洁净实验室结构工程关键施工技术

摘要：洁净实验室的结构性能主要受地板的防静电功能和彩钢板的严密性影响，如在施工中不进行控制，会影响室内的通风空调换气次数，因此两者对实验室内部的洁净度形成起到了十分关键的作用。目前，国内缺乏相应的规范对其进行限制。通过某大学微纳平台的建设，总结了洁净实验室地板、墙板、顶板以及门窗的施工重点，希望能对类似工程起到借鉴作用。

在洁净室的施工过程中，防静电贴面地板是常用的地板类型，这类地板通过导静电的各类材料设计能防止灰尘在地面吸附，进而保持洁净室地面的整洁(一般运用于千级及以上的洁净实验室)。防静电贴面地板一般由焊条、面板、铜箔、导电底胶组成，安装在原地面上，如图1所示。

为了使防静电贴面地板的施工符合要求，首先对毛地坪的施工质量进行验证，通过保证地坪的各项指标，从而为后期敷设地板提供基础。PVC地面施工要求包括：地坪水分含量在4.5%以下;基础地坪平整度2 m靠尺误差<2 mm;水泥沙浆强度(水泥标号)不小于75～100;无空鼓、裂缝，不起沙，伸缩缝界面处无明显高低差。

现场施工前准备好各类工具，确认施工人员的从业资格并做好安全交底，洁净室内施工必要时应通过风淋室吹扫。现场安装应无任何交叉作业。现场安装的防静电贴面地板应具有防静电性能优、承载能力强、耐磨性优、耐冲击性能好等技术优势，具体的性能要求可参考相应国家标准和设计要求，并需要提供地板材料的各类性能检测报告。现场安装的防贴面地板具备互换性好、维修方便、组装灵活、平整度符合国家标准及设计要求、尺寸精度高、美观性好等特点。

基层底涂处理前，应对基层进行地坪打磨，有裂缝时应采用波型钢条加固后，采用双组分环氧树脂进行修复。为了进一步提高地面系统的承载力和抵抗动剪力的能力，在导电铜箔敷设前，应进行水泥自流平施工，并根据建设方和设计要求进行水泥自流平的强度和平整度检测。导电铜箔厚度宜为0.03～0.10 mm，宽度宜为10～20 mm;推荐采用的铜箔尺寸为10 mm(宽)×0.03 mm(厚)，井字格排列铺设，至少每一张地板下有一条铜箔。

为了减少地板的敷设量，应推荐在BIM中首先建立模型并进行预拼接，从而确定拼接顺序和方向，同时鼓励使用大模块的拼接方式(即几块防静电地板在工厂预制时已经焊接完成，形成大模块以降低现场的工作量，从而控制工期和成本，降低焊接动火量)。导静电铜箔网格应按地网布置图铺设，铜箔条应平直，不得卷曲和间断，纵横交叉点位置在贴面板的中心，与接地端子连接的铜箔应留有足够的长度。在自流平表面涂刷导静电地板胶，导电胶配制应按炭黑∶胶黏剂=1∶100的质量比例(充分考虑了导电率和黏结性能)，搅拌和涂刷应均匀，待涂有导电胶的贴面板晾干至不粘手时，应立即开始铺设地板(图2)。

地板铺设前应测量室内铺设区域的长度和宽度，重型基座与其他落地设备的位置，适当地选择铺设基准位置以减少对地板的切割。为了减少地板的整体平整度偏差，按地板模数选择板块铺设方向，当平面尺寸符合活动地板块模数且各类障碍物(机柜或结构柱等)时，宜由中心向外铺设;当平面尺寸不符合模数时，宜由外向里铺设，使收边在房间里侧，这样有助于控制敷设的精度;铺贴后用滚筒均匀滚压，使地板与地板胶结合致密，固化时间24 h后，进入下一工序。

地板间的高度差允许值为0.5 mm，相邻地板间的错位不应超过1 mm，地板间应留有1～2 cm的缝隙，缝隙宽度应保持一致。地板敷设且尺寸验收合格后，开始地板间的焊缝开槽和焊接工作，焊接温度应不低于180℃;地板应使用自动开槽机开槽，槽宽应根据设计要求，槽深为地板厚度的2/3，地板间焊接应采用自动热熔焊接机进行热塑焊，焊条与地板界面处应平整。

防静电贴面板敷设到接地端子处时，应先将连接接地端子的铜箔条引出，用锡焊或压接方法与接地端子牢固连接。在地板焊接完成后，应将导电网铜箔引出装置与预设地线连接。地板完全铺设后，采用专用清洁剂进行表面清洗，同时为了更好地保护地板及延长地板的使用寿命，宜涂上导静电地板蜡维护。根据地面的实际使用情况定期对地面进行清洗，重新上导静电蜡水，一般以半年为周期。防静电贴面地板在施工完成72 h后才能进行验收和使用。在施工面积大于140 m2时，推荐选取一个局部位置或一个长边位置进行样板铺设，以确保最终铺设的成功率。防静电贴面板完成效果如图3所示。

和贴面地板相同，百级实验室使用的是防静电活动地板，这是因为百级实验室中的气流组织均匀性要求更高，且高效过滤器运用数量更大，故要求气流组织通过下方地板的回风腔，这就需要地板有均匀的开孔。防静电活动地板是带有防静电贴面材料或防静电涂层、具有防静电性能的活动地板材料。防静电活动地板由地板、可调支撑、横梁、缓冲垫(导电胶垫)等组成，其地板主要由板基材、防静电贴面板和导通件组成。

除了和贴面地板有相同的要求外，活动地板的施工应在室内装修工程已基本完工、安装于基层上的设备已固定在预定位置、放置在活动地板下的管线或导线已铺设就位后，方可进行防静电活动地板安装，不得上下交叉作业。活动地板架空高度不小于120 mm时，应采用四边支承型施工方式;当架空高度小于120 mm时，应采用四角支承型施工方式(图4)。

原基层地面或楼地面应符合架空地板安装要求，用激光扫平仪，对整个楼层铺设地板范围进行测平，保证基层平面平整，无明显凹凸不平。由于可调支座的调节范围为±20 mm，如果有局部地面超出了该调节范围，应使用錾子进行剔凿并用钢丝刷清理干净;当楼面混凝土过低时，应使用1∶2水泥砂浆进行修补(搅拌用水需加界面剂胶，水∶胶按5∶1混合)。

按照图纸的设计进行弹线，弹线后应在方格网各个十字交叉处用专用胶水粘接固定支架，并调节支架托使顶面高度保持水平面一致。支撑与基座之间的空隙灌注环氧树脂并连接牢固，也可用膨胀螺栓连接牢固。支撑和横梁构成一体式框架后，推荐使用水准仪进行二次抄平。地板的铺设除应满足防静电贴面地板的施工要求外，还应满足下列要求：在收边位置，切割的地板应大于10 cm的宽度;地板块边缘与墙、柱之间的间隙为3 mm;板块间的缝隙应平直、整齐，2 m范围内的缝隙水平错位不应大于2 mm。

当铺设的活动地板不符合模数时，其不足部分应根据实际尺寸将板面切割后镶补，并配装相应的可调支撑和横梁。每层楼层内应设置专门用于切割板块的区域，并采用彩条布封闭或边切割边喷水的方式，防止切割产生的锯末污染周围环境。切割的边应采用清漆或环氧树脂胶加滑石粉按比例调成腻子封边，或用防潮腻子封边，切割边处理后方可安装。

接地系统可采用防静电活动地板的支架系统构成接地网，接地网应与室内接地端子连接，室外接地引出线和接地体的安装应符合现行国家规范GB 50944—2013《防静电工程施工与质量验收规范》的相关要求。防静电活动地板在施工完成72 h内不应重压和滚轮荷载，待铺装24 h后，可以切割槽口和焊接，72 h完全固化后可以载重。

作为洁净实验场所围护结构的重要组成部分，净化类彩钢复合板是一种在净化类场所如实验室、药厂、手术室、洁净生产车间等使用，具有一定强度，同时兼具防火和保温性能的围护结构类材料。彩钢复合板的结构外层为一定厚度(一般不小于0.5 mm)的钢质材料，内部夹层为玻镁夹芯板、岩棉夹芯板、聚苯乙烯夹芯板等。在施工中，彩钢复合板的防火性能、力学性能和保温性能必须满足设计要求。彩钢复合板金属板材与整体充填材料粘贴牢固，无空鼓、脱层和断裂。现场的板材应根据安装位置逐一进行编号。推荐在工程开展前，根据BIM在软件中进行虚拟建造，进而确定最终彩钢板不同板块的拼接顺序和拼接方向。

铝合金U形地槽安装前，应准确测量现场墙面和吊顶的尺寸，以及各类门窗洞口的位置，并按照实际情况合理地计算板材的加工尺寸和数量。铝合金U形地槽安装前，应在地面上根据墙体位置进行弹线。施工安装前，应首先将吊挂件和锚固件等与主体结构和楼面、地面的预设件固定，所有金属件都应做防腐、防锈处理。根据弹线位置切割地面，地面留槽应比铝合金地槽高度深5 mm，同时宽6 mm，及时清理灰尘。切割的地槽和U形铝合金槽间应无杂质和灰尘，地槽和铝合金U形槽中间灌注密封胶。用于固定铝合金U形槽的射钉(3.2 cm规格)或膨胀螺栓(M6规格)之间的距离不应大于400 mm，固定件中心在槽的中心位置，并呈一直线，其位置应避开暗管。彩钢复合墙板安装前应安装天槽，天槽和地槽应在同一垂直面上，误差应在1.0%以内，且不超过3 mm(图5)。

彩钢复合板墙体安装应按照编号逐一安装，从一侧墙端开始，不能从中间开始安装，如沿土建墙体和柱施工时，应与墙或柱有可靠的连接(推荐使用BIM进行模拟建设，以解决上述工序可能存在的问题)。合板墙板的连接应使用专用的“中字铝”，拼接时“中字铝”的两翼应有限位条，连接侧应满涂密封胶，限位条保持板缝的宽度为2 mm，缝的允许偏差为±0.5 mm(图6)。彩钢复合板隔墙与外墙板连接前，应在隔墙端部安装铝合金U形槽。

吊顶板施工前，应确认顶板内预埋的各类管线测试(如试水、试压、严密性等)合格，重型灯具的灯饰应在吊顶板安装后安装。检查吊件，主龙骨的间距应为800～1 200 mm，如安装的彩钢复合板长度超过3 m，应在吊顶板中央位置增设吊点。按照弹线的标高安装彩钢复合板吊顶板，弹线前必须用棉线20～30 m校核基准点或参考点，弹线应清楚并符合设计的各项要求。彩钢复合板吊顶的安装工艺和质量要求与彩钢复合板墙板相同，安装前应再次检查龙骨是否调平并固定。吊顶板与墙板连接处，在吊顶板短边之间留8～10 mm缝隙，应使用宽350 mm、厚1.5 mm的钢板(防锈)，用自攻螺丝(防锈)在两边固定，螺丝的间距为200 mm(图7)。

吊顶板之间的连接如设置吊杆时，吊杆宜采用⌀10 mm的圆钢，宜采用2个M10膨胀螺栓和角铁与土建混凝土楼面固定，吊杆与龙骨的连接宜使用双螺母固定的方式(图8)。彩钢复合板墙板与吊顶饰面板面缝隙的允许偏差不应大于0.5 mm，应采用密封胶密封。用于悬挂彩钢复合板吊顶板的吊挂件不得作为机电管线或设备的吊架，管线和设备的吊架也不应直接吊挂在吊顶上。彩钢复合板施工结束后，在预留孔洞位置应安装橡胶密封垫和不锈钢装饰套，最后用密封胶密封。彩钢复合板墙板和吊顶安装后，各项尺寸验收完后应对所有板缝进行打胶，打胶前应对板缝进行清洁，打胶应均匀。

门框选用的冷板厚度为1.2 mm，门扇板冷板厚度为1 mm;门框下应带厚度为1.2 mm的钢板与地面连接牢固(图9)。窗框和门框下料时，尺寸应准确，拼装完的门框和窗框，垂直度和平整度必须满足设计要求。门框拼接角度应为45°，表面连接件不外露。门框两侧的固定点至少为6个，上侧的固定点至少为2个，紧固件应不外露。门上密封条的安装长度应稍大于导轨长度，一般长20～30 mm，以防止胶条收缩时产生缺口。门上如安装自动升降式密闭条，应安装牢固以保证门下口有良好的密封效果。闭门器的安装应保证闭合时，门框受到较小的冲击载荷。安装完毕的框架与结构连接处应均匀打胶，玻璃安装完后，其上口和左右应留有1～2 mm间隙以便涂胶。铝合金圆弧阴阳角的安装应距离墙板端部150 mm内，固定的钉子距离为300～500 mm。彩钢复合板及门窗施工的其他要求应满足现行国家标准GB 50591—2010《洁净室施工及验收规范》及其他相关行业、地方标准的规定。

近年来，国家在政策层面对科研实验室建设给予了大力支持。例如，科技部、教育部等部门发布了一系列关于实验室建设和改革的政策。在实验室建设标准方面，住房城乡建设部已制定了一系列的相关标准。我国实验室建设的水平已经大幅提升，但与国际先进水平相比，仍有一定的差距。本文对洁净实验室的围护结构施工关键技术作介绍，针对防静电贴面地板、高架地板和彩钢板围护结构中的顶板、隔板、门窗的施工重点进行阐述，希望能对同行施工单位有所启示。