洁净实验室的建筑措施

洁净实验室的建筑措施

中船第九设计研究院工程有限公司上海200000

摘要:本文结合目前市场上常用洁净室设计技术,对检测项目中洁净室的建筑措施进行了总结。

关键词:洁净室建筑措施

1前言

某食品药品检验检测中心大楼根据实际检验检测的需要,在接近顶楼处设置食品检验室,阳性实验室。这些实验室都有不同的洁净度要求。本人在设计过程中,参考了大量设计实例,翻阅了多种资料文献,对洁净室装修设计有了一个系统的认识,下文根据自己对于洁净实验室的理解,总结如下。

2洁净技术的由来、发展以及应用

洁净技术是一门新兴的技术。在科学实验和工业生产活动中,产品加工的精密化、微型化、高纯度、高质量和高可靠性要求具有一个受控尘埃粒子污染的生产环境。从20世纪20年代开始,人们开始研究洁净技术;50世纪初高效空气粒子过滤器在美国问世,从而取得了洁净技术的一次飞跃。经过人们不断的研究。发现洁净室空气中的微生物同尘埃粒子浓度一样远低于洁净室外空气中的含量,于是越来越多的行业开始采用洁净技术。随着科学技术在20世纪突飞猛进的发展,洁净技术成为军事科技、航空航天、生物医药、尖端集成电路科技等领域不可或缺的内容。

我国关于洁净室技术的研究和应用开始于20世纪50年代末,第一个洁净室于60年代中期建成。直到70年代末我国洁净技术随着各行业引进技术和设备的兴起得到了长足的进步。

3从建筑专业角度分析洁净室建筑装饰的特点

洁净室(区)是指空气悬浮粒子浓度、含菌浓度受控的房间(限定的空间),房间(空间)的建造和使用方式要尽可能减少室内引入、产生和滞留粒子等,房间(空间)内其他相关参数如温度、相对湿度和压力能够按照要求进行控制,洁净区可以是开放式或者密闭式,可以位于或者不位于洁净室内。

洁净室设计是各专业分工设计的综合,尤其是洁净室的工艺设计、洁净建筑设计、空气净化设计和各种特殊要求的设计技术的密切协同、相互渗透和合理安排的综合设计。在此,仅从建筑专业看洁净室的建筑装饰特点。

洁净室的构造处理和材料选择应按照不同的洁净等级、结构形式和室内建筑设计的要求进行。除满足保温隔热、隔音防振等的要求外,最关键的是要保证其气密性和建筑材料表面不发尘、不滞留微粒、不积尘的要求。另外还要注意装修及人体产生的静电效应。所有的构造设计要点力求简洁,尽量减少凹凸和不必要的装饰,表面要具有光滑、不发尘、不聚尘和易清扫的特点。因此,对洁净建筑来讲,建筑构造、室内装修比之其他类型的生产厂房更具有重要意义。洁净室装饰表面质量要求见表1。

洁净室的室内装修主要目的是选用经济、合理的面层材料和构造,同时要求基层不产生裂缝。因此,应选用气密性良好,且在不同温度和湿度的作用下变形小的材料。当墙面内装修需附加构造骨架和保温层时,材料应当采用不燃烧体。

洁净室内的色彩宜淡雅柔和。室内各表面材料的光反射系数,顶棚与墙面宜为0.6~0.8;地面宜为0.15~0.35。

4深入分析洁净室地面、顶棚、墙壁的构造做法

4.1洁净室地面

洁净室的地面经常受到人、设备和器具的冲击和磨擦、从而产生尘粒和积灰,所以地面应做到平整、耐磨、易清洗、不易积聚静电、避免眩光、不开裂等。设计中还应符合下列要求:

1)由于生产工艺特点不同,洁净室地面的构造方法首先应当满足其生产工艺要求;

2)地坪构造应采取一定措施,从而防止地面受到温度、湿度变化或地基沉降等因素引起的开裂。因此其基层表面应做整浇层,同时宜双向φ4~φ6配筋;

3)洁净室处于首层或潮湿地区时,垫层应设置整体式防水或防潮构造,以免影响到防静电地坪。

洁净室地面结构主要分为水磨石地面、涂布型地板、粘贴型地板和通风地板四种:

4.1.1水磨石地面

水磨石地面具有整体性好、光滑、耐磨、易清洗、防静电等特点。过去由于工艺条件限制,国内洁净室很多采用此种地面,但是水磨石能否具有实用性,取决于施工时的选材和施工质量。因此现阶段对于在洁净室采用水磨石地面有所争议,当采用水磨石地面时应加强施工管理,保证施工质量。

4.1.2涂布型地板

1)聚氨酯涂料地面

一般采用双组分类型施工方法。甲料和乙料混合后涂布反应形成聚氨酯,在室温下干燥固化,无需加热加压;与金属、木材、玻璃、混凝土等均具有良好的附着力,不变形,在–40~70℃范围内不碎裂,便于施工。

聚氨酯涂料地面表面光洁不滑、弹性好、易于清扫、脚感舒适、具有耐油、耐腐蚀与耐磨等性能,静电作用弱于聚氯乙烯地面。

2)环氧、聚氨酯或聚酯树脂砂浆、胶泥地面

这种地面采用涂层施工法、流延施工法(自流平)或胶泥施工法。

环氧、聚氨酯或聚酯砂浆地面适用于耐腐蚀、经常受到较高强度的冲击或者较强磨擦的部位;环氧、聚氨酯或聚酯胶泥地面适用于需要耐腐蚀、但又不经常受到较大冲击与磨损的部位。需要重点提出的是,聚酯树脂胶泥地面耐氢氟酸腐蚀。

4.1.3粘贴型地板

1)聚氯乙烯软板地面。

这是目前洁净室应用颇广的一种地板类型,是以聚氯乙烯为主要材料加工成型的卷材,具有一定的弹性。

聚氯乙烯软板地面可以在–15~550℃温度范围内使用,力学性能好,耐腐蚀;但是它不耐硬性划伤,静电积蓄较大。

2)聚氯乙烯半硬质板地面。

这是以聚氯乙烯、醋酸乙烯–氯乙烯共聚物等为主体,加入填充料和增塑剂制成的板材地面。将板材粘贴于水泥砂浆基层上,成为具有一定硬度、强度、耐清洗、耐磨的非整体性地面。

聚氯乙烯半硬质板地面是目前广泛采用的应用于一般洁净室的地坪,其静电积蓄略低于聚氯乙烯软板地面,但是接缝较多。

4.1.4通风地板

当洁净等级达到5级(100级),需要垂直层流时,洁净室地坪采用通风地板,即当作回风格栅的地板。垂直单向流洁净室的回风地板一般采用金属多孔板配置以相应的支承结构构成,多孔板的数量、安装位置和开孔率应根据洁净室的气流流型、回风流量以及风速确定。其板面要求光洁、耐磨、平整无挠曲、不易起尘以及能承受相应的荷载的要求。

对于这种情况,一般采用较为灵活、简单、经济而又实用的低尺寸静压箱体、活动支脚、能够拼接的单元格栅板。它拆装方便、具有足够的刚度和耐磨性能。

4.2洁净室顶棚

顶棚是洁净室的主要组成部分。顶棚的面层材料要求光洁、不积尘,其构造一般应随气流流型、照明布置、送风装置和结构形式的不同而有不同的做法。一般可分为带有送风功能的顶棚和不带有送风功能的顶棚(构造比较简单,在此不再赘述)两种。带有送风功能的顶棚构造比较复杂,它要同时满足送风系统与采光系统的功能要求,既要保持其气密性,又要处理好送风系统的中各部件之间的关系(如送风管道、静压箱、高效过滤器、送风板或者散流器等),以及照明、喷淋、火灾报警等系统的安装。

洁净室顶棚结构主要分为轻型吊顶和硬吊顶两种:

4.2.1轻型吊顶

轻型吊顶应具有足够的刚度以免下垂变形,材料和构造上应选用表面光滑、整体性好、不易开裂掉灰、耐清洗的产品。一般可选用彩钢夹芯板、镀锌薄钢板、轻质铝合金板等。根据上人或者不上人的要求,其龙骨可选用铝合金、不锈钢或者方钢等材料通过悬吊系统与钢筋混凝土楼板或者承重构件有效联接。

4.2.2硬吊顶

硬吊顶是一种不够理想的顶棚结构形式,最常用于原室内净高较低的厂房,由于层高限制无法安装轻型吊顶,只能原钢筋混凝土现浇板代替。

采用硬吊顶有几个技术措施必须解决:

首先,在保证结构坚固耐用性的前提下,精确定位钢筋混凝土现浇板上的许多诸如送风管道、照明、喷淋等管道(设备)的预留洞;

其次,在钢筋混凝土现浇板下需要按照洁净要求再进行一次装修,难度大于轻型吊顶的构造做法。

以上无论采用哪种吊顶形式,洁净室中顶棚一直是防火的薄弱环节。根据要求,顶棚的耐火极限不得低于0.4小时,疏散走道的耐火极限不得低于1.0小时。目前国内外常用的吊顶材料为双面0.6厚左右镀膜彩钢板中间填充非燃烧体材料如岩棉、矿棉、玻璃棉等。板厚一般为50~60mm(如遇特殊情况,可以在彩钢板内侧增设石膏板、硅钙板、FC板等非燃烧材料从而增加其厚度)。

此外,针对洁净室顶棚还需要注意的一点是:吊顶中所有风道、管线、机组设备等吊钩不得与吊顶板公用吊钩,必须单独固定于钢筋混凝土楼板上或者承重构件上,以免风管以及其它设备震动而影响到吊顶的裂缝,使灰尘不经过高效过滤器而直接进入洁净室内影响洁净室内空气质量,进而影响到产品的质量。

4.3洁净室墙壁

墙壁和顶棚的要求类似,是洁净室的另一个重要组成部分,其基本要求为表面应平整光滑、避免眩光、,并应减少凹凸面。

对于洁净室墙壁材料的选择,由于其存在承受摩擦的可能性,所以墙面应当采用硬度较大、表面坚实光滑、耐磨不易起尘、防静电便于除尘且易于清洁的材料。

墙面的主要材料有涂料、板材和卷材。涂料有醇酸磁漆(俗称三宝漆)和乳胶漆,前者质量好,适用于高洁净度的洁净室,但施工工序多,造价高;后者干燥快。可在未干透的墙面基层上施工。还有过氧磁漆,能够耐酸、耐碱、耐热,适用于有机化学腐蚀性气体的洁净室。板材有金属壁板、瓷板和铝板等。卷材有涂塑墙纸和玻璃纤维墙布等。具体采用何种材料与洁净室的洁净等级、结构形式等密切相关。

无论选择何种材料、何种构造手段。对于墙壁之间以及墙壁与顶棚之间相交的阴角,宜处理为圆角,特别对于生物、医学、药品、食品等同时具备无尘无菌要求的行业,这一点更为突出;与之相应,洁净室的墙面上不应存在水平方向容易积灰的线条,如踢脚、墙裙应与墙面平或比墙面凹入,地面与墙角的阴角应做成弧形(圆弧半径一般小于50mm),以防灰尘的积聚。

对于穿越墙壁的各种管线,均应预留洞口、预埋套管,尤其注意不能在安装管线的时候现凿现敲,管线与墙洞或套管之间的空隙应严格进行密封。

对于建筑装修及洁净室门窗的缝隙,应当在正压面密封,如果两个空间存在压差关系,必须有可靠的闭门装置。门的开启方向应朝压力大的方向开启(当然,如果是疏散要求的外门,应当按照防火规范的要求向安全疏散方向开启)。

此外,以下几方面必须予以确认:

1)净室不宜采用砌筑墙抹灰墙面,当必需采用时应干燥作业,抹灰应采用高级抹灰标准。

2)墙面抹灰后应刷涂料面层,并应选用难燃、不开裂、耐清洗、表面光滑、不易吸水变质发霉的涂料。

3)如果洁净室位于地下,则必须做好防水、防潮、防霉等相应技术措施。

5洁净室的防火与疏散

洁净厂房的布置和构造有很多不利于防火的因素。同时,洁净厂房建设造价较高,室内经常安装有精密贵重设备,一旦发生火灾损失巨大。因此洁净厂房的防火设计是一个很重要的问题。

洁净厂房有以下几个不利于防火的因素:

1)空间密闭,维护结构气密。一旦有火情发生,热量难于疏导从而导致室温迅速升高,可能发生大面积着火;另外由于燃烧不完全,烟雾较浓密不易排出,导致室内能见度大大降低,一则疏散扑救极为不利、二则容易导致人昏迷。

2)洁净厂房建筑内部设有净化用房、物料净化用房等,一般平面布置比较曲折,洁净区对外的总出入口较少。此外由于洁净分区以及生产流程等的需要,内部划分分隔复杂,工作人员平时出入要通过迂回的路线,增加了疏散路线上的障碍,延长了安全疏散的距离和时间。

3)洁净厂房各洁净室彼此之间,往往通过风管串通,一旦发生火情,尤其在火势初期未被发现而又继续送风的情况下,风管成为烟、火的通道,即有可能殃及其他房间。

4)洁净室的装修不可避免采用一些高分子合成材料,这些材料在燃烧过程中很可能释放浓烟毒气,因此,洁净厂房主体结构的耐火等级以及顶棚、墙壁等构件的耐火等级都将对防止火情的蔓延起到十分重要的作用。

鉴于以上情况,防火疏散在洁净厂房的设计中有着十分重要的意义。在设计过程中,应当注意以下问题:

1)首先应当明确洁净厂房的防火分区,控制防火墙之间的分区面积;其次需要在一个防火分区内的洁净区和非洁净区之间设置防火分隔。

2)妥善处理装修效果和使用安全之间的矛盾,积极采用不燃性材料和难燃性材料,尽量避免采用在燃烧时会产生大量浓烟和有毒气体的材料,做到安全使用。

3)疏散路线尽量做到简洁明了、便于寻找。在建筑内部任何部位最好同时有两个或两个以上的疏散方向可供疏散。

4)尽量不使疏散路线和扑救路线相交叉,避免相互干扰。

6对本次设计的总结

本次设计的检测大楼总建筑面积有7000平方米左右,但是洁净区域只有600平方米左右。然而由于工艺的特殊性,涉及面十分广泛。下面以表格的形式对本次设计的所有空间进行详述。

本次设计,参考了大量设计实例,翻阅了多种资料文献,同时经过多位老同志的悉心指导,反复多次才确定最终实施方案。现该工程已经竣工交付使用,经测试达到国家相关验收标准。

标签:;  ;  ;  

洁净实验室的建筑措施
下载Doc文档

猜你喜欢