工业洁净厂房建筑设计分析

工业洁净厂房建筑设计分析

周奕霖

天津市医药设计院有限公司 天津市 300000

摘要：随着经济的发展，人们对于身体健康越来越重视。随着工业产业发展愈发壮大，工业洁净厂房建筑设计中的每一个细节都关系着后期的生产安全和生产质量，因此在进行厂房设计过程中要充分了解生产流程和生产工艺，提高对洁净厂房环境要求的重视。下面本文就工业洁净厂房建筑设计进行简要探讨。

关键词：工业；洁净厂房；建筑设计；

1 工业洁净厂房建筑设计概述

我国洁净技术始于20世纪60年代，当时洁净技术是为满足军工、精密仪器、航空仪表和电子行业的产品质量需求以及这些行业的加工和实验研究的精密化、微型化、高纯度、高质量和高可靠性而诞生的一门新兴技术。现在，洁净技术已经广泛应用于电子、制药、医疗卫生、生物工程、实验室、食品、化妆品、仪器仪表和航空航天等多种产业。随着国家的快速发展，以及它们对生产环境的要求日益增高，洁净技术也处于高速发展之中。洁净技术的发展是相关产业顺利进行的有力保障。洁净厂房建筑设计要综合考量产品生产工艺流程标准、生产线工艺特性、净化空调系统和室内气流流型及其多种管线系统分配等因素，其宗旨是在符合工艺流程标准的基础上，适当处置洁净用房、非洁净用房及其多种洁净等级用房的内在联系，创建具有最佳综合作用的建筑空间环境。

2 工业洁净厂房建筑设计要点

2.1选址

工业洁净厂房的具体选址，需要在设计工作初始阶段，对周围环境进行全面勘察，从而确保厂房的选址符合基本要求。通常情况下，洁净厂房根据生产类型的不同对空气的洁净度有对应的标准要求。工业洁净厂房控制项中还对微生物的单位数量提出了要求。由于环境中有各种各样的细菌，并且也含有一定量的尘粒，所以工业洁净厂房的地址应选择在一个周围无重度污染、空气含尘量以及含菌量较小的地区，能够达到在《环境空气质量标准》GB3095中要求的二类以上标准的地区。如果工业洁净厂房与空气污染源较为接近的时候，应将整厂区建设在全年最小频率风向的下风位置。

2.2 总平面设计

拟建项目选址确定后，考虑到洁净厂房设计具有工艺上的特殊要求，要有针对性和综合性地考虑总体布局。对建设项目内的建筑物、构筑物、交通运输、绿化设施等进行全面、合理、协调的布置，使之成为一个有机的整体。（1）避免主要生产区与仓储物流区分散布置，过长的物流运输线路会造成效率过低。仓储功能主要分为原辅料仓库和完成品仓库，仓库规模根据货物品类或生产规模进行规划，仓储设施应与所服务车间的流线做到同步的简约且清晰。（2）洁净厂房与辅助用房（如配电间、空压机房、纯水制备机房、冷冻机房）之间的路径必须要短，既要方便管理，又要节约能耗。（3）生产区与行政生活区区分明确，尽可能布置在物流穿插较少的位置，减少因相互之间直接接触而产生污染。（4）对厂区内公用工程和地下管线采用宽敞的厂区道路或绿化景观进行美化，且能起到空气净化作用。

2.3 洁净厂房平面设计

除项目的总体布局外，最主要还是根据生产工艺的特点，同时要遵守《洁净厂房设计规范》（GB 50073—2013）的要求布置建筑平面。在功能上具体分为办公及研发、洁净生产区、一般生产区、公用工程等，设计重点是顺着产品的生产工艺流程顺序，避免“逆行”。生产厂房内部平面功能布置分为洁净区、辅助洁净区、缓冲区、非洁净区，各区域划分如下。（1）洁净区。包括称料间、配料间、半成品存放间、灌装间、包装间、容器清洗消毒间等。此类车间需明确工序，根据产品的制造流程布置，不得穿插或逆行，且净化等级必须满足工艺需求的洁净度、换气次数、温湿度、压差等要素。（2）辅助洁净区。包括换鞋、男女更衣室、休息区等需布置在工艺流线前端，便于人员使用，方便管理。（3）缓冲区。包括厂区走廊、前室、等候区等。此区域需宽敞，不得干扰人流和物流流线，路径要短。（4）非洁净区。包括原料仓库、成品仓库、办公区域、动力机房等。在规范要求和工艺允许的前提下，尽量设置在同一栋建筑内，可减少管线、人流及物流长度可能造成的污染。

2.4 人流及物流流线设计

2.4.1 人流流线控制要点

根据生产规模及工人人数规划辅助区位置及面积。人员不能直接进入生产区域，需经换鞋、更衣、风淋室后才能进入到洁净车间。更衣流线应清晰，不宜太长，功能之间尽可能减少穿插，进入车间的门应设置门禁系统，避免无关人员进入生产区。

2.4.2 物流流线控制要点

平面功能设计时生产工艺流线应清晰、明朗、顺畅，避免出现“回头路”现象。尽可能缩短生产区与原料、成品存放区的距离，非同一楼层时应设置物流电梯，并为易受污染的材料和废弃物提供专用入口和出口。生产所需的物料必须通过预先制定的流线进行传输，不得跨越其他生产区域，避免交叉污染。

2.5 净化系统设计

洁净厂房根据生产工艺以及洁净要求的不同，需要区分车间空气净化系统的工作原理。不同的区域有不同的层高要求，在平面及剖面设计时既要满足生产方面的需求，也要满足净化系统及消防等管道敷设等方面的要求，其中净化系统对洁净车间的影响最大。

2.5.1 净化系统的工作流程

气流—初效空气处理—空调—中效空气处理—风机送风—净化管道—高效送风口—净化车间—带走尘埃（细菌）—回风夹道—新风、初效空气处理。

2.5.2 车间净化等级的划分

具体如下。（1）洁净度级别万级。尘粒最大允许数/m3≥0.5 μm尘粒数350 000，≥5 μm尘粒数2 000，微生物最大允许数浮游菌/m3100，沉降菌/皿3。（2）洁净度级别10万级。尘粒最大允许数/m3≥0.5 μm尘粒数3 500 000，≥5 μm尘粒数20 000，微生物最大允许数浮游菌/m3500，沉降菌/皿10。（3）洁净度级别30万级。尘粒最大允许数/m3≥0.5 μm尘粒数10 500 000，≥5μm尘粒数60 000，微生物最大允许数浮游菌/m31 000，沉降菌/皿15。

2.6 生产车间层高设计

洁净度控制是通过净化空调系统以送风管、回风管的形式传输净化后的空气，通过固定的换气次数在室内进行不断循环达到的效果。洁净厂房为了保证室内清洁，所有送风管、电缆桥架、消防管道等必须布置在技术夹层里。吊顶内往往藏着暖通、给排水、电气、结构等内容。

2.7 洁净车间内装设计

（1）消防要求。洁净区的顶棚和隔墙（含夹芯板材料）应采用非燃烧体，耐火极限≥0.4 h，内墙耐火极限≥0.5 h，疏散走道两侧隔墙及吊顶耐火极限≥1 h，隔墙门窗耐火极限≥0.6 h。（2）洁净车间墙板。洁净车间墙板通常采用A级夹芯板，也可以采用硫氧镁板或质量更轻、强度更高的铝蜂窝板，表面根据要求进行抗静电、耐腐蚀和抗菌处理。（3）洁净门、窗。洁净门、窗应光洁，无外露线条，当为单扇平开门时应加闭门器，双开门时应加闭门器和顺序器。位于气闸室及带气闸功能的更衣间的门均为自动门。洁净窗采用双层玻璃，避免结露。（4）洁净区地面。洁净区地面一般采用环氧自流坪、环氧彩砂地坪、耐磨地坪。环氧自流坪颜色可自由调配，地面材料应易于清洁、耐酸耐磨，具备抑制霉菌产生的功能。

结束语

综上所述，目前国内工业进入高速发展阶段，这对生产空间的洁净度及空间设计提出了更高的要求，使得生产工艺洁净技术得以迅速发展，特别在洁净车间的设计领域也有相应的提升和升级。洁净车间在设计和施工过程中需要注意的环节、遵守的规范及规定非常多，很多结论是通过在实践过程中不断改进和创新、将实际设计案例与具体施工相结合做出的经验总结，希望这些结论能对工业洁净厂房的设计提供参考意见。

参考文献：

[1] 郭全洪.现代工业洁净厂房的建筑设计探讨——记上海格罗利药厂[J].新建筑,2005(02):141-142.

[2] 陈立威,刘艳飞,张林春.工业洁净厂房的优化设计探索[J].广东化工,2021,48(05):147-148+142.

[3] 中华人民共和国国家标准.医药工业洁净厂房设计标准: GB 50457—2019[S].北京:中国计划出版社,2019.