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大面積高潔凈等級(jí)廠房中的地板應(yīng)用實(shí)例

時(shí)間:2020-11-09  來(lái)源:車(chē)間凈化工程|食品凈化車(chē)間|潔凈手術(shù)室|潔凈實(shí)驗(yàn)室-濟(jì)南順奇凈化工程有限公司  瀏覽次數(shù): 210 次
文章簡(jiǎn)介:大面積高潔凈等級(jí)廠房中的地板應(yīng)用實(shí)例, ?國(guó)內(nèi)某液晶面板項(xiàng)目生產(chǎn)的玻璃基板尺寸為?2.2m×2.5 m,是國(guó)內(nèi)第一家工藝設(shè)備地面(WaffleSlab,音譯為華夫板,以下簡(jiǎn)稱(chēng)華夫板)采用無(wú)高架地板的“洞洞板”系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目,本文就以該

?國(guó)內(nèi)某液晶面板項(xiàng)目生產(chǎn)的玻璃基板尺寸為?2.2m×2.5 m,是國(guó)內(nèi)第一家工藝設(shè)備地面(WaffleSlab,音譯為華夫板,以下簡(jiǎn)稱(chēng)華夫板)采用無(wú)高架地板的“洞洞板”系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目,本文就以該項(xiàng)目的華夫板設(shè)計(jì)方案為例,介紹在無(wú)塵車(chē)間中如何合理地對(duì)華夫板進(jìn)行設(shè)計(jì),說(shuō)明“洞洞板”設(shè)計(jì)方案,研究該設(shè)計(jì)方案的氣流模擬及其造價(jià),分析其應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。

1?項(xiàng)目介紹和問(wèn)題提出

? ?該項(xiàng)目總占地面積為?60.4?萬(wàn)?m2,廠區(qū)規(guī)劃總建筑面積約?72?萬(wàn)?m2,主要為陣列?/?彩膜廠房、成盒廠房、附屬設(shè)施及配套設(shè)施等。其中,陣列?/彩膜廠房建筑面積約?40?萬(wàn)?m2,主廠房?4?層,2?層和?4?層為工藝設(shè)備層,1?層和?3?層為回風(fēng)層,潔凈面積約?15?萬(wàn)?m2。成盒廠建筑面積約?16?萬(wàn)?m2,1層和?3?層為工藝設(shè)備層,2?層為回風(fēng)層,潔凈面積近?4?萬(wàn)?m2。為盡快搶占市場(chǎng),降低成本,要求在3.5?個(gè)月內(nèi)完成近?20?萬(wàn)?m2潔凈室施工,同時(shí)造價(jià)較國(guó)內(nèi)同類(lèi)工廠降低10%,如何實(shí)現(xiàn)進(jìn)度和預(yù)算目標(biāo),華夫板的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵因素之一。

2?華夫板設(shè)計(jì)方案

2.1?華夫板功能要求

TFT-LCD?廠房均具有潔凈面積大,潔凈等級(jí)高等特點(diǎn),一般采用層流(垂直層流和水平層流)方式進(jìn)行潔凈處理,包括上技術(shù)夾層(天花吊頂層)、工藝設(shè)備層和下技術(shù)夾層(回風(fēng)層),華夫板層作為?TFT-LCD?廠房工藝設(shè)備安裝的地面和通風(fēng)通道,從功能上有如下要求:

(1)荷載要求:TFT-LCD?生產(chǎn)設(shè)備較重,設(shè)備荷載達(dá)15000 N/m2~30000 N/m2,G8.5?代廠地面荷載要求為?30000 N/m2。

(2?)防微震要求:曝光機(jī)、涂布機(jī)等設(shè)備對(duì)微震非常敏感,要求其基礎(chǔ)抗微震達(dá)到VCC-C的級(jí)別。

(3)潔凈通風(fēng)的要求:華夫板作為工藝設(shè)備層到下技術(shù)夾層的通風(fēng)通道,要求能實(shí)現(xiàn)垂直層流的通風(fēng)要求,同時(shí)滿(mǎn)足潔凈度要求。

2.2?華夫板設(shè)計(jì)方案

為實(shí)現(xiàn)華夫板的功能要求,國(guó)內(nèi)外較通常設(shè)計(jì)方案主要有如下幾種方案:

(1?)高架地板方案

①?格構(gòu)梁?+?高架地板(Raised Floor):主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用密集砼井格梁(也稱(chēng)格構(gòu)梁),在格構(gòu)梁上架設(shè)高架地板(鋼結(jié)構(gòu)?+?蓋板)。

②?玻璃鋼(FRP)桶模?+?高架地板:樓板采用?600 mm~700 mm厚,暗藏密肋梁,施工時(shí)采用玻璃鋼(FRP)桶模預(yù)留孔口,地面完成后架設(shè)高架地板。

③?密集鋼構(gòu)?+?高架地板:在密集鋼構(gòu)上架設(shè)高架地板。

④“洞洞板”(T u b e?)+?高架地板:樓板采用?600 mm~700 mm厚,暗藏密肋梁,施工時(shí)采用圓形鋼桶模預(yù)留孔口,地面完成后架設(shè)高架地板。

以上方案全部是在結(jié)構(gòu)樓板(梁)上架設(shè)高架地板,又可統(tǒng)稱(chēng)為高架地板設(shè)計(jì)方案,該設(shè)計(jì)方案需要在施工時(shí)首先需要對(duì)結(jié)構(gòu)樓板刷環(huán)氧涂料,然后架設(shè)高架地板鋼結(jié)構(gòu)骨架,最后鋪設(shè)蓋板,工序較多,不利于縮短工期,同時(shí)由于高架地板需大量使用鋼材,造價(jià)較高,不利于節(jié)能環(huán)保。由于格構(gòu)梁?+?高架地板造價(jià)低,應(yīng)用較廣泛,本文以此種設(shè)計(jì)方案為比較對(duì)象。

(2)無(wú)高架地板的“洞洞板”(Tube Floor)設(shè)計(jì)方案除高架地板設(shè)計(jì)方案外,在臺(tái)灣的某G8.5代廠采用一種全新的華夫板設(shè)計(jì)方案,即無(wú)高架地板的“洞洞板”(Tube Floor)設(shè)計(jì)方案,直接利用樓板上預(yù)留的孔口(Tube)進(jìn)行通風(fēng),該設(shè)計(jì)方案由于氣流組織復(fù)雜、設(shè)計(jì)與施工難度大,尚未被廣泛采用,但由于施工工序較簡(jiǎn)單,不需要鋪設(shè)高架地板,如果可行,將非常有利于縮短工期,降低造價(jià)。

3?華夫板的選用

3.1?使用功能對(duì)比華夫板承擔(dān)工藝設(shè)備的承重功能、工藝物流運(yùn)輸功能、潔凈室層流通風(fēng)功能同時(shí)要求防微震功能,華夫板的兩類(lèi)設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)現(xiàn)以上功能各有側(cè)重具體使用功能比較見(jiàn)表?1。

大面積高潔凈等級(jí)廠房中的地板應(yīng)用實(shí)例

從表1?可以看出,高架地板系統(tǒng)的氣流易于調(diào)節(jié)和控制,設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)技術(shù)難度低,缺點(diǎn)是造價(jià)高、工期較長(zhǎng),缺點(diǎn)是為解決微震問(wèn)題需要設(shè)計(jì)獨(dú)立防微震底座,受此影響,生產(chǎn)工藝布局調(diào)整限制較多;而無(wú)高架地板的“洞洞板”系統(tǒng)在造價(jià)和工期上占優(yōu),且由于是整體防微震設(shè)計(jì),工藝生產(chǎn)布局可以靈活調(diào)節(jié),不受防微震底座位置固定的限制,但氣流調(diào)節(jié)難度大,對(duì)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)要求高。

3.2?氣流組織對(duì)比

(1?)高架地板的氣流組織高架地板是采用是在鋼結(jié)構(gòu)或砼結(jié)構(gòu)上架設(shè)開(kāi)孔鋼板,其氣流組織原理見(jiàn)圖?1。

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①?上技術(shù)夾層的空氣(回風(fēng)?+?新風(fēng)混合)――?FFU(潔凈空氣?Class 10~Class 1K)―?―?生產(chǎn)設(shè)備?―?―?高架地板?―?―?結(jié)構(gòu)地板(開(kāi)孔)―?―下技術(shù)夾層―?―?DCC―?―?回風(fēng)豎井―?―?上技術(shù)夾層,新風(fēng)氣流流程為:室外空氣?―?―?MAU?機(jī)組(處理至送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn))―?―?下?/?上技術(shù)夾層或回風(fēng)豎井。

②?生產(chǎn)設(shè)備安裝于地板高架地板上,Photo、Coater?等對(duì)微震(Micro Vibration)要求高的設(shè)備直接安裝在防微震機(jī)臺(tái)上。

③?由于高架地板是由開(kāi)孔率很高的蓋板滿(mǎn)鋪,且高度大于?600 mm,氣流相對(duì)均勻,易于調(diào)節(jié)。

(2?)無(wú)高架地板的“洞洞板”氣流組織洞洞板是直接在砼結(jié)構(gòu)樓面預(yù)留孔(TubeH ol e?),孔上蓋不同開(kāi)孔率的蓋板,生產(chǎn)設(shè)備直接安裝在砼結(jié)構(gòu)的樓面上,與高架地板設(shè)計(jì)方案相比,從上技術(shù)夾層的垂直氣流直接通過(guò)結(jié)構(gòu)樓板進(jìn)入下技術(shù)夾層,由于結(jié)構(gòu)樓板開(kāi)孔限制,氣流均勻性需要精確設(shè)計(jì),在施工完成后需進(jìn)行實(shí)測(cè)驗(yàn)證。其氣流組織原理見(jiàn)圖?2。

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(3?)無(wú)高架地板的“洞洞板”的氣流模擬對(duì)“洞洞板”通風(fēng)問(wèn)題,我們利用?CFD?軟件對(duì)“洞洞板”氣流組織進(jìn)行模擬,以確認(rèn)是否能滿(mǎn)足潔凈室的要求,以Cell廠氣流模擬為例,進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明:

①?建模條件:

a)模型尺寸為?300 m×120 m×7.5 m,回風(fēng)道設(shè)于上下兩邊,下技術(shù)夾層高?5.5 m,方框部分代表自動(dòng)搬運(yùn)設(shè)備(Stocker),具體平面布置見(jiàn)圖3?。

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b)洞洞板阻力設(shè)定,初始值以?f = 1000,且均勻分布設(shè)定之,劃分共?96?個(gè)區(qū)域進(jìn)行計(jì)算,將以分區(qū)域及平均壓力損失的概念,模擬“洞洞板”與氣流組織的關(guān)系:

c?)F F U?布局如表?2?。

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d)開(kāi)孔率:樓板“洞洞板”開(kāi)孔率?18%DCC布置:V?字型,f=4.63。

e)Stocker:不考慮?Stocker?內(nèi)部所有結(jié)構(gòu),只是一只下方透氣的空盒子,設(shè)備自帶FFU按上方考慮。

f)不考慮建筑物的墻厚、柱子剪力墻等的潛在可能影響。

②?氣流模擬

氣流模擬時(shí),初次采用?65%?開(kāi)孔的蓋板進(jìn)行模擬,根據(jù)模擬結(jié)果,對(duì)紊流和氣流傾斜角度過(guò)要求,以?65。的區(qū)域,調(diào)整“洞洞板”的開(kāi)孔率(蓋板的開(kāi)孔率?90%、65%、35%、0%?四種),經(jīng)多次反復(fù)模擬,最終形成圖?4?氣流組織,經(jīng)分析,通過(guò)調(diào)整“洞洞板”蓋板的開(kāi)孔率,氣流組織能夠滿(mǎn)足該?TFT-LCD?廠房的設(shè)計(jì)要求

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3.3?造價(jià)對(duì)比

高架地板系統(tǒng)建筑構(gòu)造(參照?qǐng)D?1)為:結(jié)構(gòu)樓板+?結(jié)構(gòu)樓板環(huán)氧涂料+?鋼結(jié)構(gòu)高架地板支撐系統(tǒng)?+?高架地板蓋板;與之對(duì)應(yīng)的無(wú)高架地板的“洞洞板”建筑構(gòu)造(參照?qǐng)D?2)為:結(jié)構(gòu)樓板?+桶模?+?結(jié)構(gòu)樓板平整度處理?+?抗靜電環(huán)氧涂料。從表?3?分析可以看出,20?萬(wàn)m2的潔凈室,造價(jià)可以節(jié)省約?1.18?億元人民幣。

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3.4?施工對(duì)比

從表?4?述分析可以看出,無(wú)高架地板“洞洞板”施工要求為模板強(qiáng)度高,結(jié)構(gòu)地面完成面平整度高,環(huán)氧施工工序多,經(jīng)調(diào)查國(guó)內(nèi)的施工情況,模板可以通過(guò)使用高強(qiáng)度的夾板解決,平整度要求可以采用激光找平設(shè)備來(lái)解決,同時(shí)國(guó)內(nèi)環(huán)氧地面施工已經(jīng)可以達(dá)到國(guó)際水平,因此施工技術(shù)上可以滿(mǎn)足無(wú)高架地板“洞洞板”的要求,由于工序較簡(jiǎn)單,各工序之間可以交叉施工,工期能夠節(jié)約1~1.5個(gè)月。經(jīng)綜合分析和評(píng)估,最終選擇采用無(wú)高架地板的“洞洞板”設(shè)計(jì)方案,典型平面圖及剖面圖詳見(jiàn)圖?5?、圖?6?。

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4?設(shè)計(jì)成果驗(yàn)證

該項(xiàng)目經(jīng)過(guò)12.5個(gè)月緊張施工后第一臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備搬入,與同類(lèi)項(xiàng)目相比,工期縮短2~3?個(gè)月,造價(jià)也大幅節(jié)省,潔凈度和溫濕度完全能夠達(dá)到生產(chǎn)工藝設(shè)備的要求。項(xiàng)目運(yùn)行1?年,實(shí)測(cè)的氣流組織與設(shè)計(jì)時(shí)的氣流模擬基本一致,Class1000級(jí)潔凈室的潔凈度檢測(cè)?0.3?μm顆粒在?200?顆以下,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)的要求。項(xiàng)目在施工過(guò)程中由于下雨和施工單位經(jīng)驗(yàn)不足,部分地面平整度較差,在施工過(guò)程中增加環(huán)氧金剛砂找平工序,增加了一些費(fèi)用。

5?結(jié)論

無(wú)高架地板“洞洞板”系統(tǒng)工期較短,造價(jià)較低,但設(shè)計(jì)與施工困難,通過(guò)氣流模擬和采用先進(jìn)的施工工藝完全能夠達(dá)到生產(chǎn)對(duì)潔凈度和平整度的要求,是一項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)值得推廣和應(yīng)用

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