CN86107527A - 清洁室建筑结构 - Google Patents

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Abstract

工业清洁室结构，包括位于清洁室顶的压力通风装置。该装置包括一压力通风盒的刚性连接的支撑结构和密封的顶盖、底盖及侧壁。该通风盒的顶盖板有一孔将通风机引入的空气送进压力通风盒，其底盖上装有过滤系统。清洁室包括一系列装配式墙柱，它与压力通风装置的支撑结构可拆卸地垂直连接。至少有一水平横跨弦杆与压力通风装置的支撑结构连接并间接地与墙体支承结构相接，从而将所有的支撑牢固地连接在一起共同承担荷载。

Description

本发明是属于一种符合清洁室技术要求的工业结构，例如，生产集成电路块，电子元件以及处于易受尘埃或各种微粒污染的环境中生产其它产品所需要的清洁室。尤其是本发明的清洁室用了定型型式的建筑构造，这种就可采用定型构件来组装或拆卸。而且还可以拆除某些结构构件，对已装配好的清洁室的结构进行改造，对清洁室原有未改变部分结构的技术要求不会产生任何影响。
现代技术的进步，进入了一个微型化的时代，就需要独特的生产环境，例如在生产多层集成电路计算机的芯片时，要制作许多箔膜掩模并设计几百个微型电路，其制作环境就要求杜绝外界杂质。这些制造过程都要在工业清洁室中进行，工业清洁室的等级是根据室内的微粒污染物的多少来划分的，微粒粒径为0.5微米等级为100的清洁室的意义即是指室内空气中粒径小于0.5微米的微粒含量每立方英尺平均数不超过100个，同样，等级为10的清洁室即指空气中0.5微米左右的微粒含量每立方英尺不超过10个。
在提高生产效率，增加芯片容量的推动下，对清洁室结构提出了更严格的要求。现已发展到将微粒污染物的粒径标准由0.5微米减小到0.2微米，从而要求达到1级标准的清洁室。为了达到这一标准焦点在于开发一种从空气中清除大于上述粒径的微粒污染物的过滤系统。例如，Flanden过滤器公司研制出的HEPA型过滤器能达到微粒粒径为0.1微米的10级清洁室的条件。采用单个罩形操作室，这样可大大缩小几立方码的工作空间以提高过滤器的工作效率，从而获得更加严格控制的清洁室环境。也从气流形成上减少湍流方面作了努力，因为湍流易于成为尘埃及其它形式的污染物的聚积穴。
已认识到改进清洁室的条件要特别注意空气过滤系统也要注意房间结构，因为已要求1级的条件，关键是要开发既是过滤系统又是房间的严密的构造特性。由于需要刚韧的不透气的结构，通常的清洁室的设施为永久性结构。在结构改造时要改变墙的位置，房间的出入口或设计是困难的，有时甚至是不可能的，因为会影响到墙的连接，窗、门、天花板等的接合和产生缝隙。变动一段墙体就会使其它墙体产生轻微位移，这轻微位移可能肉眼看不到，但它却给微粒污染物大开了方便之门，这样就会延长了停工停产时间和增加了检验期。尽管永久性结构为早期的清洁室所采用，现代工业要求结构具有更大的灵活性。晶片生产技术的进步不仅仅提出了这些要求，而且还需要设计出一种适合于清洁室生产工艺的经久耐用的构筑物。例如，清洁室内的设备需要每天维修。为了保证清洁室内的环境，这些设备一般安装在辅助墙中，作为墙体的一般部分，将操作部分密封在清洁室内，而将需要维修的或出入口部分要设在清洁室旁边的服务通道上。虽然墙体结构对维修工作很方便，但若要更换设备，就必须对墙体结构进行改造。所以，若要更换设备就有可能损坏清洁室结构。因此，墙体的形式必须能够对它进行改造，从而易于更换新设备，以适应工业发展的需要，这亦是我们所面临的挑战。对于现有设施，欲更换设备，就需要有一种新式的清洁室结构，尤其需要对承重的墙体结构进行重大改造。这样结构上的要求表明，清洁室结构设施与其它不受到这种严格限制的建筑设施相比，是有显著区别的。
与一般建筑相比，清洁室的另一显著技术特点是采用顶部压力通风装置或净化空气的过滤系统，这一点在现代化的大趋势中是显而易见的。压力通风装置一般安装在顶部，利用完全悬挂的天花板来设置HEPA过滤系统。在压力通风装置的支撑结构上安装着巨大的空调机组，迫使空气能够进入压力通风盒子里。压力通风盒子必是一个坚固的全封闭结构，以便保证清洁室环境的严格要求。如果试图移动压力通风设备下的墙体结构来更换设备，不仅会破坏清洁室的环境，而且也会影响压力通风机的正常工作。
由于清洁室的缺陷而停工停产，其经济损失是相当严重的。例如，无论晶片的合格率如何，用于一片晶片或计算机硅片的生产成本是相同的，由于清洁室环境的不良因素，使得一批晶片中的90%都遭受到杂质的污染，只有10%的晶片合格，那么生产费用就会远远超过其销售收入。然而，在高质量的清洁室环境可以保证用同样生产成本能增加50%～75%的产量。因此，清洁室的优劣直接关系到晶片工业生产的经济效益。
由于微粒污染对硅片制造业产生巨大的威协及严重的后果，与临时的或组装式的结构相反，以前的清洁室都是按照永久建筑的形式进行设计的，墙体的专用构件既设计有永久承载的功能，也用来作为辅助墙的出入口，而不可以轻易更换。人们认为，可拆卸的定型式的清洁室建筑结构是不可能满足一级清洁室结构上的严格要求的。
本发明的目的是提供一用于清洁室建筑的工业结构体系，具有可拆卸或更换的墙体支撑结构，但对其它墙体结构，压力通风装置的结构及清洁室其它部件并没有不良影响。
本发明的另一个目的是，提出了一种由定型构件装配成的辅助墙的清洁室结构，并且这些构件可以迅速拆除，以便通过辅助墙能够更换清洁室的设备或能增加设备。
本发明的再一个目的是提供墙体支撑构件，它既能承重还可以拆卸，而不影响其它承载结构。
本发明还有一个目的是提供一种可以快速拆装的定型装配式结构，它包括定型的墙柱，墙面及其它结构构件。
本发明另一目的是提供一种顶端可安装压力通风系统的清洁室建筑结构，压力通风装置给下部的清洁室提供经过过滤净化的空气，这种装配式结构是按模数进行设计的，其目的是可以拆装成不同结构形式的建筑。
本发明的另一目的是为1级清洁室提供一种结构部件，它包括墙面板、墙柱上的面板卡钳和天花板构件，然后将全部定型构件密封装配成一个与外界隔绝的结构。
本发明的另一目的是提供一种清洁室结构，其中清洁室的围护墙体沿整个周边都可拆卸成单个构件，并可将这些定型构件重新组装成型。
由上述目的及其它目的可见，清洁室只在外侧服务通道相邻的外墙作为辅助墙，在那里可以安置工业设备。穿过辅助墙使设备可以在清洁室内操作。这种清洁室包括安装于其顶的压力通风盒子，它位于顶盖与底盖之间。压力通风盒子的底盖包括一微型过滤系统，过滤系统与清洁室内沟通，将送入的空气中的微粒污染物滤去，然后将空气送入清洁室内。压力通风系统包括一支撑结构，它与压力通风盒子的顶盖板和底盖板及侧墙刚性连接，並分别将侧墙及盖板相对固定地装在压力通风系统的四周。每块盖板都要密封以阻止污染物的侵入。压力通风系统还包括几个孔洞，用来接受从通风机或空调系统送来的空气。
清洁室位于压力通风系统的下面，由一系列装配式墙柱构成这些墙柱在垂直方向和压力通风支撑结构可拆卸的连接，成为清洁室的墙体支撑结构。这种墙结构具有一系列可拆卸的水平隔撑，它们安装在相应的墙柱之间，以固定它们的相互位置。并把横向荷载分配到墙体结构中的柱子上。清洁室结构至少有一水平横跨弦杆，它与服务通道一侧的压力通风结构相互耦结。服务通道一侧的清洁室的墙体结构也与横跨弦杆相互耦结，从而将所有的承载支撑柱连接为一整体，成为可分配荷载的柱结构。这些柱承受由横跨弦杆传递来的压力通风装置的荷重，与横跨弦杆耦结的每根柱子不仅具有足够的强度来承受压力通风装置重量分配给它本身的荷载，而且还能承受相邻两根柱子上的所应承担的荷载。
根据本发明，与服务通道毗邻的墙体结构至少能够将其中的一根柱拆去，并且在清洁室检验合格后的任何时候重新装上。拆装过程中并不会使其余的工业结构产生值得注意的位移或减损从而对清洁室质量产生不利影响。墙面板与墙柱可拆卸地进行连接，并沿周边进行密封，防止微粒污染物的侵入。这些墙面板的尺寸及形状在拆除后重新安装时都能相互沿周边匹配密封，并能够与穿过清洁室的设备相互密封。
清洁室的通风装置能使从通风机送来的净化空气在其中继续循环。这种通风装置一般安装在清洁室的地板附近，并沿清洁室整个周边设置。
清洁室的装配墙柱包括贯穿于柱表面上的一列槽形孔洞的垂直基准线。面板卡钳插到槽形孔洞之中，从而将墙面板和其它覆盖层固定于墙支撑柱上。卡钳的设计也是独具一格的，它与双层密封屏障相配合，从而将墙面板与墙柱密封。
本发明的清洁室结构具有超过一级标准的高质量清洁环境，而且具有很大的灵活性，诸如模数改变、更换设备、清洁室外形变化及满足其它要求等。
下面根据附图，进行详细描述，本发明的其它目的和优点从中便可一目了然。
先简单介绍附图：
图1表示的是本发明所述工业清洁室结构的透视图，清洁室的前墙已被截去，以便表示其内部结构。
图2表示的是图1所示的结构的侧视图，为了安置设备已截去了墙体的一部分，侧向联结系也已被去掉以便表示节间的尺寸。
图3是图1和图2所示部分辅助墙体的透视图，图中表示了设备从墙体中穿过并采取了适当的密封措施，以满足清洁室的需要。
图4表示的是墙体结构的部分分解图，它是沿图1中4-4线剖视的。
图5表示的是沿图1中5-5线剖视的墙体横断面图。
图6描绘了一种装配架，用它建造清洁室。
现在参照附图进行阐述：
按照本发明的工业清洁室的结构大体上用标号10示于图1。清洁室包括了图中右侧的辅助墙11，它与外部服务通道12毗邻，外部通道构成了进入辅助墙11外侧的走道。如前所述，服务通道为安装工业设备提供了场所，并具有进入清洁室内的操作出入口及为装在辅助墙11上而暴露在服务通道12内的设备外侧的维修出入口。图3表示的是辅助设备13和14与装在辅助墙上的实际位置。
本发明提出的建筑结构是由压力通风装置15和清洁室装置16构成，压力通风装置包括一压力通风盒子17，它被压力通风支撑结构18所环绕。清洁室装置包含清洁室19及墙体支撑结构20。
压力通风盒子17位于清洁室19之上，并处于顶盖板21和底板22之间。侧墙围护板23沿压力通风支撑结构相连接，通风支撑结构由垂直支撑壁骨25和水平支撑壁骨26所构成。
特别是压力通风支撑结构，它是由一系列水平的、相互平行的长条形支撑壁骨26构成，水平支撑壁骨26与两根水平横跨弦杆27连接在一起。从图中2以看出，横跨弦杆27垂直于水平支撑壁骨26并与清洁室相对的两侧面30和31相邻接，相应的连接点25可以采用焊接或螺栓连接，只要保证连接处刚劲可靠。水平支撑壁骨26与水平横跨弦杆27的相互联接，形成了顶部支撑格栅，顶盖板21可装在它上面，而且此格栅可承受装在压力通风区段上的沉重的空调机组或通风机29的重量。
侧墙围护板23与一系列垂直支撑壁骨25相连接，这些垂直支撑壁骨25，通过焊接或螺栓联接的方法与支撑格栅垂直耦结。和水平支撑壁骨26相同，垂直支撑壁骨由图可知沿同一横方向是相等间隔布置的并组合形成压力通风侧墙的支撑格栅。这个格栅为可拆卸的边墙围护板23的安装提供了结构支撑，边墙围护板23构成了压力通风的侧面封闭。同样，水平支撑壁骨26为可拆卸的面板提供了连接支撑从而构成顶盖板21，从理想上这些各别的面板的连接方法要便于拆卸，因此压力通风盒子就可以按需要进行拆装。将水平支撑壁骨及垂直支撑壁骨保持等距离设置，就可以用单一的压力通风盒子的覆盖面板来全部覆盖顶面及侧面墙。至于对面板的说明及用于支撑结构的可拆卸的连接方法将在以后叙述。
支撑格栅的主要作用是将荷载分布到全部水平支撑壁骨26并均匀地传到墙体支撑结构20上，从透视图可以看出，顶部支撑格栅是由一系列支撑壁骨26构成，并和一对与它垂直的横跨弦杆27相连接，从而形成一矩形支撑周框，可用来悬挂在其下边的墙体支撑结构20。因此，空调机组29的重量及支撑格栅的重量都传送到由横跨弦杆27和两端水平支撑壁骨26a及26b构成的矩形支撑周框上，压力通风侧墙围护板23及侧墙垂直支撑壁骨25在上述的支撑格栅结构的下面相互连接在一起。
压力通风盒子的底盖板22包含一微型过滤系统，工业生产中一般选用称为HEPA的天花板过滤器，这一系统是由装在构架33或支撑格栅上的定型部件组成，为了防止空气从压力通风盒子17中除由HEPA过滤器以外的途径侵入清洁室内，必须在嵌入的定型部件32四周密封。天花板支撑构架33通过吊杆或弦杆34与支撑格栅相互耦结。如上所述，HEPA过滤器的作用是：通过过滤系统将从压力通风盒子里排出的空气中的微粒污染物过滤掉，然后再送入清洁室。
通过顶盖板上的孔洞（图中未表示），由顶部通风机或空气调节机组29引入空气，形成正压气流，从压力通风盒中送入清洁室内。由于压力通风装置各边和四周的墙都是密封的，所以空气必须经过通风机29引入並只能通过HEPA过滤器32从压力通风盒中排出。尽管上述的空气孔洞设在顶盖上，对于本技术领域的技术人员来说，这种开口亦同样可以开设在侧墙围护板23上。压力通风装置15是刚劲地並紧密地组装在一起，所以它代表一种整体的结构装置，但它是由一系列定型部件构成的，可以按需要进行组装或拆卸。在其全部装配成后，除了用于通风机与压力通风盒之间进行空气交换的入口孔洞外（图中未表示），此组装结构是完全密封的。HEPA过滤器能将空气流动以实际上匀速地通过天花板，从而产生一种具有最小湍流的层状气流波面，这一层状气流可以用来将内部存在的微粒清除出清洁室。
这一刚性连接成整体的结构上，能够将荷载分布到下面的全部墙体支撑结构，形成单一的支撑格栅或支承架，所以使这种结构具有整体性。因此，整个压力通风支撑结构可以看成一周边和顶部装有面板的支撑架，並在它下方挂有天花板。
清洁室装置16位于压力通风盒下方，它是由许多装配式墙柱36构成的。墙柱与压力通风盒支撑结构在垂直方向可拆卸地连接，以构成在压力通风盒下方並围绕清洁室四周的墙体支承结构。可拆卸的墙柱36与上方横跨弦杆27直接或简接连接，将所有墙柱刚劲结合在一起，用作荷载分配结构。这样就可以将全部压力通风装置的重量，经过横跨弦杆传递到相应的墙柱上。在垂直墙柱36之间装有活动式的水平隔撑35，可进一步稳固墙体支撑结构，並可传递横向荷载。
每个墙柱36都有足够的抗压强度来承受它本身应担负的压力通风装置的部分荷载，其强度也足够用来承担它两侧相邻的並在适当位置上的墙柱所应负担的荷载。例如，墙柱36a具有足够的强度来承受它本身所担负的压力通风装置的荷载，而且还具有足够的附加强度来分担应分配给墙柱36b和36c的荷重。因此，这些墙柱可以拆除而不会对压力通风盒下面的墙体产生结构上的损坏或偏移。这种特性非常重要，因为在移去墙体结构的某一段后可以不会使清洁室10的其它部分产生不利影响。
正如图2所示，其中拆去了支撑36c的部分，因此消除它承受荷载的作用。由于横跨弦杆27的分配荷载的作用，柱36c所应承担的荷载就由柱36a、36b、36d以及其它墙体支撑结构附加分担。采用这种结构形式，就可以在墙体上去掉一些墙构件而开设孔洞，如与清洁室内部相通的设备孔37。设备孔37可以开设在墙体支撑结构20上，不论是对压力通风装置或清洁室其它结构都不会产生不利作用（清洁室内当时的空气除外）。结构的这种设计方法，只少可以拆除一根墙柱36，並在工业结构安装以后再进行重新安装上。这样就可以保证这种定型结构具有很大的灵活性，从而在更新电子制造工业的设备或改进工艺流程时需要改变其工作条件，就可以对这种结构进行改造或作结构上的改进。尽管荷载分布情况会有所改变，但它的分配荷载的结构特性並不会造成很大的变化或者对留下的工业结构产生不利作用，否则就会危及清洁室固定结构部分的安全。
采用横跨弦杆将压力通风装置的结构与墙体支撑结构连成一体，以便分担压力通风装置的荷载，再加上采用墙体结构的定型构造，就可以易于对清洁室中装有横穿设备的墙体以及清洁室本身的结构进行改进。这种清洁室不仅可以设置一个服务通道，而且也可设置两个甚至可将所有墙体设置成具有可出入的服务通道的辅助墙。因此，设备可以沿着清洁室的四周安装，以提高清洁室的生产能力。所有这一切都是由于这种定型构造可使沿清洁室四周的墙体结构的每根杆件都可装上或拆下。当生产工艺的改变或采用新的设备来有效地改进旧工序，这种新设备可沿墙结构方便地安装在各种位置上。例如图1所示的结构具有两根横跨弦杆27，它将压力通风结构及墙体支撑结构连接为一体，可在与服务通道12相邻的辅助墙相对的墙体旁设置服务通道。同样，图1所示的后墙亦可作为邻接于服务通道的辅助墙。
为了进一步增强主体结构可在墙柱36之间设置抗震支撑或斜撑38。这种支撑一般设置在转角位置，以增加结构的刚度。但不设置在墙体结构的中间部位，以便安装辅助设备，如图3所示。按照众所周知的施工方法，这些支撑可用螺栓将其安装在相对的对角线上。这种可拆卸的安装斜撑的方法，可以保证能够对清洁室整个周边的墙体结构进行改建。
将压力通风装置15和清洁室装置16建造成一整体的刚性建筑的施工方法之一是采用如图4所示的支承柱。每一支承柱40至少在其正面41上开设有一列等距离的槽孔42並在垂直方向上排成一列，这些在垂直方向上排成一列的槽孔的准线规定了每根立柱的基准线43，並用它来使其它立柱保持平行关系及就位，这是通过与侧面44相对的垂直基准线或其它墙体支承构件的外侧面进行互相比较而达到的。
上述支承柱40为一单根钢柱，它有槽孔42，按现有技术它可用于通过电线或其它结构附件。然而，将钢柱开设一列槽孔，並使之垂直对齐，並等距离开设，这样的钢柱尚未应用于清洁室的独特构造中。根据本发明，发现应用基于墙柱杆体上的槽孔的垂直基准线，可以在符合清洁室结构的独特要求下用作专门的定型结构的建筑元件。当它和校正架或装配架结合后可以快速地组装和拆卸，其它的安装方法将在以后讨论。简而言之，原有施工方法是根据柱或墙体结构的立面44来测量柱子的垂直度及各柱之间的水平间距，而本发明不采用这种方法，只是通过校正槽孔42的基准线来进行的。这里采用了“槽”这一术语来涉及一种孔洞，这种孔洞可以用来安插卡钳45或其它形式的连接装置，以便使面板与墙柱互相耦接。这种孔洞一般是长条形的，但也可以采用其它几何形状，只要使插入式卡钳45能沿着垂直基准线43自动地安装就位。
在图示的定型结构中，卡钳及槽孔起重要作用，並采用的面板46与墙柱44（图1中为36）相连接，但可以拆卸。将墙柱安装就位，使每个相邻柱子的基准线有相同的间距（在转角处、门窗孔洞处的柱子除外）。然后，一种面板的宽度能安装在墙体结构所有部位上。清洁室的大小一般也要选择在转角处和门窗口的孔洞也要和一般的柱间距一致，从而可以使一种规格的面板来覆盖整个结构。墙体结构的垂直高度应恰好等于通用的面板的竖向宽度的整数倍数。显然，在整个结构表面不能使用一种规格的面板来全部覆盖时，可采用较小尺寸的标准面板。面板的构造将在后面进行专门的说明。
采用了许多前述的面板卡钳45，使得面板与墙柱之间的连接是可以拆卸的。面板卡钳间要有合适的间距47，必须保证沿着面板的侧面48只少装有两个卡钳。
按照本发明的垂直定位基准线方法的具体实施例用横断面示于图5中。它包括相对的两片卡钳壁或翼形件50，在尚未插入面板时，通过弹簧张力的偏压作用可使相对的两壁或两翼接触或接近于接触。这些卡钳壁在图中由于插入了一对面板的突缘51所产力的分离力，使卡钳处于张开状态。相对的卡钳壁50之间的空腔形成了垂直插入槽52，它向外突出且与立柱54的正面53垂直。换言之，卡钳是由一对构成相对的卡钳壁的翼形体50组成，並且互相相对的弹簧偏压力形成U形形状，在U形内部含有垂直插入槽52的空腔。插入槽52包含处于一对扩张唇55之间的接纳槽，而扩张唇可引导面板的翼缘或突缘进入插入槽内。扩张唇55上含有一齿状实缘56，它对着插入槽向外突出，以便使U形结构的开口至少部分封闭。当面板的翼缘与突缘51插入U形槽内时，齿状突缘56可产生摩擦接触，从而将面板夹住在其接合位置上。这种卡钳结构还包括横向突出带弹簧偏压作用的夹子57，其突出宽度比槽孔58的宽度更大，卡钳就嵌在其中。当卡钳插入槽孔时，弹簧偏压夹子57向着U形槽内收缩，並使卡钳的本体穿过槽孔，当夹57穿过槽孔时，就立即张开将卡钳固定在适当的位置，如图5所示。
与突出的夹57相反的弹簧张力是由肩形突出段59来保持的，而肩形突出段与相对的柱面41紧靠以防止卡钳更多的插入槽孔42中。因此，插入的卡钳包括二个部分：一个包含翼形件50的前段齿状突缘56的向墙柱正面41扩张的突出部分及一个插入柱内並穿过槽孔的部分。特别是突出部分从肩形突出段59处向着齿状突缘末端扩张。肩形突出段59的较大长度和突出部分60的夹紧结构限制了卡钳插入槽孔42的程度。
插入部分61设计成比突出部分有较短的长度，並具有在槽孔内保持适当方位的构造。如图4所示具有椭园孔的情况时，插入部分61的长度比椭园孔的长轴的长度略小。这样的尺寸选择就必须要求扩张唇本身位置的准线对应于垂直基准线成中心配置。
卡钳45为连接面板或其它可拆卸的罩面板提供了一种方便的方法，这些面板是清洁室技术条件要求完全密封结构所必需的。本发明所述的一种较理想的面板如图所示，图1表示了面板的外表面63，它与墙体结构20可拆卸地连接，这个面称为外表面，因为它形成了清洁室四周墙体结构的外表面。外表面63的相对面被称为内面板板面64，因为它是被安置在並朝向墙体支承结构20的内部。这些内面板板面和外面板板面平行並用内部加劲间隔件连接相对的外面板和内面板两个相邻面及稍加隔开。
如上所述，面板具有一沿面板四周设置的周边突缘51並与外面板表面大致成90°角。突缘或翼缘插入卡钳的槽孔52中，插入槽52与可拆卸地连接作为墙面的面板的突缘结构具有相同的准线。面板的突缘51具有一沿周边的齿状突脊66，它位于面板突缘内，这样可使面板的周边齿状突脊66的内侧面与卡钳的齿状突缘的内侧面互相紧接，由此来约束面板並防止从它们的接合位置中发生意外移动。
采用这种齿状突缘56和齿状突脊66就是施加了一种控制力，促使面板与柱面41或53紧密接合。这种控制力很重要，因为它与可变形的海绵状扁条67共同作用，而海绵状扁条为铺装每块面对气流的墙面板的周边提供了一种密封方法，从而防止了外界杂质通过墙体结构侵入室内。图5清楚地表明，面板突缘66的末端68已压进了泡沫扁条67中。这种压力接合可以构成防止空气流动的屏障，否则就会有损于清洁室的工作条件。
在卡钳45插入以后，将扁条67安装于墙柱表面41上。在扁条上开有槽孔62，以便使卡钳向着扁条表面方向突出。卡钳45的插入部分上涂有胶状堵缝材料，以防止污染物从扁条上的槽孔62中侵入。
为了防止微粒污染物的侵入，进一步对清洁室进行密封，面板上设有作面板一部分的第二突缘，並且与第一突缘同一方向突出，在它们之间相互构成凹槽70，突缘51和69构成相对的槽壁。第二突缘耦接于内面板板面64，形成一连续的内表面。第二突缘完全包围内面板板面的四周，在外面板外表面63和内面板板面64之间形成一封闭的空腔71，此封闭空腔提高了清洁室围护结构隔声隔热的效果。
防止微粒污染物的第二道屏障所采取的密封措施是将泡沫密封材料沿整个墙柱的正面53通长放置，这样可使第二突缘69在那里严密结合。换句话说，由内面板表面64和第二突缘69的的接合处形成的接合肩，它伸展到外面板板面並大致保持与第一突缘51的末端68的相等距离。因此，可变形的密封材料67既可由第一突缘68也可由第二突缘69的接合肩的挤压而紧密接触。发明人发现，在清洁室中，为了防止微粒污染物的侵入，采用两道突缘与可变形的材料密切接合的这样双重屏障，可得到另人想像不到的良好效果。
为了确保充分消除尘粒及其它形式的微粒污染物，全部内墙结构均可由前述的用可拆卸式装配的面板构成。这种面板一般可采用金属箔板，它特别适用于清洁室结构，这种面板並不是专门生产的而是经过处理才可以防止清洁室内的化学品的侵蚀。图示面板包括一加劲间隔件65，它具有梯形的波折形状，並连接于相对而立的外面板和内面板之间。本发明的定型结构和独特的部件可迅速地组装成清洁室的墙面，因为它的全部工作主要是夹住面板。这些面板很容易调整到同一平面上的。在相邻面板的互相邻接的突缘51直接接合后，就形成完整墙壁表面63。在图中显示了突缘之间的空隙只是为了绘图的原因，在实际结构中，面板之间是不存在空隙的。
为了在室内工作中视觉的需要，可用透明的采光面板73代替一般的面板。采光面板包括一透明可看清东西的采光段74和刚性金属框架75，该框架可以装在一般面板能嵌镶的任何位置上。透明采光段74与金属框架75相耦接，而不需要直棂及任何其它形式的突出构造，因为这些会使清洁室内采光段附近的层状气流产生湍流。
作为墙体围护结构的一部分，清洁室包括装有带穿透孔的网格面板76，它用于清洁室的通风。这种排气或通风装置可以使从压力通风盒内来的净化空气不断地进行循环。将通风网格面板安装在靠近地板的墙上，这样设置空气的对流或室外侵入的微粒污染物不会对清洁室内操作区产生不良影响。清洁室内的操作区一般包括工作台或其它作业区，而这些地区都高出地板面以防污染。在有些实施例中，地板本身也可以穿孔，以便从该处直接送入气流。
多种形式的楼板面层均可适用于清洁室，这並不需要在本说明书中进一步讨论，显而易见地，楼板面层的选择要能很牢固地连接到清洁室的结构上並要适当地布置以维护清洁室的工作环境。
前面已经提到，本发明的主要优点之一是上述定型结构能够很方便地组装，拆卸及再装配。为了防止微粒污染物的侵入，尽管要求每一转角，每一块邻接的面板，所有孔洞以及所有的支撑结构必须保持紧密地整体性的连接，但还是开发出一种简化的结构。更为重要的是该结构允许拆卸及为了改造而拆除部分墙面，也不会影响清洁室其它结构的紧密地整体性的接合。清洁室定型结构的灵活性还在于可以把这种结构拆卸后再利用原来的部件重新组装成不同于原来的结构形式的第二种清洁室结构。这是完全和现有清洁室结构不同之处，现有技术的清洁室结构是永久性的，也不容易把它进行改造。
采用如图6所示的装配架77可以进一步加速这种结构的组装速度。安装架或装配架77包括刚性连接在框架上的四个销78、79、80和81。这些销设置在一矩形83的转角处，以便确保销78、79的连线和销80、81的连线具有平行的特性。在两对销78、79和80、81之间的距离却好等于两相邻墙柱的垂直基准线之间的距离。这个距离也正好等于准备安装在垂直基准线间的面板的宽度。在两对销78、81和79、80连线之间的垂直距离为支承柱上相邻槽孔之间距离的整数倍数。这种垂直间距保证了每对销78、79和80、81能同时插入支承柱上的同一对槽孔里。这些销的大小恰好能插入槽孔里，从而消除了装在支承柱上的装配架产生移动和转动。不管施加多大的张力，斜撑86可保证框架的坚固稳定。
在施工开始，可以使用装配架77，将墙体支撑结构20迅速组装起来。例如，图2表示了使用装配架77与墙柱36a和36c的连接位置。不论在原施工过程中或改造结构的过程中，装在墙柱槽孔中的装配架与相应的垂直基准线是完全平行的。除了要将各列槽孔保持一致外，装配架也进一步保证了水平方向的一致，从而也保持了合适的铅直关系。在施工中应用装配架可得到快速安装，在开始时把第一根墙柱保持在适当的垂直位置，然后根据开始时已校正好的墙柱把以后的墙柱自动就位。
采用这种方法，墙柱是按照柱上的槽孔的定位准线来进行垂直定位的，基本上忽略了墙面板或结构表面的实际水平和垂直的定位。这种施工方法，可使墙体支撑结构紧密地接合在一起，这是由于采用卡钳固定在墙柱槽孔上的墙面板的角和边都有了正确的位置。同样可用装配架来校正沿墙全部长度上的墙柱。这些墙柱为悬挂支撑格栅提供了支撑或设施，该格栅包括在安装清洁室的地面上方的横跨弦杆27。如图所示，压力通风装置的侧墙垂直支撑壁骨25可采用装配架77很容易地与其下方的墙柱36对齐。这样就可以在清洁室结构和压力通风装置的结构上采用相同的面板。如果压力通风装置由支承格栅和侧墙支撑壁骨组成的连接基架也和墙柱的构造一择具有由基准线规定的一列槽孔，同样的面板也可用在压力通风盒的顶盖上。这种施工方法可以采用面板卡钳，面板及装配架可迅速地精确地调校並安装全部墙体支承柱、压力通风盒支撑壁骨和安装面板的顶盖支撑壁骨。采用这种施工方法及构件与前述的墙体结构的施工方法和构件密切相关，根据同一建筑原理，可以指出压力通风盒的侧墙壁骨和清洁室墙体支承柱既可以同一根柱子，它从楼板平面一直伸展到支承格栅处，也可以分开，在同一准线上再耦接起来。无论何种结构形式，都能将横跨弦杆的荷载传递到压力通风盒子及清洁室的墙体支撑结构上去。
虽然我们没有讨论清洁室入口的构造措施，但对本领域的技术人员来说是显而易见的，与标号为37的设备进口孔洞的安装相似，在墙体支撑结构上亦可安装门框。但是出入口必须远离服务通道，並且要有阻止有污染气流侵入的措施。此门洞可以用两根垂直立柱和一根与之相连接的水平横杆构成门框架。垂直立柱上开有一列整齐的槽孔，其垂直基准线与其它墙柱平行。按照这些垂直和水平基准线能够迅速地将墙面板安装就位，其紧密连接的转角及邻接的表面就很容易采用上述方法进行密封，如果门洞的宽度亦符合标准，则也可以采用标号为77的装配架来精确地安装门洞口相对的门立柱。
清洁室可以迅速地进行改建，即将墙体结构上某些相当的墙面板拆下，可以用吸盘扳手来完成，吸盘扳手与面板的外表面64相接合。在从装在墙柱上的卡钳中拆下面板以后，可将墙柱移去，把合适的加劲横杆87插入到拆开的洞口的框上。这种改建方法並不会产生受力扭曲，因为压力通风装置的整个重量已分配到其它墙体结构上。在设备（标号为13和14）安装及密封完毕以后，再用吸盘扳手将面板嵌进内墙卡钳的锁接位置上，从而取代了面板的镶嵌件。整个改建过程都可以在服务通道里进行，而无需进入清洁室内。一旦所折开的孔洞的四周已被密封並检验合格以后，清洁室的生产即可恢复，並不需要进一步检验在改建地段经过拆卸的部件。
显然，对本领域的技术人员来说，上述方法和构件的替换可以是多种多样的。因此，必须指出，本发明的范围绝不仅仅限于上述实施例，而是由下述权利要求来规定。

Claims (18)

1、一种工业清洁室的建筑结构，其室内粒径大于0.5微米的微粒污染物保持在大约每立方英尺100个左右的水平或更低些。清洁室只少具有一个与外围服务通道相邻接的辅助墙，这样就可以将工业设备的操作部分安装在室内，而将维修部分露在清洁室外的通道上，上述结构包括：
a.压力通风盒位于清洁室的上端，並由顶盖板、底盖板及其侧墙围护板构成，底盖上装有一微型过滤系统，它和清洁室沟通，並将从通风机压进来的空气中的微粒污染过滤掉后送入清洁室。
上述压力通风盒包括与顶盖板、底盖板及侧墙围护板相刚性连接的支撑结构，从而将相应的侧墙板和盖板固定在压力通风盒的周围。上述盖板及侧墙板必须进行密封，以防止微粒污染物的侵入。
上述压力通风结构还至少包括一个引入空气的孔洞和将空气压入其中的交换设施。
b.一系列装配式墙柱，与压力通风盒的支撑结构垂直联接，但可以拆卸，从而在压力通风盒下和周围形成墙体支承结构。墙体支承结构包括一系列可以拆卸地连接于每两个墙柱之间的水平支撑，从而固定他们的相对位置，並可将横向荷载分布到连成整体的墙柱上。
c.上述工业结构还包括与服务通道相邻接的压力通风盒的支撑结构上，至少有一个与连接的水平横跨弦杆。与服务通道相邻的墙体结构也有与横跨弦杆相连接的各个墙柱，从而将各墙柱刚性连接成一整体，作为荷载分配的柱体系。上述荷载从压力通风支撑结构传来通过横跨弦杆分配到各个墙柱上。当各墙柱安装就位以后，它不仅有足够的强度来承受压力通风结构分配给它本身的重量，而且还可以承担它两侧相邻墙柱应负担的荷重。
d.上述与服务通道相邻的墙体结构中，至少可以拆除其中的一根墙柱，並在其工业结构安装和检验完毕以后的任何时候再把它重新安装上去。作为清洁室的结构它不会对原有的工业结构产生任何偏移和不良作用，从而也不会损害原有清洁室的结构的工作条件。
e.上述墙体支撑结构包括一个具有一外表面的墙面板，一种将墙面板与墙体支撑结构可拆卸地连接设施，这样就可以封闭清洁室而把它的外表面暴露在清洁室。还包括将墙面板周边密封的方法，从而防止微粒污染物从中侵入。
f.上述墙面板安装在与服务通道相邻的支撑构件上，它的尺寸和外形的选择应是可以拆除、重新装上及更换成其它的墙面板，在它安装以后可以在四周进行密封並使设备能从服务通道穿入清洁室里。
g.清洁室的通风设备要使经过压力通风装置的净化空气能连续不断地进行循环，上述通风设备要装在地板附近並沿清洁室周边布置。
h.连接在工业结构上的地板是作为清洁室建筑的一部分。
2、如权利要求1所述的工业建筑结构，其中的压力通风支撑结构是由一系列水平互相平行的长条形支撑构件组成，这些构件与只少为两根水平横跨弦杆固结在一起，横跨弦杆的位置靠近且垂直于两端相对的长条形支撑构件，从而构成可以用来安装顶盖的顶部支撑格栅。
一系列侧墙围护板的支撑壁骨与支撑格栅周边垂直耦接，构成压力通风盒侧墙的支撑格栅，上述长条形支撑构件及其与之相连接的面板支撑壁骨沿着共同的横方向等距离设置，以便安装可拆卸的构成压力通风盒顶盖和侧墙的面板。
顶部支撑格栅和面板支撑壁骨与面板的连接方法是要使安装在它们上面的面板可以拆卸。
一系列压力通风盒子的覆盖面板要采用通用的相同规格並用可拆卸的连接方法安装在顶部和侧面的支撑格栅上，从而构成相应的顶盖和侧墙围护层。
还有把支撑格栅水平悬挂及在楼板上面的适当位置固定住的方法。
3、如权利要求2所述的工业建筑结构，其中的压力通风盒侧墙板支撑壁骨和清洁室的墙柱在垂直方向同一准线並相互耦接，横跨弦杆置于墙柱上的垂直方向，且与顶部支撑格栅和压力通风盒的侧墙围护板支撑壁骨相互固定，横跨弦杆可以将压力通风结构的荷载传递分配到各个垂直支撑柱上。
4、按照权利要求1所述的工业建筑结构，其中的上述支撑柱包括至少在一个面上开有一列等距离分布的槽孔，这些槽孔准确地垂直排列，以规定柱的垂直基准线並和其它同类柱的垂直基准线相互平行。
5、如权利要求4所述的工业建筑结构，其中的墙柱的垂直基准线之间的距离相等，並在垂直方向上互相平行，但在转角处、门窗孔洞两侧的柱可以例外。
6、如权利要求4所述的工业建筑结构，其中的面板可拆卸地安装设施是由一系列面板卡钳组成，卡钳插入各个墙柱的一系列槽孔中，每个卡钳具有固定在插入位置的设施，还包括处于两相对的卡钳壁之间的垂直插入槽，通过弹簧的张力的偏压作用，可使其两壁端接触或接近接触，上述插入槽向与安装卡钳的表面的垂直方向突出，以便为墙面板的突缘部分与卡钳的连接留出一个位置，上述槽孔包含使插入槽与垂直基准线相一致的设施。
7、如权利要求6所述的工业建筑结构，其中的面板卡钳由一对具有弹簧偏压力的翼形件组成，它们呈U形，其U形部分的开口区域即为垂直插入槽，上述卡钳具有一对扩张唇，它们从插入槽向翼形件端部扩张，从而形成一个插入槽，可以将面板的突缘导入插入槽内。
8、如权利要求1所述的工业建筑结构，其中的所有结构构件均符合模数规格，可以拆卸並重新组装成不同于第一个清洁室结构外形的第二个清洁室结构。
9、如权利要求4所述的工业建筑结构，其中还包括一种装有四个销的装配架，四个销刚性固定在一框架上，並恰好位于一矩形的四个转角上，上述销水平相隔的距离等于相邻墙柱的垂直基准线之间所隔的距离，销在垂直方向的距离为柱上等距离设置两相邻槽孔之间的距离的整数倍数，上述四个销构成的外形恰好能装进相邻两墙柱中每根柱子上两个槽孔之中，这样就可以使每个墙柱的垂直基准线一律平行並铅直排列，从而与矩形的两侧边之间的距离相匹配，上述卡钳可以插入结构的墙柱中去。
10、如权利要求6所述的工业建筑结构，其中的墙面板具有第二突缘，与第一突缘的同一方向突出，两片突缘构成一槽並作为槽的相对的两壁。
上述每一块面板周围的密封措施，包括采用一种可变形的材料，将这种材料放在墙柱或支撑构件与面板相接合的地方，並且具有足够的宽度与面板的两片突缘密切接触，于是就有了双重屏障来阻止微粒污染物从突缘和可变形材料的接缝中侵入。
11、如权利要求10所述的工业建筑结构，其中第二片突缘构成了内槽壁，与内面板的表面连接，内面板表面与外面板表面大致平行並稍为隔开，上述第二突缘环绕内面板的四周设置，並对内外面板板面之间所形成的空腔进行封闭，从而形成一闭合空腔。
12、一种工业用活动清洁室，由侧墙、地板和天花板组成一封闭室，还包括一个将空气从天花板送入室内的封闭的在其顶部的压力通风装置，清洁室内粒径大于0.5微米的尘粒或其它外界杂质可以保持或低于每立方英尺100个的密度，上述清洁室的围护结构包括一系列互相连接的长条形支撑结构，形成一个顶部支撑格栅，並且与周围的结构相连接，形成下面的清洁室空间，上述支撑格栅至少有一横跨弦杆，与其它支撑构件刚性连接，並通过支撑格栅去分配荷载。
将支撑格栅在地板面以上一个适当位置上固定住及支撑住的设施。
一系列面板支撑壁骨与支撑格栅连接在一起构成压力通风盒的顶盖和侧墙，面板支撑壁骨沿着共同的横方向等距离排列，从而与可拆卸的面板一起构成压力通风盒，实际上压力通风盒是处在支撑格栅下方並横接到天花板。
上述支撑格栅的构造还必须适合于安装空气循环风机，上述压力通风基架包括一空气入口，它与压力通风盒子沟通，从而使空气直接从通风机进入压力通风盒子里。
一系列尺寸相同的可拆卸的压力通风盒的覆盖面板与其基架相连接，除了空气入口处以外，将压力通风盒子的顶面和侧面完全封闭。
一系列天花板支撑构件，它们交义连接构造以支承一个悬挂于天花板上的HEPA过滤器，並且与支撑格栅或压力通风基架相耦接，使悬挂的天花板固定在一个适当的高度。
天花板过滤器插入件与天花板支撑构件相连接，並包括将插入件四周密封的结构措施，以便使空气只能经过HEPA过滤系统而不能从压力通风装置直接进入清洁室，天花板顶蓬及压力通风基架上都要安装面板，从而共同构成压力通风盒，而且分别都要进行密封，以防带杂质的空气侵入。
一系列装配式墙柱构件，每一墙柱都有一面板安装面，其上开有一列等距离排列的槽孔，可精确地校准以规定垂直基准线。
每一墙柱的顶端与天花板支撑构件相联或直接与支撑格栅连接，並且有自身的垂直基准线，除转角处和门窗洞口两侧的立柱外，柱子的垂直基准线与相邻柱子的基准线等距离且在垂直方向互相平行。
一系列面板卡钳，插入每个墙柱的各槽孔中，每个卡钳都具有固定其插入位置的构造措施，还有由相对的卡钳壁构成的垂直插入槽，它由弹簧张力所产生的偏压作用使钳壁端接触或接近接触，上述插入槽与相连接的墙柱同一准线，並向垂直于卡钳安装的柱面方向突出，为面板的突缘提供卡钳固定的位置。
一系列面板的宽度尺寸，除转角处、门窗洞口及设备予留孔处外，要等于相邻墙柱的基准线之间的距离，上述面板包含有环绕整个面板的周边突缘，且于面板表面大致成90°角，上述面板的突缘可以插入卡钳的插入槽内，该插入槽与面板突缘具有共同的准线，面板用可拆卸的方法连接並作为墙体结构的一部分。
为了防止外界杂质随同空气从墙体结构中侵入，在面板的四周采取了一定的密封措施。
与清洁室有关的楼板面层及在清洁室的出入口处均有不致影响清洁室工作条件的设施。
13、如权利要求12所述的清洁室，其中的顶部支撑格栅由一系列平行的、位于室顶的支撑构件所组成，这些支撑构件和一对与它们垂直的並分别处在它们两端的横跨弦杆相连接，形成一矩形周边支承框架，以便悬挂在它下方的墙结构，並作为通风机的固定设施。
14、如权利要求12所述的清洁室，其中的压力通风基架由包括顶部支撑壁骨的顶盖组成，每一壁骨都有一列槽孔，这些槽孔同一准线以规定顶盖的基准线，此基准线与其它的顶盖基准线平行。
一系列面板卡钳，插入每个顶端支撑壁骨的槽孔中，每个卡钳都具有固定其插入位置的构造，卡钳还包含有一垂直插入槽，它在沿基准线和相对的卡钳壁之间形成，通过弹簧张力的偏压作用使两壁端接触或接近接触，上述插入槽向卡钳安装平面的垂直方向突出，为顶盖面板的突缘提供一个卡钳连接位置。
一系列顶盖面板的宽度尺寸，除转角或入口孔洞处外，与相邻支撑壁骨之间的距离相等，上述面板具有环绕其四周的周边突缘，突缘与其所在的板面大致成90°角。
上述面板的突缘可以沿一公共的基准线装入卡钳的插入槽内，但可以拆卸，这些面板也作为压力通风盒顶盖的一部分。
上述压力通风顶盖的基架还包括在盖板下面的沿周边等距离设置的侧墙支撑壁骨，从而构成侧面支撑围护层，每一侧墙支撑壁骨具有在同一准线上的一列槽孔，此准线规定了压力通风盒侧墙围护层的基准线，並与其它侧墙围护层的基准线平行。
一系列面板卡钳插入相应的侧墙支撑壁骨的各槽孔中，每一卡钳都有固定其安装位置的构造措施，並且还有一沿基准线方向並在两相对的卡钳壁之间的垂直插入槽，由弹簧张力的偏压作用，可使相对的卡钳壁端部接触或接近接触，上述插入槽向卡钳安装平面的垂直方向突出，为面板的突缘提供了卡钳连接位置。
一系列上述侧墙面板的宽度，除转角处外，与相邻侧墙壁骨的基准线的距离相等，上述面板具有环绕其四周的周边突缘且与其所在板面大致成90°角。
将上述面板的突缘沿共同的基准线安装在卡钳上的插入槽中，构成压力通风盒的侧墙围护板，但其连接是可以拆卸的。
上述压力通风盒由顶盖板和四周侧墙围护板完全封闭，它的底部已由清洁室的天花板封住。
15、如权利要求12所述的清洁室，其中的面板卡钳具有一对翼形弹簧体通过偏压作用使它们呈U字外形，在U形的空腔内含有一垂直插入槽，上述卡钳有一末端突缘並向插入槽到翼稍扩张，以规定一个可插入的凹槽，以便把面板的突缘导入插入槽内。
16、按照权利要求15所述的清洁室，其中的卡钳插入柱中的定位装置是由一对横向凸出的具有弹簧偏压力的夹子构成，其宽度大于插入卡钳的槽孔的宽度，当卡钳在槽孔中定位时，夹子可压缩退回到插入槽，但在通过柱上的槽孔时，弹簧便全部张开，上述夹子包含卡钳在插入位置中的偏压设施。
17、如权利要求16所述的清洁室，其中的卡钳由一突出部分和一插入部分组成，突出部分包括伸出的翼形件，它从扩张唇的末端延伸到与相对的柱面靠近的肩形突出段，扩张唇构成突出部分的前段，而肩形突出段则构成突出部分的后段，在扩张唇与肩形突出段之间的横棱构成其相对的侧边，上述肩形突出段从边到边的长度大于槽孔的长度。
卡钳的插入部分的尺寸要比槽孔的尺寸小，对应于突出部分，安装时必须使中心对齐，从而能插入孔中，使每边的肩形突出段与墙柱的表面相对邻接，以防止进一步插入槽孔里。
18、如权利要求12所述的工业建筑结构，其中还包括一装配架及四个刚性固定于框架上的突出的销，並精确地装在一矩形的四角上，上述销的水平距离恰好等于相邻墙柱的基准线间的间隔距离，销的垂直方向的距离为柱上等距离布置的相邻孔洞之间距离的整数倍数，上述销恰好能嵌入到相邻墙柱的各两个槽孔中，从而使得每个柱子的垂直基准线保持互相平行和直关系並和矩形两边的距离相匹配，上述装配架可安装在结构的墙柱上。
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