统的布局、气流流型选择以及管线系统安排等因素,创造最优综合效果的建筑空间环境。
  在电子工业洁净厂房的设计中,建筑设计是一个重要的组成部分。洁净厂房建筑设计要综合考虑空气净化系统的布局、气流流型选择以及管线系统安排等因素进行建筑物的平面和剖面设计,在满足工艺流程要求的基础上,恰当地处理洁净用房和非洁净用房以及不同洁净等级用房之间的相互关系,创造最优综合效果的建筑空间环境。
  建筑设计应满足生产要求
  电子工业洁净厂房设计的根本原则是必须满足工艺生产的要求,同时要充分考虑场地的合理利用。随着现代工业的迅速发展,工艺和设备更新的周期越来越短,生产规模也日趋扩大。对已有的厂房要不断地进行技术改造,采用新的技术装备和新的工艺流程,以适应上述要求。因此,在新厂房的设计中,亦要考虑改建、扩建的可能性和在建筑使用上的灵活性、通用性,必须注意洁净厂房建筑参数的选择,增大厂房宽度,以利于设备布置的变更。
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  洁净厂房一般包括洁净生产区和为洁净生产区服务的人身净化区、物料净化区、空调净化机房及其他辅助区域,此外还包括各类工业管道和线路所占据的空间。对于洁净厂房来说,有洁净度要求的生产往往仅为部分工序或者部分部件与产品,对兼有一般生产和洁净生产的综合性厂房,在考虑其平面布局和构造处理时,应合理组织人流、物流运输及消防疏散线路,避免一般生产对洁净生产带来不利的影响。当防火要求与洁净生产要求有冲突时,应采取措施,在保证消防安全的前提下,减少对洁净生产的不利影响。空气调节与净化、水与气体的净化以及电器控制是净化生产的重要辅助部分。这些机房的规模、设备特征、机房位置以及其空气循环与分配系统的安排,在很大程度上影响着厂房建筑的空间组合。因此需要解决好它们同生产工艺之间的布局关系,以取得使用上和经济上的良好效果。
  防火与疏散可因地制宜
  对于电子工厂洁净厂房内生产工作间的火灾危险性,应按照现行国家标准《建筑设计防火规范》(GB50016)进行分类。《电子工业洁净厂房设计规范》附录中列出了电子工厂洁净厂房生产工作间的火灾危险性分类的举例。电子工厂洁净厂房中,有使用丁酮、丙酮、异丙醇等易燃化学品的洁净室,这些化学品均属甲类物质,因此将电子工厂洁净厂房中包含这些化学品的储存间、分配间列为甲类。在集成电路洁净厂房中常常使用氢气、硅烷等可燃、有毒气体,它们均属于甲类气体,因此将电子工厂洁净厂房中包含可燃、有毒气体的储存、分配间列为甲类。集成电路和半导体分立器件工厂的外延间,由于其生产过程中需使用氢气、硅烷等可燃气体,因此在现行国家标准《洁净厂房设计规范》(GB50073)附录A中被列为甲类。但是近年来,随着科学技术的进步,分立器件和集成电路生产所采用的外延设备的设计、制造技术的不断提高,各种气体供应、控制系统、设备和附件设计、制造技术的不断提高,气体报警设施的安全可靠性得到了长足的进步和提高。调查表明,分立器件和集成电路生产所采用的外延设备已配置有氢气泄漏和超浓度排放报警及其连锁控制装置;外延间的氢气供应管路设有紧急切断阀,一旦发生事故或火情时自动切断氢气供应;外延间按建筑特点在可能积聚氢气处设置氢气报警装置和事故排风连锁控制装置等安全措施。因此,《电子工业洁净厂房设计规范》规定,在具备上述安全技术措施的条件下,宜将半导体分立器件和集成电路生产等所使用的外延间列为丙类。
  防火分区是采用具有一定耐火性能的分隔构件划分的,能在一定时间内防止火灾向同一建筑物的其他部分蔓延。在建筑物内采取划分防火分区这一措施,可以在建筑物一旦发生火灾时,有效地把火势控制在一定的范围内,减少火灾损失,同时可以为人员安全疏散、消防扑救提供有利条件。自20世纪90年代末以来,我国建设了一批大规模集成电路芯片生产用洁净厂房、TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)生产用洁净厂房,其洁净室面积和防火分区面积均大大超过现行国家标准《洁净厂房设计规范》(GB50073)、《建筑设计防火规范》(GB50016)规定的面积。由于上述电子产品生产过程的连续性和自动化传输设施的贯通性,使洁净室(区)无法进行防火分区的分隔。《电子工业洁净厂房设计规范》规定:若因电子产品生产的工艺要求使防火分区确不可分时,在采取可靠的强化消防措施后,此类洁净厂房的防火分区最大容许建筑面积可以放宽。
  安全疏散设计是建筑防火设计的一项重要内容。洁净厂房的安全疏散设施主要包括安全出口、疏散楼梯、走道和门等。洁净厂房的安全疏散距离也应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》(GB50016)的规定。不过,由于电子洁净厂房具有特殊性,《电子工业洁净厂房设计规范》也有针对性地制定了规则。例如,高世代TFT-LCD厂房由于其生产设备体积大、连续性生产、自动化传输等因素,致使要实现厂房内任一点到安全出口的距离符合GB50016的规定十分困难,并且此类厂房中操作人员较少,人员密度极低。因此,《电子工业洁净厂房设计规范》规定:对于玻璃基板尺寸大于1500mm×1850mm的TFT-LCD厂房,当洁净生产区人员密度小于0.02人/m 2时,其疏散距离可按工艺需要确定,但不得大于120m。
  洁净室构造和装修须引起重视
  洁净室的构造处理和材料选择应充分考虑不同的净化级别、结构形式和室内建筑设计的要求。除一般的要满足保温隔热、隔音防振等要求外,最重要的是要保证其气密性和建筑材料表面不产尘、不积尘的要求。另外还要注意装修及人体产生的静电效应。所有的构造设计要力求简洁,尽量减少凹凸和不必要的装饰,表面要具有不产尘、不聚尘和易清扫等特点。因此,对洁净建筑来说,科学的建筑构造、室内装修比建造其他类型的生产厂房更加重要。
  气密性是厂房围护结构设计的一个关键。气密性不良会导致洁净空气的外泄和外界污染空气的侵入,破坏洁净室室内环境的洁净度。围护结构的气密质量取决于墙、顶棚、门窗以及其他附加配件的构造和施工,这些都是应该引起重视的问题。
  建筑材料的产尘是一种不可忽视的污染源。实践证明,即使在无碰撞的情况下,建筑材料表面也在不断地向周围空间散发微粒子,而这些都与材料的使用状态、质量、老化程度等有着直接关系。在电子工厂洁净室内,某些电子产品会因化学污染物在产品表面降落沉积从而影响产品质量或在后续生产过程中发生化学反应,造成次品以至废品,所以电子工厂洁净室装饰材料(包括密封材料)不得采用对电子产品有影响的材料。在进行洁净室设计或选用装饰材料时,应与具体项目的业主方或生产工艺提供方进行协调后确定。
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