高潔凈度要求下潔凈室施工總承包管理淺析

陳琪

（上海建工七建集團有限公司，上海 200050）

1 引言

近年來全球疫情肆虐，為戰勝病毒進行了大量的生物醫藥研發工作，而潔凈室是進行生物實驗的基礎設施，因此，需要進行大量的建設。潔凈室是一個依靠BA（Buliding Automation Control network）系統控制的全自動化空間，需要同時控制潔凈空間內的潔凈度、溫濕度、壓差、氣流組織、照度和自凈以滿足使用時的要求，其機電系統包括給排水、電氣、通風與空調及智能建筑四大分部工程，相當復雜。作為工程的施工總承包商，這些復雜的系統和要求均在總包管理的范圍內，如何合理組織施工工序，協調各專業分包圍繞工程目標進行施工，保證項目目標的實現，對總承包管理能力提出了嚴峻考驗。故筆者擬結合以往的一個典型項目淺析在高潔凈度要求下進行潔凈室施工總包管理的問題。筆者認為，總包管理的重點和難點主要是圍繞如何滿足潔凈室的兩大使用功能壓差控制和潔凈度控制而展開的。其中，對于壓差控制主要是針對確保圍護密閉性和模擬仿真兩大難點來開展工作，對于潔凈度控制，主要是針對凈化風管和高效過濾器FFU（Fan Filter Unit）施工這兩大難點進行管理[1]。

2 壓差控制

潔凈室的壓差控制是確保潔凈室不發生交叉污染的首要條件，是整個潔凈室施工的重中之重。潔凈室是用來進行新藥研發的，研發過程首先是將帶病的細菌植入實驗動物體內，然后將研制的藥物注入帶病的實驗動物體內，觀察研制的藥物對實驗動物是否產生效果來判斷藥物的效用。由于相鄰的潔凈室很有可能進行不同的病菌實驗，所以，必須嚴格控制潔凈室內和室外的壓差，保證室內壓力高于室外，防止其他房間的病菌混入產生交叉污染，導致實驗結果作廢。壓差控制最為關鍵的兩項技術就是潔凈室密閉技術以及壓差校核和氣流組織仿真技術。

2.1 潔凈室密封技術

潔凈室的密封具有以下主要特點和難點：（1）工作量龐大。潔凈室需要密封的節點數量眾多，包括墻面、頂面和地面之間的交接處、房間的頂面和立面拼縫、開關、插座、門窗和風口等洞口的密封等。（2）節點類型多樣。潔凈室密封涉及的節點類型多種多樣，包括平面密封、凹槽密封、角落密封等，這要求密封技術具有廣泛的適用性。（3）技術要求高。潔凈室的密封需具備高度的技術要求，以確保其效果可靠、持久，能夠防止污染物質進入室內，同時保持良好的氣密性。潔凈室是由多個獨立的潔凈室組成的，每個潔凈室在三維空間內都是一個獨立的單元。每個潔凈室的墻面、頂面和地面之間的交接處都需要進行密封，以確?？諝夂臀廴疚锊粫诳臻g內自由流動。同時，每個房間的頂面和立面都是由一塊塊板材拼接而成的，每處拼縫都需要進行密封處理，以確保頂面和墻面之間沒有空隙。此外，頂面和墻面上的開關、插座、門窗和風口等洞口也需要進行密封處理，以防止外界污染物質進入室內。由于以上難點，潔凈室的密封工作需要投入大量的時間和精力，并且需要使用多種密封材料和技術。為了確保密封效果可靠、持久，需要選擇高質量的密封材料，并采用專業的密封技術進行施工。

同時由于拼縫的節點類型各自不同，密封的類型也多種多樣，包括墻面的板塊與板塊之間的拼縫，頂面與吊頂板之間的拼縫，墻面和頂面、墻面和地面的陰角拼縫。此外，墻面上門窗洞口、插座、開關周邊需要密封，吊頂上煙感、高效風口等設備末端周邊也需要密封。密封處的大小、位置、形狀五花八門，相當煩瑣，見圖1。這些林林總總的密封節點均由相應專業的施工分包進行施工，包括強電、弱電、暖通、建筑、消防等專業，如何劃分清楚這些施工界面以及統一密封質量要求對總承包管理提出了很高的要求。

圖1 潔凈室內密封節點分布示意圖

針對這種情況，總包單位主導成立了由土建和機電專業人員組成的聯合科研團隊，專注于解決圍護結構的密閉性問題，涉及建筑和機電領域的密封技術難題。在建筑領域，團隊對作為維護結構的墻板、頂板自身的板塊拼接、墻板與頂板的交匯以及墻上門窗洞口處的密封技術進行了深入研究，并提出了一系列有效的解決方案。在機電領域，團隊則主要探討了在維護結構上安裝的機電管線穿越墻體和吊頂處的細節處理和密封技術，并針對具體問題進行了細致的分析和研究。

在完成這些研究后，聯合科研團隊將密封設計的界面劃分提交給聯合管理工作組進行審查和實施。經過聯合管理工作組的討論和決策，這些密封設計方案被順利實施，有效提高了項目的圍護結構的密閉性和整體工程質量。這一行動的成功不僅證明了總包單位在處理復雜工程問題時的領導力和專業能力，同時也為項目的順利進行和優質完工奠定了堅實基礎。通過這次土建和機電聯合科研攻關，團隊成員不僅在技術上取得了顯著的突破，同時也展現了高效的團隊協作和卓越的創新精神。

2.2 壓差校核和氣流組織仿真技術

潔凈室的壓差是通過頂部送風和底部回風之間的風量差值實現的。如何確保施工完成后的壓差滿足業主使用時的要求，需要在前期對房間內氣流情況進行精準的模擬，通過模擬的反饋結果確定后續實際投入使用時每個房間的送風量和回風量，使得每個房間的壓差滿足要求。如果模擬精度不高，很可能造成后續使用中壓差不足或超出，導致使用功能不滿足或是造成浪費。

同時由于空氣流動會在室內產生渦流，而渦流里的污染物是很難通過空氣的流動帶出房間的，所以，需要通過仿真軟件提前模擬出渦流的位置，為以后室內籠具的擺放位置提供參考，避免在渦流處擺放容易產生污物的設備，導致污物長期滯留在室內。仿真模擬結果的不準確很有可能產生適得其反的效果，因此，對仿真技術的要求很高。

針對壓差校核和氣流組織仿真要求高的難點，聯合科研攻關小組采用了計算流體力學CFD（Computational Fluid Dynamics）模擬仿真軟件GAMBIT 對潔凈室內的氣流進行模擬，主要研究了在不同進風量和回風量的條件下預測后續室內正式運行時壓差是否滿足要求。同時預測出室內渦流產生的地點，給后續室內籠具的擺放提供建議，避免將細菌容易滋生處位于渦流中，從而導致細菌無法進入室內空氣循環排出。最后對氣流穩定時間進行了模擬預測，以保證壓差測試的正確性與及時性。

3 潔凈度控制技術

筆者參與施工的典型項目潔凈室潔凈級別為IS0 Class7級，潔凈區空調系統采用全新風風道式空調系統，全送全排，送風經粗效（G4）、中效（F7）、高效空氣過濾器（H13）三級過濾后送入室內，換氣次數≥15 次/h，潔凈房間主要采用頂送風與下側排風的方式。在動物飼養室的四角設置排風口，控制動物籠具處的氣流速度≤0.20 m/s，噪聲≤60 dB（A）。在每個房間的送風支管和排風支管配置變風量VAV 閥（Variable Air Volume）與定風量CAV 閥（Constant Air Volume），通過微調閥門的開度，控制房間壓力達到設計要求?？照{風管材料均為鍍鋅鋼板，風管面積約為7 000 m2。為了滿足上述各項要求，建筑設計時將潔凈室吊頂高度定為2.6 m，相應的樓層層高為5.8 m 和6.3 m，吊頂上預留了2 m 多高的空間布置各類通風管道，機電安裝施工的工作量大，施工的難度高。

3.1 凈化風管安裝技術

潔凈室是一個密閉空間，和外界空氣交換的唯一接口是通過凈化風管進行的。凈化風管的安裝質量直接影響潔凈室內的潔凈度和壓差控制。由于風管是在現場安裝制作的，如何確保在灰塵較多的施工現場制造出內側無塵的風管具有很大的難度。同時潔凈室的風管數量多、直徑大且接頭多，如何保證這些接頭處的密封，防止污染物進入或是漏氣對潔凈空間的潔凈度有著很大的影響，故對凈化風管安裝的工藝要求也很高。

針對凈化風管安裝工藝要求高的難點，聯合科研攻關小組全面研究了凈化風管從制作準備階段開始，包括風管的選材、風管制作和咬口折方、風管成型及清潔咬口油污、風管清洗及對接、風管封包運輸，直至現場安裝及嚴密性測試等一系列工藝措施。此外，對于在施工的全過程中采取何種針對性措施來確保風管的潔凈度和密封性能以滿足設計及業主的要求的問題也進行了研究。

在風管制作場地的選擇過程中，機電專業單位首先提出了初步方案，然后經過聯合管理工作組的多次討論，綜合考慮了各施工階段、不同工況的現場布置以及各專業分包的需求。最終選定的風管制作場地，不僅能夠滿足其對于場所的相對穩定性、獨立性和方便搬運的需求，同時也能夠避免對其他專業施工產生不利影響。

在選定風管制作場地的過程中，我們充分考慮了以下幾個方面：首先，考慮到風管制作需要相對穩定的場所，選擇了遠離施工噪聲和振動區域的地方。這樣可以確保風管的制作過程不會受到其他施工作業的影響，從而保證了制作質量和效率。其次，選擇相對獨立的場所，以便能夠獨立完成風管的制作和搬運工作。這樣不僅可以提高制作效率，還能避免其他施工活動的干擾，確保制作過程的順利進行。此外，考慮到風管的搬運需要，選擇了方便搬運的場所。這可以確保在制作完成后，能夠方便地將風管搬運到其他施工區域進行安裝工作。最后，充分考慮了如何避免對其他專業施工的影響[2]。在選擇場地時，注意避免與其他專業施工產生交叉干擾，確保各專業施工能夠順利進行。

3.2 潔凈室高效過濾器（FFU）的安裝技術

作為空調系統的終端裝置，潔凈室過濾器對保持室內潔凈度至關重要。由于潔凈室需要全天候運行，空氣不斷在系統中循環，經過過濾器。因此，確保過濾器在安裝過程中維持潔凈狀態，并在使用中防止空氣泄漏，是一項具有挑戰性的工作，需要高超的安裝工藝。為了解決潔凈室高效過濾器安裝工藝要求高的難題，一個聯合科研攻關小組進行了全面的研究，探討了高效過濾器的運輸、安裝、密封到最后測試等一系列工藝措施，分析了在整個施工過程中應采取哪些針對性措施，以確保過濾器的潔凈度和密封性能達到設計要求和業主的期望。此外，他們還列舉分析了導致過濾器在安裝后質量缺陷的一些常見原因，以避免質量通病的產生。這些原因包括但不限于：安裝過程中過濾器的污染、安裝不緊密導致空氣泄漏、測試方法不正確或測試設備失效等。通過了解和解決這些問題，可以提高過濾器的安裝質量，確保潔凈室的運行效果達到預期。通過這些研究和改進措施，潔凈室過濾器的安裝工藝得到了優化和提升，有助于提高潔凈室的整體性能和效率[3]。

4 結語

潔凈室因其對潔凈度和壓差控制要求高，以及配套機電工程的復雜性，使得其施工過程給總承包項目管理帶來了巨大的挑戰。本文結合項目實例，對潔凈室的兩大使用功能——壓差控制和潔凈度控制進行了深入研究。同時，聯合管理小組和科研攻關小組從總包的角度對項目的特點和難點進行了全面的探討和對策。通過努力，成功地完成了這個潔凈度和機電工程復雜的潔凈室施工任務。實踐和研究表明，加強學習和科研攻關，可以有效提升潔凈室施工管理的效率和效果。為潔凈室施工管理提供了一種實用的、科學的解決方案，對未來類似項目的施工管理具有重要的借鑒意義。