电池产业园区设计研究探讨-以半固态动力电池产业园项目为例

电池产业园区设计研究探讨-以半固态动力电池产业园项目为例

李国胜1   ,郭可盈2

1.机械工业第四设计研究院有限公司上海分公司   上海    200000

                2.河南大学材料学院      河南开封      475000                   

摘要：电池产业园区是以电池研发、生产、制造为主干的新兴产业。近年来，我国电池发展迅猛，主要得益于国家政策对新能源汽车产业的大力支持。随着电动汽车在日常生活中的普及，电池将起到至关重要的作用，对交通领域的节能减排和可再生能源消纳具有重要意义。在“半固态动力电池产业化项目”上，我们从节能减排、合理设计、高效生产为出发点，进行项目的设计。

关键词：电池产业园区；设计

一、项目概况

项目位于安徽省芜湖市东部，南靠赤铸山路，路宽四十米，东临太平湖路，路宽三十米，西临高压走廊，防护绿带宽七十米。总用地面积9.8公顷，东西长约360米，南北长约422米。

二、总体规划

项目建设目标为年产5GWh半固态动力电池，厂区工程分为生产区和生活配套区。生产区建设内容包括：电芯装配车间、化成车间、成品库、电解液罐区、回收车间、研发中试车间、检测中心、研发楼、主门卫、联合站房等。生活配套区建设内容包括：倒班宿舍及食堂（包含员工活动中心等）。建筑外墙板的不同材质来进行颜色区分和点缀，注重功能的实用性，简单、直接、功能实用并贴近自然环境。

三、单体建筑设计

1.电芯装配车间;东西长72.3米，南北宽207.3米，单层丙类厂房，二级耐火等级。由原材料中间仓库及电芯生产组装工艺组成，其中电芯生产由：正（负）极干粉加工、正（负）极匀浆、电芯组装干燥及正（负）极箔材加工等生产任务组成。主要承担电芯产品生产的投料、匀浆、浇注、堆叠、装配等工序任务。屋面为压型钢板复合保温卷材防水屋面。厂房女儿墙高度18.35米。

2.化成车间：布置在电芯装配车间和联合站房的东侧，主要承担电池产品生产的静置、分选、包膜、预充/化成分容区、性能测试等工序任务。化成车间东西长112.3米，南北宽102.3米，单层丙类厂房，二级耐火等级。屋面为压型钢板复合保温卷材防水屋面。厂房女儿墙高度15.35米。

3.成品库：布置在化成车间的东侧，通过通廊与化成车间连接，主要承担电池半产品及成品的储存任务。成品库东西长30.3米，主体建筑南北宽72.3米，北侧悬挑7.85米装货雨棚，单层丙类仓库，二级耐火等级。屋面为压型钢板复合保温卷材防水屋面。厂房女儿墙高度15.35米。

4.建筑装修及构、配件材料选择;

墙体：加气混凝土砌块墙，用于框架结构的填充墙及一般厂房内部生活、生产辅房的砌体隔墙。100厚岩棉钢板夹芯钢板外墙，用于一般钢结构厂房和仓库外墙。50厚岩棉夹芯钢板内墙，用于洁净壁板内墙。

屋面：建筑屋面防水等级为Ⅱ级，钢结构屋面设防做法为压型钢板复合保温卷材防水屋面；混凝土屋面设防做法为SBS改性沥青卷材防水。

建筑地面、楼面：厂房、仓库主要地面做法为钢筋混凝土地坪。2厚无溶剂环氧涂料工业地坪，用于一般丙类车间及洁净区部分；4厚橡胶地板面层，用于金属玻璃隔断办公室地面。

门窗：大门一般均采用电动彩色钢板直升门或铝合金电动卷帘门。人员疏散采用彩色钢板平开保温大门，除有特殊要求的外，其余与压型钢板墙接触的门均采用彩板成品夹芯保温平开门，与砖墙接触的门均采用套装平开木门或钢门。

油漆工程;涂漆前钢材表面先进行除锈处理。除锈要求：将构件油渍、锈蚀、毛刺清除干净，除锈等级不低于St3级,并将板面及焊缝打磨光滑。在不放大的情况下进行观察时，表面应无可见的油脂和污垢，并且没有氧化皮、铁锈、油漆涂层和异物。防火涂料做法为先将构件除锈后，刷防锈底漆两道，再刷防火涂料,厚涂型防火涂料外刷面漆。

四、消防安全设计

1.园区消防设计;厂区道路采用纵横交错的“井”字型路网结构，考虑到人流和运输的不同要求，设置6~12m宽的不等的道路。生产区的道路主要道路为8~12m，转弯半径9m。生活配套区主要道路宽度6m，转弯半径9m。厂区车行道路纵坡坡度均不大于6%，架空通廊与管廊净空高度均不少于5m，满足消防车、物流车的通过需要。

2.建筑消防设计;项目各工业建筑物防火分区布置，按照建规第3.3章相应规定，结合工艺生产布局的合理性确定。单、多层丁、戊类厂房，建筑耐火等级为二级，每个防火分区建筑面积不限。单层丙类厂房，建筑耐火等级为二级，每个防火分区建筑面积小于8万平方米，厂房内设置自动灭火系统，每个防火分区的最大允许建筑面积可增加1倍，小于1.6万平方米。多层丙类厂房，建筑耐火等级为二级，每个防火分区建筑面积小于四千平方米，厂房内设置自动灭火系统，每个防火分区的最大允许建筑面积可增加1倍，小于八千平方米。单层甲类厂房，建筑耐火等级为二级。每个防火分区建筑面积小于三千平方米。单层公共建筑，建筑耐火等级为二级，防火分区建筑面积小于两千五平方米。单、多层丁、戊类厂房，安全疏散距离不限。丙类单层厂房，建筑耐火等级为二级。安全疏散距离小于八十米。

3. 建筑防排烟设计:根据建筑设计防火规范要求，丙类厂房内建筑面积大于三百平方米且经常有人停留或可燃物较多的地上房间、建筑面积大于五千平方的丁类厂房、占地面积大于一千平方米的并类仓库、长度大于20m的内走道等应设置排烟设施。当采用自然排烟方案时，根据建筑防烟排烟系统技术标准规定，当空间净高>6.0米时，工业建筑防烟分区最大允许面积为两千平方米。当空间净高>9.0米时，防烟分区之间可不设置挡烟设施。车间屋面上设置自动控制自然排烟窗口，每二百平方米需均设置了自然排烟窗口。根据建筑防烟排烟系统技术标准，自然排烟的排烟口距离，车间部分满足小于其空间净高的2.8倍，配套生活间部分最远点的水平距离均小于三十米。贴建辅房可采用自然排烟与机械排烟相结合的方式；可开启外窗的有效排烟面积占该区域建筑面积均不小于百分之二。

五、节能设计

项目位于安徽省芜湖市,处于夏热冬冷A区，应满足保温、隔热设计要求，重视自然通风、遮阳设计。对于本项目所涉及的无空调的厂房仓库，属于二类工业建筑，按照《工业建筑节能设计统一标准》规定，不需要进行建筑节能设计。对于采用空调的一类工业建筑，建筑节能设计拟采取措施如下：a.控制建筑总窗墙面积比不大于0.5。b.控制建筑屋顶透光部分的面积与屋顶总面积之比不大于0.15。厂房建筑外围护做法简述：厂房屋面采用100厚岩棉板隔热层；外墙为100厚成品岩棉夹芯板，厂房大门为电动夹芯板保温提升门，主要物流门设快速感应升降门。外窗为普通铝合金框料钢化中空玻璃门窗。对于本项目研发楼、检测中心、倒班宿舍及食堂、门卫及附设于车间、仓库内的集中生活办公辅房等一般民用建筑，按公共建筑节能设计标准进行节能设计。建筑节能设计拟采取措施如下：a.控制开门窗洞口面积,使各朝向的窗墙比均小于0.7。b.对维护结构进行热工计算，确定保温措施以及保温层等各层材料的厚度与做法。

六、无障碍设计

项目厂房、仓库等单体为工业建筑及内部办公建筑，根据生产及使用性质，无残疾人员岗位，且不属于城市道路和建筑物无障碍设计规范适用范围，因此没有无障碍使用要求，故不考虑无障碍设计。厂房内生活辅房仅为厂内工作人员服务，应业主要求不考虑伤残人员设施，如果有特殊情况业主将提供相应特殊服务。研发楼、倒班宿舍及食堂等民用建筑，按建筑与市政工程无障碍通用规范设置无障碍出入口、无障碍厕位等设施。

结语：当前国内经济发展迅速，电池产业园区项目的规模及投资也在迅速增加。电池装备制造市场规模潜力巨大，将会成为下一个竞争领域。合理安全的设计，将快速推动电池制造的发展，实现企业与社会自然经济的可持续发展。

参考文献：

[1]《建筑设计防火规范》GB50016-2014

[2]《锂离子电池工厂设计标准》GB51377-2019