高等级洁净室防尘施工技术研究与探讨

高等级洁净室防尘施工技术研究与探讨

邹悦,唐建华,顔石,单权

中建五局安装工程有限公司  湖南长沙410000

摘要：目前我国新起一批工业厂房并带有一定的洁净功能，但仍有大量洁净功能建筑处于规划、设计和建设阶段，对于洁净空间而言，洁净室防尘施工技术是保证洁净度和严密性的关键阶段之一，在执行过程中如对技术和管理不进行控制，对工程的后期质量会造成很大的隐患，甚至可能危及洁净室功能的实现。本文对洁净空间内防尘施工技术作了一定的研究和阐述，介绍了“一种多功能移动防尘加工站”研究的目的及关键技术研究存在的问题和取得的经验成果的推广和开发，希望能对今后类似工程起到一定的参考作用。

关键词：百级洁净室  防尘

引言：随着我国科技、医疗、食品、工业等技术的不断发展，现阶段国内有大量实验室、食品及药厂、手术治疗室及电子厂房处于规划、设计和建设阶段，而这些空间内一般都有严格的洁净度要求以保证生产质量和生命安全。在这些场所的防尘施工及后期调试过程中，应采取相对的措施以保证洁净室能正常运行，以防后期出现各类系统故障从而影响建筑或洁净室的功能。而对于我司而言，目前有大量的洁净工程项目正处于验收、建设或前期投标过程中。且现今有数百家不同等级的医院将面临改造，故未来可能会承接更多的类似工程，对洁净厂房防尘施工技术进行技术研究和开发，可以为公司的生产经营提供支撑。

一、概述

1、研究的目的

 所谓洁净室，就是将需求空间的尘埃数量、温湿度、气流方式、风速、室压、静电、照明、震动、噪音及有害气体控制在所需求之数值内范围，以去除空气中微粒子，应在于半导体工业、计算机、医药、光电等行业，多为正压系统。

随着国家十三五、十四五规划的引导与推广，目前国内制造业处于产业全面升级换代阶段，全球精密电子业如IC半导体、光电等行业向我国产能转移加快，极大地推动了国内洁净室的需求，进而带动洁净室工程行业的快速发展。与常规厂房建筑相比，洁净厂房所涵盖的技术水平和科技含量较高，一般具有体量大、单一空间面积大、空间设计复杂，净空高、造价高、涵盖专业多，有毒易燃化学品储量多等特征。加之建设投资回收要求短，此类工程一般施工工期偏紧，施工组织和技术难度较常规厂房大许多，对施工单位的管理水平和专业技术能力提出了更高考验。

洁净厂房防尘施工技术是其中关键要素之一，目的是提高作业人员在洁净室工程建设之际对洁净室的洁净意识，实现工程洁净化施工，保证洁净室施工自始至终维持在一个高质量、高标准、规范化的管理状态。

传统的洁净室防尘施工过程存在以下弊端：

1）在附属区域搭建临时材料加工场地或场外租赁场地，材料加工、预制等有尘作业在洁净区外完成，材料运输、搬运、垂直吊运等成本大。

2）洁净区施工受加工厂材料加工进度影响大，部分管配件需要两天方可送达洁净室用于安装，影响施工效率。

3）临时加工厂影响本区域的施工作业，往往要多次搬移移交工作面。

 通过对上述施工影响因素的因素的分析和研究，我工程部技术人员研究出并采用“一种多功能移动防尘加工站”，可实现以下目标：

1）改变传统加工区只能设置在洁净区以外附属区域的弊端，提高了材料运输效率；

2）材料加工与现场施工可以有效对接，异形件等可在一天内加工完成并安装；

3）多功能移动加工站实现了移动化加工，实现了分阶段加工分阶段移交工作面，流水作业不受加工场地限制，减少对工作面的影响。

4）通过该本研究的装置的使用，极大提高运输过程繁琐、现场与加工厂不精准、返工浪费材料，提高施工效率，节省施工成本。

   因此，针对在洁净室施工过程中，对防尘施工技术的进行深入研究，提高洁净厂房施工建造的快速高效能力，同时，也为日后同类项目的规范化施工积累管理经验。因此本文的研究正是在这一背景条件下提出的。

2、国内外洁净室发展趋势

针对全球市场，洁净室行业是随着制造业对生产环境要求逐渐提升而发展的。最初，美国和苏联航天事业的发展，使得精密机器加工和电子仪器生产对环境要求更高，催生了层流技术和百级洁净室；之后，随着IC半导体开始进入高速发展期，对生产空间的洁净度提出新的要求，使得民用领域洁净技术得以迅速发展；同时，如医疗制药、精细化工、光电精密仪器、食品工业等对洁净技术要求也逐步提高，极大促进了科学技术和工业技术的发展。2015-2021年全球洁净室工程市场规模逐年上升，从500.1亿美元增加至818.6亿美元。预计随着下游制造业的不断发展，全球洁净室行业将会得到进一步提升。本文就主要对洁净室防尘施工技术作一些简单的探讨。

对中国来说，随着制造业逐渐向发展中国家转移，以及随着新兴国家经济水平的不断提高，对于医疗卫生、食品安全要求的日益提高，全球的洁净室工程市场也不断向亚洲地区转移，亚洲成为洁净室工程行业新一轮的增长极。2015年中国洁净室行业规模为767.55亿元，经过几年的高速发展，2019年市场规模上升到1,655.13亿元，年复合增长率达到21.18%。预计2020年我国洁净室行业为1895.1亿元，同比增加14.50%。

3、主要关键技术问题

   虽然针对洁净厂房施工技术研究较多，但受多种因素影响的洁净厂房防尘施工技术研究尚少。本课题的主要关键技术问题包括：

3.1、本课题主要研究一种多功能移动防尘加工站的选材及构造；

3.2、 通过实物测算及试验确定多功能移动防尘加工站的各配件型号尺寸；

3.3、 研究多功能移动防尘加工站使用功能及应用范围；

3.4、 研究如何通过多功能移动防尘加工站高效降低洁净室内各类材料切割、钻孔、焊接产尘率，提高后期清洁效率。

通过以前技术的研究，为以后项目提供施工管理经验。

二、研究内容

1、研究方向

  本洁净厂房防尘施工技术主要是研究超洁净度空气的获取、超洁净度空气环境的保持、洁净室气密性的控制等施工过程中新的施工技术并进行科技攻关。同时本课题将采用文献资料查新、专家咨询、现场调研、项目重难点分析、案例分析、及现场实践相结合的方法开展研究。

1）通过查询相关洁净厂房施工技术文献资料以及寻访中高等级洁净厂房施工现场，准备研讨及设计出一种多功能防尘加工站，通过调研的形式确定装置的选材及构造；

2）通过实物测算及试验确定多功能移动防尘加工站的各配件的型号尺寸；

3）通过长沙惠科、岳阳中韩项目的洁净厂房的施工建造，研究出一种多功能移动防尘加工站；

4） 通过现场实践并制作出一个结构简单、操作方便的多功能移动防尘加工站，并推广到相关洁净厂房施工应用中。    

为日后同类工程标准化施工积累管理经验。

2、关键技术

   本洁净厂房防尘施工技术的关键技术工艺如下：

 本加工站框架由钢管、钢板、角钢、滚轮、焊接组成， PVC薄膜覆盖防尘，预留加工站进出口采用PVC卷帘形式，并配套相关加工设备，如切割机、套丝机等。底座安装滚轮用于移动，管道在加工站内预制台上进行加工，从管道除锈刷漆到切割、套丝，固定，多管段连接等流水作业，加工完成，加工棚内设置吸尘器每天定时进行吸尘处理。

具体来说，通常包括以下结构：如下图

图1  多功能移动防尘加工站结构图图2  工人预制加工作业图

图3  管道预制多功能加工平台作业图       图4  管道焊接加工平台作业图

三、创新点

   本洁净厂房防尘施工技术的创新点如下：

(1) 多功能移动防尘加工站施工技术：

1）传统施工方法：管道等材料预制加工在附属区域进行加工，加工后搬运至洁净室内进行安装，加工场地固定与施工现场距离较远，加工与现场安装无法有效对接，中间环节较多，施工成本大，效率低，返工情况较多，容易产生废料，耗费大量人工。利用本加工站可以直接在洁净室内进行预制加工，材料预制和现场安装同步进行，预制完成后可以直接安装，不需要很大的操作空间，同时也减少了来回搬运的时间。

2）创新点：本加工站可以随时移动固定，可以在随现场施工进度进行合理布置。

  3）有益效果：该施工技术：优点一：其结构简单，预制台座一体式结构，减少材料加工过程中来回搬运，在一体化台座上即可完成所有下料切割，套丝连接焊接等工序;

优点二：加工站可来回移动，针对某个区域施工在本区域设置，安装完成后移动至下个安装地点；（与传统加工场地比占用作空间小，且移动方便，不需要大量人工搬运）。

优点三：加工区域和安装区域可以重叠，减少二次搬运，提升安装效率。

优点四：结构简单、方便移动，四人即可进行操作。

四、主要研究成果

    本洁净厂房防尘施工技术通过结合本项目特点，对洁净室施工保证洁净环境不方便现场加工预制，需要耗费大量的人工场外预制带来的弊端，有效地改进预制加工场形式及施工工艺，展开了一系列研究，已申请了相关的实用新型专利。

五、应用效果

最近两年我司相继跟踪并承接了一些高等级洁净厂房项目，这些建筑对洁净室施工工艺有着严格的技术要求，通过这些项目的实施积累了一定的施工经验，在经济和社会角度取得了双重效益。

1、经济效益

   通过对“一种多功能移动防尘加工站技术研究与开发”的研究应用，共产生综合经济效益85万元，如表1所示：

表1经济效益统计表

2、社会效益

根据项目现场实际情况，对洁净厂房防尘预制加工关键技术进行研究，自主创新研发出：

1）改变传统只能在加工区加工后，一根根往洁净室搬运的施工方式，提高材料运输效率；2）通过使用本加工台座装置，达到材料在加工站内即可完成所有工序的加工预制作业，材料加工效率和移动加工站有效结合；3）本技术通过多功能移动防尘加工站的使用，改善管道运输过程繁琐、预制加工与现场对接不精准、返工浪费材料等难题，提高施工效率，节省施工成本。

    通过对该本施工技术进行研究，培养了一批应用新技术的技术骨干，从而全面提高企业生产率和综合施工能力奠定了基础。

六、推广应用前景

根据洁净厂房的设计综合性强、施工工艺标准高等特点，洁净厂房的品质将直接影响产品良品率的高低，其对室内的温度、相对湿度、洁净度、压力、噪声等环境参数都有严格的要求。 生产工艺不同对温湿度及其精度、 洁净度等参数的要求也不同。

本洁净厂房防尘施工技术主要解决了洁净厂房施工管道运输过程繁琐、预制加工与现场对接不精准、返工浪费材料，施工功效低、不节能环保等缺点，极大的提高了施工效率，节省施工成本，具有较大的推广价值。因此，开展洁净厂房防尘施工技术的研究对洁净厂房施工技术研究具有深刻意义，对后续类似工程施工具有指导和借鉴作用。

七、技术研究存在的问题及讨论和进一步深化

   本洁净厂房防尘施工技术研究内容虽然针对性的提出了“多功能移动防尘加工站”的研究和开发的方向，但研究可以更深入一些，总结过往经验数据，进而更好的为企业、为社会服务。

 本洁净厂房防尘施工技术研究和开发需要在如下方面进一步深化：

本项目研究内容虽然针对性的提出了多功能移动防尘加工站关键技术研究的科研课题，但研究仍不够详尽，仍需结合实际，通过实际数据进行分析比较，总结过往经验数据，进而更好的为企业、为社会服务。

八、结论

（1）本文对“一种多功能移动防尘加工站”施工技术工艺做出了详细的规定，对今后类似工程有着参考借鉴意义；（2）洁净室内的防防尘施工技术是保证洁净度和严密性的关键阶段之一，因此本文对常见的洁净室传统的洁净室防尘施工过程存的弊端进行了分析和总结，并研究出相应的措施和施工技术进行了阐述；（3）对于洁净室内防尘施工技术的创新点进行了详细描述，为以后施工指明了研究方向。（4）针对“一种多功能移动防尘加工站技术”的研究与开发，本文通过几个施工项目的资料的收集与现场的实践，取得的研究成果做了效益分析和总结，也在取得的社会效益方面进行总结，为今后形成类似项目施工提供了参考。（5）本文对洁净厂房的防尘施工技术的推广应用前景和技术研究存在的问题及讨论和进一步深化进行了简单阐述，对后续类似工程施工具有指导和借鉴作用。

参考文献：

[1]GB50073-2013《洁净厂房设计规范》,北京.

[2]GB51110-2015《洁净厂房施工及质量验收规范》,北京.

[3]GB50591-2018-028《洁净室施工和验收规范》,北京.

[4]GB50591-2018-028《洁净室施工和验收规范》,北京.

[5]GB50472-2008《电子工业洁净厂房设计规范》,北京.

[6]土木工程网 洁净空间机电工程关键施工技术研究

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