航空复合材料厂房铺叠间建筑设计要点

【摘要】在航空复合材料厂房的设计中，最复杂的就是铺叠间的设计，因其有洁净度、正压送风等工艺要求使得该类型建筑具有独特性。本文依据工艺生产技术要求，相关国家规范、标准，以及长期的实践经验，通过对铺叠间楼地面、墙面、吊顶、门窗等部位常用的建筑材料和做法的整理；归纳出建筑专业设计要点，以期达到合理布局优化设计的目的。

【关键词】铺叠间、洁净设计、建筑设计要点

一、航空复合材料厂房概述

复合材料全称为先进树脂基复合材料，是以有机高分子材料为基体，高性能连续纤维为增强材料，通过复合工艺制备而成，具有明显优于原组分性能的一类新型材料。复合材料以其卓越的强度、模量、性能可设计性、制备灵活性和易加工性等优点迅速发展起来，成为继铝、钢、钛之后的第四大航空材料，广泛应用于军用和民用客机。

复合材料零件主要采用热压罐成型工艺，为避免空气中灰尘颗粒对复合材料零件铺叠成型造成不利影响，预浸料下料和复合材料零件铺叠需在有洁净度要求的铺叠间内进行。

二、航空复合材料厂房铺叠间设计要点

1. 铺叠间平面设计

复合材料厂房平面布局根据工艺生产流程进行排布，应避免人流和物流交叉。铺叠间的建筑平面和空间布局应具有一定的灵活性，一般采用大跨度柱网和大空间，不宜采用内墙承重体系，在铺叠间周边设置技术通廊，工艺设备布置靠近技术通廊，使铺叠间内除了必要的管线外，其他管线都设置在通廊里，这种措施使铺叠间更加清爽干净，而且有利于设备管道的日常检修维护。

采用技术通廊的另一大优点是使室外环境和铺叠间之间形成了一个空腔，有效的缓解外界对于室内的影响，对铺叠间恒温恒湿的要求提供了有力的技术支撑。

2. 铺叠间防火等级

复合材料厂房的火灾危险性应根据生产流程情况确定，一般为丙类，耐火等级一般为一级，这可以保证厂房内没有难以分隔的防火墙，保证物流的通畅性。根据《建筑防火规范》、《洁净厂房设计规范》等要求，铺叠间各部位耐火极限要求如下：柱子3小时，隔墙1 小时，吊顶0.4 小时，隔墙上的门窗0.6 小时。

3. 铺叠间建筑设计要点

根据航空复材工艺生产要求，铺叠间内应始终保持10-~40pa正压的需求，其洁净度一般参考《洁净厂房设计规范》中的8 级标准，其建筑装修及构造的做法有一定的特殊性。

3.1 地面设计要点。铺叠间地面应平整、耐磨、易清洗、不开裂、且不易积聚静电，避免眩光。地面垫层宜配筋、潮湿地区垫层应有防潮措施。满足上述要求的材料主要有两种，一种是环氧自流平，另外一种是水磨石。环氧自流平地面近年来广泛应用于各种工业建筑，技术成熟且施工完成效果较好，价格相对较高。

水磨石造价低，但施工工艺复杂，施工周期较长。除面层外，地面基层材料主要有两种，一种是双层钢筋网混凝土，另外一种是钢纤维混凝土。双层钢筋网混凝土地坪施工过程中要严格把关，防止地面裂缝。钢纤维混凝土整体地坪是近年来大量使用的一种地面基层，由于钢纤维均匀的分布在混凝土中，使这种重载型地面常见的裂缝情况大大改善。

3.2 墙面设计要点。根据规范要求，铺叠间的壁板及夹芯材料应为不燃烧体，且不得采用有机复合材料。用于洁净生产区与一般生产区之间的墙体应设置为不燃烧体。穿隔墙的管线周围空隙应采用防火或耐火材料填堵。内墙壁表面应符合平整、光滑、不起尘、避免眩光、便于除尘等要求，并应减少凹凸面，阴阳角做成圆角。除需满足上述条件外，一般铺叠间还要保证室内的恒温恒湿和正压送风，恒温恒湿就要求墙面的导热系数越小越好，而正压送风要求墙面尽量减少接缝和钉孔，这些就大大限制了墙面的材料和施工工艺。由于铺叠间的特殊设计要求，墙面饰面材料大致有以下两种：环氧树脂漆、彩钢岩棉夹芯板。环氧树脂漆最大的优点是造价低，缺点是房间内的管线外露。采用这种饰面时宜干燥作业，同时环氧树脂漆应选用优质漆料。彩钢岩棉夹芯板是由上下两层彩色涂层钢板作为面层，岩棉等作为芯材的成品板材。一般采用横向檩条固定在柱子上，竖铺壁板。壁板连接构造的整体性和气密性是很重要的，整体性除靠板与板之间的雌雄槽紧密组合外，还需要上下马槽和板之间严密结合，使洁净空间形成一个完整的匣体。板壁之间的接缝应以密封胶等密封材料嵌缝密封，防止灰尘在进入室内，减少能量消耗。

3.3 吊顶设计要点。根据规范要求，吊顶材料应为不燃烧体，且不得采用有机复合材料。穿吊顶的管线周围空隙应采用防火或耐火材料填堵。因有检修要求，吊顶强度应能承受两个人同时踩踏的重量。吊顶的材料可选择无机防火彩钢夹芯板或双层石膏板错缝铺贴。无机防火彩钢夹芯板是较为常用的材料，其主要特点是表面平整、光滑、不发尘、吸尘且安装方便。双层石膏板错缝铺贴也可以保证室内正压和洁净度，但其强度不足以满足两个人同时上吊顶，因此在吊顶上需设置检修马道。

3.4 门窗设计要点。根据工艺生产要求铺叠间的门应能快速开启，并且在过渡间设置双层门互锁，即一扇门关闭后另一扇门再开启。铺叠间对外的开门一般采用双层门，即一道快速门，一道防火卷帘。日常工作时使用快速提升门，防火卷帘只有在火灾发生时才使用，需设置消防联动。为保证安全疏散，工艺大门旁应设防火小门供人员疏散使用。铺叠间不应对室外开窗。开向厂房生产区的观察窗为应为防火窗固定窗。

3.5 其他特殊要求设计要点。铺叠间光反射系数要求一般规定如下：顶棚和墙面宜为0.6~0.8，地面宜为0.15~0.35。铺叠间需设置投影仪辅助生产，投影仪的准确性影响材料铺叠的精准度，因此投影仪应防震动。投影仪应尽量固定安装在柱子或侧墙上，远离暖通等专业的风管管线。铺叠间内暖通专业通风方式一般为上送下回，地面需设回风沟，沟内表面需刷环氧树脂，光滑不积灰，回风沟盖板宜选用钢格栅，盖板内侧敷设过滤棉，以确保灰尘不进入室内。铺叠间内墙板、吊顶、管线穿墙、门窗等构造交接处均应使用密封胶密封，较为常见的建筑密封材料硅胶会引起材料的脱离，因此密封胶严禁使用硅胶。可使用中性聚氨酯胶。

三、结语

由于铺叠间的设计具有专业性、复杂性、综合性的特点，本文所提到的仅仅是建筑专业的设计要点。实际工程设计中，还需要工艺、结构、设备、电气等多专业共同努力才能完成。除设计图纸外，精细化施工和后期维护也对提高铺叠间生产效率非常重要。

参考文献：

[1]《洁净厂房设计规范》GB50073-2013　中国计划出版社[2]《洁净室施工与验收》GB 50591-2010　中国计划出版社[3]《航空工业复合材料车间和金属胶接车间设计规程》

HBJ16-2006