单晶太阳能厂房建设设计方案.docx

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单晶太阳能厂房建设设计方案

1.建筑规划设计

1.1总图规划设计：

1.规划原则：

a.功能分区明确，生产功能充分整合

b.合理组织交通、满足物流要求，人员方便通行和管理

c.突出企业形象，美化厂区景观

d.节约用地，布置紧凑

某地块单晶及配套项目的发展规划和生产规模需要，对所征的场地的建设规划如下：

整个布局上分为南北两大地块，计划设计如下，北侧地块布置主要设餐厅及活动中心、员工宿舍及干部宿舍等生活区域，东侧设有人流出入口，出入口处设有集中绿地，视野开阔，此生活区域设计围墙分割，且处于厂区南侧，便于出入生活区及工业厂区，便于分区管理，且不干扰厂区内部交通。

南侧地块布置主要设厂房、仓库及物流广场、各功能区域自成生产体系，各区域设计集中的动力站和垃圾站、罐区等便于就近提供生产辅助能源，同时便于各工艺部门结算；集中设计110KV变电站、废水处理站、硅料清洗、化学品库等，便于集中管理。

整个园区通过人流流线、物流流线相互联系，达到了整个厂区的协调统一。

物流主入口位于东侧主道路，主要供全厂的物流进入，由此分达到车间1&2的中间仓库和综合仓库；南侧设有物流次入口，同时作为消防应急出口；整个规划物流通畅，使各个功能区通过入口在厂区内流线能够互不干扰。

物流主入口面临城市主干道且两侧各设计汽车停车场以及自行车停车区，还设有三处集中绿地，景观较好，视野开阔。

厂区内主要物流流线，符合工艺生产流线的需求，厂区内仓库、厂房及主要功能区均位于物流干道两侧，使得物流流线可到达各功能区，将整个厂区的功能区有机的联系在一起，且物流流线主轴到达各功能区的距离最短，使厂区内整体的运作更具效率。

厂区在东面设计集中员工停车区，停车区设计围墙与厂内分割，员工通过刷卡上下班，便于分区管理，且不干扰厂区内部交通；对于居住在宿舍区域的员工，通过人流出入口进入生活区，生活区与厂房采用围墙分割便于管理，员工通过刷卡进入厂区；

本规划着意总体布局，充分利用土地，合理布置不同功能的建筑。

从城市整体环境设计出发，合理组织人流和物流，做到“创新、协调、绿色、开放、共享”并重。

东侧设集中绿化，临城市主道路一侧绿化成片，使厂房成绿化点缀，而每栋建筑周边，绿地以灌木、草坪为主要的环境构成要素，构筑平缓的草坪，点缀各种花卉、树木、水体，自然的卵石成为厂区天然雕饰的景观。

物流主入口绿化、餐厅及活动中心处水景面临城市主干道与之形成统一的形象广场位置更醒目，提升企业形象。

1.2主要经济指标

总用地面积：

227884.91㎡

建构筑物占地面积：

111957.70㎡

总建筑面积：

184238.00㎡

建筑密度：

49.28%

容积率：

1.00

道路及广场占地面积：

50038.60㎡

绿化面积：

65888.61㎡

绿地率：

28.91%

1.3建筑物一览表：

编号

名称

层数

占地面积（m2）

建筑面积（m2）

备注

单晶厂房1

10967.00

单晶厂房2

10967.00

动力站1

3672.00

垃圾站1

378.00

液氩罐区1

324.00

单晶厂房3

10967.00

单晶厂房4

10967.00

动力站2

3672.00

垃圾站2

378.00

液氩罐区2

324.00

车间1

15840.00

车间2

15840.00

综合仓库

10967.00

110KV变电站

2604.00

5208.00

废水处理站

1186.00

硅料清洗厂房

3360.40

化学品仓库

630.00

次门卫1

20.00

主门卫及地下消防水池

101.20

自行车停放区D

150.00

餐厅及活动中心

1773.50

3773.72

员工宿舍1

1110.24

5551.20

员工宿舍2

1110.24

5551.20

员工宿舍3

1110.24

5551.20

员工宿舍4

1110.24

5551.20

员工宿舍5

1110.24

5551.20

干部宿舍1

229.30

1088.62

干部宿舍2

229.30

1088.62

干部宿舍3

229.30

1088.62

E10

干部宿舍4

229.30

1088.62

E11

次门卫2

101.20

E12

自行车停放区E

300.00

合计

112318.15

184238.00

1.4建筑平面设计：

本次设计主要集中在单晶厂房、办公生活区以及建筑，主要如下：

宿舍区考虑到对整个厂区的影响，为避免流线交叉混乱，布置在地块北侧，东临集中绿地，西近城市集中绿地。

餐厅作为整个厂区的供餐场所，东侧布置景观亭，西侧通过用简单的活动场地与宿舍用相连，既相互联系又相互独立。

A1号建筑（单晶厂房1）、A2号建筑（单晶厂房2）、B1号建筑（单晶厂房3）和B2号建筑（单晶厂房4）均为二层丁类厂房，钢筋混凝土结构和门式刚架结构，生产区上方为轻钢屋面，一层东西面为变电站，，二层东西面为空调机房，中间区域为生产车间，底层层高3.2米，二层8.3米，彩钢板外墙（下部设计1.0米高砖体裙墙），层高约为11.5m，生产车间跨度为60m，柱距为10m，建筑地坪。

A3号建筑（动力站1）和B3号建筑（动力站2）为单层丁类厂房，钢筋混凝土结构，外墙均为砖墙，钢筋混凝土屋面，层高约为7.0m，生产车间跨度为27m，柱距为10m，建筑地坪。

C1号建筑（车间1）和C2号建筑（车间2）为单层丁类厂房，主体结构为门式刚架结构，轻钢屋面，彩钢板外墙（下部设计1.0米高砖体裙墙），层高约为11.0m，生产车间跨度为80m，柱距为10m，建筑地坪。

C3号建筑（综合仓库）为单层丁类厂房，主体结构为门式刚架结构，轻钢屋面，彩钢板外墙（下部设计1.0米高砖体裙墙），层高约为11.5m，生产车间跨度为60m，柱距为10m，建筑地坪。

E2号建筑（员工宿舍1）、E3号建筑（员工宿舍2）、E3号建筑（员工宿舍3）、E4号建筑（员工宿舍4）建筑平面布局的单元是以天井为中心围合的院落，根据功能、规模、地形灵活布置。

灵活多变的斜坡屋顶配合凹凸墙面，高低进退错落有致。

1.5建筑立面设计：

建筑物立面主要利用新建筑材料和错落有序的压型彩钢板屋面的构成手法，体现建筑群体的整体感和现代感。

造型设计上体现平和的建筑价值观，回归“实用、经济、美观”的基本原理，用自然、中性、朴素的当地材料和色彩，体现当地特有的人文意蕴。

餐厅及活动中心外墙饰面主要采用外挂石材，主入口采用玻璃幕墙、轻钢架透明玻璃雨棚强化入口的感官。

东侧面临城市集中绿地作为整个厂区的形象入口，采用外挂石材方法和大面积玻璃幕墙的方法，实现立面上的虚实变化，既体现出了庄重厚实，又恰当的借用城市集中绿地景观。

外立面造型气势磅礴，将浓厚的现代感用建筑的形式在外立面造型上表现了出来。

宿舍区主要采用仿花岗石真石漆，与餐厅及活动中心呼应。

厂区建筑物以银灰色彩钢板外墙，配以铝合金条窗、银灰色彩钢板屋面等共同组成了现代气息浓厚的工业生产厂房，配合蓝天、白云、花草、树木相互映衬，构成了一个和谐的建筑空间。

建筑的设计与使用，注意建筑与环境的和谐及可持续发展。

宿舍较灵活的采用院落式的围合布局是对中国园林式“四合院”、“三合院”继承与发展，设计借鉴当地的民用建筑风格，主要民用建筑采用坡屋顶设计，同时配合水景设计。

使得建筑融汇于山水之间，营造出高品质的建筑环境。

2.结构设计

2.1综合厂房简述

整个布局上分为南北两大地块，北侧地块布置主要设餐厅及活动中心、员工宿舍及干部宿舍等生活区域；南侧地块布置主要设厂房、仓库及物流广场。

（1）A1号建筑（单晶厂房1）、A2号建筑（单晶厂房2）、B1号建筑（单晶厂房3）和B2号建筑（单晶厂房4）：

二层钢结构框排架结构，活荷载标准值：

5kN/m2。

一层为钢结构框架结构，二层为抽掉三排柱子后门式钢架结构。

（2）A3号建筑（动力站1）和B3号建筑（动力站2）：

单层钢筋混凝土框架结构。

屋顶需要放置设备，活荷载标准值：

10kN/m2。

（3）C3号建筑（综合仓库）：

单层的门式轻钢结构。

（4）E2号建筑（员工宿舍1）、E3号建筑（员工宿舍2）、E3号建筑（员工宿舍3）、E4号建筑（员工宿舍4）：

多层混凝土框架结构。

活荷载标准值按照规范采用。

结构的柱网布置，梁、板、柱的截面尺寸除满足结构专业通常设计要求外重点要满足生产工艺设计的要求。

本工程生产区域的地面采用建筑地坪，局部有较重设备区域可采用局部加厚建筑地坪；仓库，动力辅房区域建筑地坪。

本工程为超长超宽结构，若局部区域工艺要求不允许设缝，设计上采取下列措施：

建筑保温上。

结构设计上，采用补偿收缩混凝土，以抵消混凝土的收缩与干缩变形，同时加大了楼板抗温度应力钢筋，并对板、梁、周边柱配置抗温度应力钢筋，以抵抗温度变化产生的应力。

在构造措施上，加强了敏感部位的钢筋配置，钢筋搭接改为受拉搭接。

在施工措施上选择合适的水泥品种，降低混凝土的入模温度，制定合适的浇筑混凝土顺序，并加强养护措施，延长养护时间等等。

2.2基础部分

若场地区域不存在大深度的开挖回填，把握尽量利用原状土质原则。

对于单层轻钢部分厂房，采用独立基础；其余多层厂房及宿舍，动力区辅房及较重设备基础，采用桩基础。

桩基础采用当地的预制桩基础。

待地勘报告提供后，再做完善设计。

2.3钢架形式

屋面采用人字形轻钢结构，屋面檩条采用Z型薄壁钢，墙面檩条采用C型薄壁钢。

由于所在地雨水量充沛，屋面坡度和雨水沟，雨水管数量应加大，重现期按照100年一遇考虑。

2.4地震作用

某地块，属于高烈度设防区，抗震设防烈度8度，地震加速度0.20g，地震设计分组：

第二组。

2.5风荷载作用

50年一遇的风荷载：

0.30kN/m2。

2.6雪荷载作用

50年一遇的雪荷载：

0.30kN/m2；100年一遇的雪荷载：

0.35kN/m2。

2.7材料

混凝土强度等级：

C30及C35，基础垫层C15。

钢材：

所有预埋件和型钢均采用Q235B级钢。

钢结构构件均采用Q345B级钢。

钢筋：

HRB300级fy＝270N/mm2

DHRB400级fy＝360N/mm2

墙体：

±0.000标高以上：

MU7.5实心砖M7.5水泥砂浆砌筑。

±0.000标高以下：

MU10实心砖，M10水泥砂浆砌筑。

3.通风及空气调节设计

3.1全室通风、工艺排风、排烟

●更衣室等房间设置卫生通风，满足卫生要求。

●卫生间设全室通风，换气次数12次/小时。

●变电站设置全室通风，通风量满足排除室内余热，具体根据变压器容量计算。

其他站房如泵房、空压、冷冻站根据不同的使用要求设置通风系统。

●生产车间一般废气直接用风管收集通过风机排至大气，排风机设置于室外地面上，便于检修。

●根据规范对需要排烟但不满足自然排烟条件的区域道设置机械排烟。

●单晶车间下夹层采用单向流机械通风，即在一侧设计进风百叶，另外一侧设计轴流排风风机，使得夹层设备及时散热避免故障；

一般排风风机

3.2空气调节

●生产车间设置全空气空调系统，保持室内的温、湿度，空调设备置于各生产车间空调机房内。

●单晶车间采用双风机空调系统，过渡季节和冬季充分利用室外新风，节约能源。

●辅助办公采用吊挂式新风机组+风机盘管机组形式。

●变电站夏季采用空调，冬季采用通风降温，节约能源。

●所有新风入口需加装防虫网，根据当地气候条件和当地项目设计经验，防虫网的目数需要更密。

房间名称

温度

相对湿度

净化级别

空调形式

排风形式　

℃

％

单晶车间

配料间

25±3℃

≤70

舒适性空调

风机盘管+新风系统

装料间

24±2℃

≤60

空调（加过滤，相对净洁）

风机盘管+新风系统

喷涂间

24±2℃

≤60

全室通风（加过滤，负压）

吊顶式循环空调机组系统

脉冲滤筒式除尘系统

拉晶车间

24±2℃

≤60

舒适性空调

组合式双风机空调机组系统

热排风，泵尾气除油后排放

硅锭暂存

全室通风

风机盘管+新风系统

更衣、办公、门厅、走廊

24±2℃

舒适性空调

风机盘管+新风系统

更衣室卫生排风

组合式空调箱自循环空题机（RAU）

双风机空调箱卧式风机盘管

卡式风机盘管

单层百叶风口双层百叶风口

方形散流器门铰型百叶风口

喷口旋流风口

气体动力设计

气体动力专业设计包括冷冻站、空压站、清扫真空泵房、大宗气体站等系统。

本项目计划布置两个动力站，南侧A3动力站设置在单晶车间1、2和车间1之间，为单晶车间1、单晶车间2、车间1、化学品库、硅料清洗房提供冷热源、压缩空气、工艺冷却水、氩气。

北侧B3动力站设置在单晶车间3、4和车间2之间，为单晶车间3、单晶车间4、车间2、餐厅活动中心提供冷热源、压缩空气、工艺冷却水、氩气。

动力管道通过室外综合管廊就近接入使用建筑，减少管路系统损耗和减少投资，方便施工和运行管理。

4.1冷冻站

动力站为单晶车间、车间1和2、辅助建筑提供空调、工艺冷却水冷源系统，以及单晶炉工艺冷却水系统。

节能考虑，主机采用10KV高压水冷离心式冷水机组，提高主机运行效率，降低运行成本；配套的冷却塔布置于动力站屋面。

从节约能源减少运行成本考虑设计单晶工艺冷却水系统。

根据单晶炉工艺冷却水出水温度需求，同时考虑项目所在地气候特点，计划采用开式冷却塔结合冷水机组的冷却方式，即开式冷却塔+板式换热器的一级冷却，结合冷水机组+板式换热器的二级冷却方式。

当室外湿球温度小于等于设定下限时，仅需通过冷却塔来冷却换热，仅由一级板换换热；当室外湿球温度大于下限时，由冷却塔冷却水带走部分热量，剩余热量通过冷水机组换热带走，由一级板换与二级板换同时换热；当室外湿球温度大于等于设定上限时，需由冷水机组二级板换热带走全部热量。

工艺冷却水与冷源系统为间接冷却方式，确保工艺冷却水水质要求。

同时工艺冷却水系统设计为开式系统，在动力站设置一个冷却水缓冲水池。

该冷却水系统方案，结合合理的控制系统，可极大限度的降低冷水机组的运行时间，减少系统用电量，大大降低运行成本。

单晶工艺冷却水应急水系统采用应急电供电及自来水供水的双保险系统，用于停电或系统故障时，对单晶炉有两级保护功能。

当工艺冷却水循环泵因停电停止运行后，柴油发电机启动，供给应急电，工艺冷却水泵启动；当发电机未能正常开启时，将接进自来水管道上的应急阀打开，将市政自来水补进工艺冷却水系统，确保单晶炉安全。

单晶工艺冷却水系统流程示意图

4.2空压站

本项目空压站设置在动力站一侧，压缩空气系统由无油水冷螺杆式空压机、水冷离心空压机、储气罐、前置过滤器组、吸附式干燥器、后置过滤器组、管道及阀门附件等组成，满足单晶、清洗车间、废水处理区、纯水站等压缩空气需求。

空压站流程示意图

4.3清扫真空泵房

本项目清扫真空泵房设置于单晶车间内靠外墙，清扫真空系统由真空泵、除尘器、管道及阀门附件等组成，满足单晶车间清扫真空需求。

4.4氩气站

本项目氩气站位于动力站东侧，三栋主要用气厂房中间位置，氩气系统由液氩罐、空温汽化器、调压装置、管道及阀门附件等组成，满足单晶、铸锭车间氩气需求。

液氩罐汽化器减压阀组使用车间

氩气站流程示意图

给排水设计

主要设计内容表

5.1给水设计

●根据类似项目相关资料，本项目用水量如下表

用水量一览表

序号

用水名称

用水量

备注

m3/d

m3/h（max）

员工生活用水

人数600人

1.2

生产区

2.60

按24h，人数500人

1.3

办公区

1.25

按8h，人数100人

1.4

食堂

1.88

按24h，人数600人

生产用水

按24h

2.1

自来水给水

5808

242

按24h

2.2

纯水给水

2240

按24h

2.3

冷却塔补水

2880

120

按24h　

浇洒道路和绿化用水

240

按8h

小计

10987

221.15

未预见水量

1098

22.1

按前3项之和的10%计

总用水量

12085

243.25

消

防

室内消火栓

270

按3h，PET基膜加工前道区

室外消火栓

486

162

按3h，丙类库房

自动喷水灭火

无

●生活给水系统

生产车间及库房、冷却塔系统补水等自来水用水由生产生活水池储存，并由加压泵供给各用水点用水。

各用水给水引入管上设置水表计量。

●消防系统

本工程设置室内外消火栓系统，灭火器系统，气体灭火系统。

消火栓系统系统由消防水池，消火栓泵、阀门、室内外消火栓、水泵接合器、管道等部件组成，

●消火栓系统参数：

序号

保护区域

消火栓用水量（L/s）

火灾持续时间

系统类别

民用建筑

临时高压

生产厂房

临时高压

室外部分

临时高压

综合仓库

临时高压

5.2排水设计

本工程室外排水采用雨、污分流制；室内采用污、废分流制。

●雨水系统

按照当地地区特点，屋面雨水采用重力流系统，室外场地排水采用雨水管道收集后，就近排入城市雨水管网。

●生活污水系统

本工程生活污水主要来源于员工厨房、餐厅、办公及车间卫生间等一系列生活场所。

室内排水系统采用污废水分流，设置专用透气管，室外污废水合流，厨房废水经隔油装置处理后会同厂区生活污水一并排入化粪池处理，达到当地的下水道水质标准后排入园区周围的污水管网。

●生产废水系统

硅料清洗厂房的生产的废水排入需要通过废水管沟收集，排至废水处理站，经处理合格后达标排放。

6.电气设计

6.1供配电设计

●变电站设置及变压器装机容量

序号

车间变电站名称

变压器安装容量

备注

单晶厂房1变电站1,2

8台2500kVA+2台2000kVA10kV/0.4kV干式变压器

单晶炉及车间空调照明等

单晶厂房2变电站1,2

8台2500kVA+2台2000kVA10kV/0.4kV干式变压器

单晶炉及车间空调照明等

动力站1变电站

4台2000kVA10kV/0.4kV

干式变压器。

10kV高压冷冻机800kW4台。

冷冻水、冷却水，废水处理，硅料清洗等。

单晶厂房3变电站1,2

8台2500kVA+2台2000kVA10kV/0.4kV干式变压器

单晶炉及车间空调照明等

单晶厂房4变电站1,2

8台2500kVA+2台2000kVA10kV/0.4kV干式变压器

单晶炉及车间空调照明等

动力站2变电站

2台2500kVA10kV/0.4kV

干式变压器。

10kV高压冷冻机800kW4台。

冷却水、冷冻水泵等

车间1变电站

2台2500kVA10kV/0.4kV

干式变压器

坩埚设备及空调设备，照明

车间2变电站

2台2500kVA10kV/0.4kV

干式变压器

坩埚设备及空调设备，照明

生活办公区

800kVA10kV/0.4kV箱式变电站，两座

●全厂拟安装变压器2500kVA变压器38台；2000kVA变压器12台，800kVA箱式变压站2座，800kW高压冷冻机8台。

全厂装机容量128.6MVA。

实际耗电量98MVA

●厂区拟引入2回110kV电源，每回容量为50MVA（供电电压等级需要视当地电网条件定）。

为保证电源的可靠供应，另设柴油发电机4台（每个动力站设两台），为冷却水泵及消防负荷供电。

●110kV主开关站设置在厂区西南侧（见厂区总图），电力系统经110kV变电站降压至10kV，为全厂10kV变电站供电。

全厂设置12个车间变电站，和2座800kVA箱式变电站。

各车间变电站分别设置：

10kV高压开关柜，10kV/0.4kV变电变压器，及低压开关柜。

变电站功率因数集中补偿，保证高压侧功率因数大于0.95。

箱式变电站为成套设备，含高低压设备，室外安装。

●单晶炉设备，由于运行时会产生高次谐波。

需要在后续设计时根据工艺设备参数配置谐波治理措施。

●工艺设备低压配电主要采用插接式密集母线供电。

为节约成，本母线容量可考虑中间变容量的方式。

●动力设备采用放射式供电。

电缆线路采用阻燃C级铜芯电力电缆。

消防设备采用耐火铜芯电力电缆供电。

●本项目配置1000kW柴油发电机4台。

发电机作为备用电源为工艺冷却水系统（部分）、以及消防设备如：

消防水泵、消防排烟等消防设备供电。

工艺及动力的控制系统、通讯系统、安防系统均采用UPS电源供电。

6.2照明系统

●室内照明系统采用手动控制为主。

室外照明采用时间控制及手动控制。

各个区域照度值如下：

车间

300

LED灯

单、多晶炉区域，采用工厂灯

办公区

300

LED灯

嵌入式灯具

动力区

150

LED灯

防水防潮线槽灯

库房

200

LED灯

高天棚灯盘

室外

LED灯

6米高路灯，或外墙安装

●应急照明

应急照明分疏散照明及备用照明。

疏散方向设置疏散方向指示灯及出口指示灯，室内区域按10%设置备用照明，消防值班室，变电站，消防水泵房等区域按规范要求应设置100%应急照明。

应急照明均采用内置蓄电池及市电供电。

室外照明以路灯为主，配以局部景观照明。

6.3防雷接地系统

本项目建筑防雷为三级防雷建筑。

电子防雷按B级建筑设防。

各级配电箱均设置浪涌保护装置。

本项目采用联合接地，接地电阻小于1欧。

6.4电气系统关注点

湿热带地区电气设备应严格加装防潮设施。

湿热地区多有白蚁危害，所有埋地电缆应采用防白蚁电缆。

6.5弱电及控制系统

厂区内设置消防报警系统。

消防控制中心设置在主门卫。

各个车间设置区域报警装置。

弱电系统包括：

Ø6.5.1厂务管理系统，FMSC

●厂务管理控制系统FMCS

●生产支持系统的水、电、气参数的监控

●节能控制

●控制中心设置在动力中心

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