关于标准厂房与电子厂房相结合的建筑设计分析

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:刘瑠
[导读] 摘要:近年,我国在芯片制造领域日新月异,电子类车间的建设也呈增长的态势。
        北京市建筑设计研究院有限公司  100045
        摘要:近年,我国在芯片制造领域日新月异,电子类车间的建设也呈增长的态势。而在工程建设初始阶段,建筑设计是必不可少的,并且对工程建设和最终的生产运营有着至关重要的意义。在当今市场,产品的生产者和工程的建设者是同一企业的情况很少,如何平衡两者之间的关系成为了设计院的一个重要难题。
        关键词:建筑设计;电子厂房;分析
        1 电子行业方向的标准厂房的出现
        随着国家对芯片技术的重视与大力扶持,为芯片生产研发提供空间的电子类厂房的建设也发展到了新的高度。不同于住宅、商场的开发,具备基建实力的开发商并不具备厂务生产研发的技术,他们所开发的“工业地产”,并不像民建一样具有较好的市场。客户不买账的主要原因是建筑的空间并不适合企业的工艺流线,客户更愿意根据自己的生产需求量身打造属于自己的生产车间。而掌握芯片技术的企业并无建厂经验,甚至有很多中小企业缺乏建厂的资金。导致中小企业不得不租用一个相对可用的建筑,进行二次改造。随着市场的扩大和开发商对市场的迎合,电子行业方向的标准厂房成为了很多开发商研究的一个方向。
        2企业入驻工业园存在的问题
        2.1层高不足
        电子类厂房绝大部分是有洁净度要求的,有洁净度要求的房间是需要有回风夹层的,往往很多通用厂房,布置完机电管道和回风夹层后,层高已不足3m,而有很多工艺设备是要求有3m的以上的净高。
        2.2楼板承重不合适
        标准厂房从成本考虑,不会预留太大荷载。《建筑结构荷载规范》表D.0.1-3中的荷载标准值,分别是10.0KN/㎡,8.0KN/㎡,6.0KN/㎡,4.0KN/㎡,开发商往往为了控制成本,不会按最大的标准值考虑,而电子厂房的工艺设备自重很大。业主不得不进行二次加固改造,而预留条件不好的通用厂房加固也无法满足使用,只能放弃,再去寻找其它厂房。
        2.3柱距不够
        6m-8m的柱距是相对经济的柱距,车间柱距9m居多,小柱跨导致工艺流线不好布置,有些地方只能将其闲置,反而更浪费空间。
        2.4疏散距离不够
        做过很多厂房的改造设计,把一个通用厂房改造成电子厂房后,发现疏散距离不够了,与业主沟通后,业主给出的回复往往是:原图纸已通过图纸审查,不会出现疏散问题。为什么会出现这样的问题呢?而且还不是个别项目,基本成为了通用厂房的通病。举个例子,假设某电子厂房,危险类别为丙类,耐火等级为二级。《建规》GB50016中第3.7.4条规定厂房内任一点至最近安全出口的直线距离为60m,长度110m的厂房左右各设置一部楼梯是没有问题的。报审通过也是必然的。而当业主将工艺流线布置进去后,一个大空间按照不同工段被分隔成若干的车间,每个车间的出入口位置按人员流线布置,疏散路径不再是直通楼梯间的一条斜直线,疏散通道开始迂回曲折。原本已经通过消防审查的项目二次报消防无法通过。
        3标准厂房与电子厂房相结合的设计要点
        3.1明确设计范围
        这类项目有共同的特点,建设方并不是真正的使用者,设计师至少要面临两个甲方,如一个厂房租售给不同的企业,设计师将面临更多甲方,更为复杂。我们把园区的建设方称之为第一业主,建筑的使用方称之为第二业主。前期与第一业主充分讨论时,真正属于我们的设计范围要落实要明确,且要有书面文件。
        举一个我曾经做过的项目为例,业主委托我们设计一个标准厂房的工业园区,第一业主与设计院签订的合同中,明确写出企业入驻后,会另外委托室内设计公司进行装修改造,原设计院要免费提供后期配合,相应修改图纸。这种不明确内容的后期配合在后续带了很大的问题,如果是民用建筑,室内装修图纸提供给原设计院,原设计院并根据装修墙体布置图进行隔墙、家具的微调,并进行消防核查,这种配合也在情理之中,而工业建筑的后期配合就没那么简单了。一个预留大空间的通用厂房按工艺需求重新布置了房间,原设计院的消防设计可以说是重新设计一遍,工作量很大,很难在短时间内配合,所以后期配合的范围要明确。类比多个改造项目,后期对建筑影响较小可以进行相应配合的列举以下几项:
        1)新增出入口:电子厂房一般不会少于四个出入口,管理人员和访客使用的入口,生产线的员工入口,进货入口以及出货口。

前期在不了解工艺的情况下,设计师即使布置了四个以上的出入口,位置也无法与后续的工艺流线相适宜,所以只需按照合理的消防疏散布置出入口,待业主(使用者)进入后,配合新增出入口;
        2)立面新增百叶:一个预留大空间的标准厂房内部的空调系统及排烟系统相对简单,室内进行电子车间改造后,空调系统及排烟系统变得复杂,前期预留的竖井很难满足风量,而厂房对外立面的要求相比公建较低,所以在外墙或外窗上增加进排风百叶是一个性价比较高的选择;
        3)室内增加新的空调机房及设备基础:电子厂房对洁净度和温湿度均有要求,布置房间时,往往会新增空调机房,相应会增加空调机组的基础和围堰;
        4)屋顶新增设备基础:为减少设备用房占用生产车间的面积,可以露天的设备会布置在屋顶,在屋顶上会新增设备基础。
        后期对建筑影响很大需进行相应的商务追加才予以配合,列举以下几项:
        1)套装修布局二次报消防审查:在原大空间的基础上按工艺需求重新布置了房间,建筑的疏散路径完全改变,导致各专业的消防设施布置完全改变;
        2)室外新增房间或设备:业主不舍在建筑内布置配套设施,希望留给生产车间的空间最大化,把目光聚焦在了室外工程上,在原建筑上贴建化学品库;
        3)园区总设备用房增容及园区管网增加工程:车间内的工艺设备确定了以后,会发现原建筑预留的用电量可能会不够,这样园区的总变配电房需要扩容,还有可能会导致新增一路电缆到改造建筑。这样,同时涉及到了变配电房和管线图的变化。
        综上,在与业主讨论设计范围时,要列出哪些是可以后期配合服务的,哪些是额外的服务,需要额外追加费用和时间,以免后期因范围界限的模糊导致项目无法顺利进行。
        3.2考虑货流路径
        与民用建筑项目相比,厂房除访客流线、工作人员流线之外,还要考虑进出货的流线和设备搬运的流线。货物通道的出入口的位置要结合总图的货运流线布置,二层及以上的房间,进出货与工艺设备采用两种方式,货梯与吊装平台,中小型货物用货梯运输,大型且出入不频繁的货物或者设备利用吊装平台进入。货梯与吊装平台初期没有考虑,装修改造即使付出了更大的代价也很难完全满足业主需求。
        3.3 层高的合理性
        洁净车间的空气通过下技术夹层进入回风夹道循环到上技术夹层通过过滤器将空气净化,再进入洁净车间,如此循环。这个空间由下技术夹层、洁净车间、上技术夹层三部分组成。所以车间需要更高的层高。类比做过的项目,首层8m左右的层高最为普遍,避免报规划二次计容,我们通常把首层层高定在7.8m。二层一般不做净化等级高的车间,侧回风可以满足净化级别,省去了下技术夹层的空间,车间由洁净车间和上技术夹层两部分组成,由于净化等级相对较低,上技术夹层的高度也可相应降低。类比做过的项目,二层6m左右的层高最为普遍。
        3.4楼板承重的预留
        预留的楼面荷载既要满足车间内大型设备的自重又要兼顾建筑的投入成本,分层归类,找到实用性与经济性的平衡点。首层和二层一般为生产车间,三层以上一般为实验室或者办公室,分层数划分设计,屋顶会有局部要放置设备,局部屋面要做出荷载的预留,基础的荷载在设计时要有些余量,以免组售后无法加固改造。
        3.5适当加大柱距
        类比了很多框架结构的厂房,第二业主(使用者)更喜欢大柱跨,以9m最为常见,而第一业主(开发商)更多的从土建成本出发,喜欢中小柱跨,以7.8m最为常见,作为设计方要在前期与第一业主充分讨论,小柱跨的空间不能满足工艺设备的布置,本可以在一跨内布置的设备要占两跨,空出的空间又不能生产运营,反而更浪费空间。这样会导致厂房不容易租售。
        3.6注意合理的疏散距离
        虽然预留了大空间,但在布置平面时,建议要模拟出车间布局,周边为参观走廊,中间按跨设置房间,并在中间区域设计套间,如疏散路径曲折后,疏散长度仍符合防火规范要求,此方案才具备预留的合理性。
        4 结束语
        标准厂房是开发区工业建筑发展的一个趋势。通过统一规划,统一建设,为入驻企业节约建厂资金,减少建设周期。电子厂房所处的行业市场规模的持续扩大为行业领先企业提供了巨大的发展机遇和广阔的市场前景。面对逐年扩大的市场,标准厂房与电子厂房的结合成为了一个新趋势。了解二者的发展趋势,抓住二者的自身特点,发现二者相结合所产生的矛盾,结合大量项目进行总结和分析。只有这样,标准厂房和电子厂房才能很好的结合在一起。
        参考文献:
        [1]GB50472-2008《电子工业洁净厂房设计规范》
        [2]GB50009-2012《建筑结构荷载规范》
        [3]班志海《标准厂房的前景》
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