航空工业计量实验室平面布置研究
2016-04-29李凯余振中
测量数据是航空工业计量检定系统建设的核心,不同的检定系统需求合适的测量数据。通常航空工业计量测试数据的获取分为采集、统计、传递、平衡分析和使用反馈四个过程,而对于计量检测数据可信度的确认,主要是第一个过程,即测量数据的采集过程。本文结合实际的工作经验,谈谈在航空计量技术实验室平面设计的一些体会。
1 常用的平面布置类型
计量工艺需求、计量检定机构规模不同,计量实验室的平面布置类型选择也不完全一致,目前常见的几种平面布置类型有单走廊型平面、双走廊型平面、多走廊型平面等。
1.1 单走廊型平面
单走廊平面布置中,走廊只有一条,有中间走廊、单侧走廊和偏心走廊等,在走廊一侧或者两侧布置计量实验室或者辅助实验室、办公室等。
1.2 双走廊型平面
双走廊平面布置中,走廊通常为两条,在走廊两侧布置计量实验室或者辅助实验室、办公室等,中间区布置有特殊要求的计量实验室,如要求±0.2℃、±0.5℃等高精度温度要求的实验室以及无光照需求的计量实验室等。双走廊型平面布置常用“回”型走廊和“井”型走廊。
1. 3 多走廊型平面
多走廊型平面布置形式在国内计量实验室并不常见,它将单走廊、双走廊形式中走廊内的公用管线(空调风管、强弱电管线、压缩空气等公用工程管线)集中布置在一条公用设施走廊内,与人物流走廊形成多走廊计量实验室布局,实现人物流与能源流的分别管理。多走廊平面布置中常“三”型走廊或者“川”型布局。
单走廊、双走廊、多走廊三种平面布置方式各有各的优缺点和适应性,如下表1所示。
双走廊平面中间部位房间室内温度波动小;各实验室间交通距离短、高效;公用设施管线集中,节能。形式体型相对复杂;中间部位自然通风、采光差;交通指示性不高;扩展性弱。适用于空调面积需求较大,空调精度要求高、洁净度要求高、防尘、防自然光照射、用地限制较大的计量实验室的布置。
多走廊平面中间部位房间室内温度波动小;各实验室间交通距离短、高效;公用设施管线集中,节能。形式体型复杂;中间部位自然通风、采光差;交通指示性差;扩展性弱。适用于大型计量检定机构计量室的布置。
2 计量实验室平面设计灵活性解决方法与思路
单走廊、双走廊、多走廊是我们平时进行计量楼施工图平面设计过程中经常运用的手法,三种方法各有各的特点,但是三者之间简单的排列组合,目前根本无法适应现代日新月异的计量技术对实验室平面布置灵活性的需求。
标准计量实验室单元将计量楼按照“好调整与不好调整”的原则,将矛盾源区分开来,一分为二,分为包括电梯、卫生间、管井、空调机房等不好调整的公共单元(“交通能源核”或者“能源核”),和一个纯粹以计量实验室为主的标准单元,两个单元从总图布局、平面布局入手,在设计之初按照图1所示方案进行贴建,进而解决扩建困难的难题。
标准单元由各个计量室组成,按照航空工厂、研究所的习惯,分为矩形标准单元和方形标准单元两种布置形式。
航空工业计量检定机构大部分设立在工厂,因此采用的基本都是矩形标准单元样式,计量室宽度方向尺寸基本在3.2~4m。而这些计量楼通常和办公性质的房间搅在一起,为协调办公用房的使用需求,房间宽度方向上基本都设计在4m,长度方向上为配合办公用房一般较长,这是这些年设计中常遇到的问题,为满足计量室的使用需求,房间长宽比最好控制在1.5倍左右。
采用标准实验室单元的设计思想模块化设计,一定程度上可以有效解决计量楼后期扩建难的问题,但是计量楼一旦设计施工完,如何方便改建和调整,也是需要进行深入探讨的。目前,航空工业计量楼调整设计上,基本上都是在原有设计上大范围的修改,消耗大量人力和财力,往往代价非常高。根据资料显示,国外发达国家在计量实验室的设计过程中,通常采用以下几种方法或者手段,来满足未来计量实验室调整的灵活性需求。
1)所有设备尽可能不设计独立基础,有基础要的设备全部采用厚钢板固定。
2)房间之间的分隔采用活动式隔墙,如双面铁皮墙,中间用轻钢龙骨固定,内填保温材料,同时将各种插座、信息孔集成在了铁皮墙中,墙的底部设计有支撑用、可调节高度的铁腿,然后用木质踢脚封严两面。所有的管线走在吊顶上方,强弱电线通过吊顶上方和两面铁皮之间的空间和插座末端相连。
3)房间采用自控变风量空调,自适应控制。
4)管线布置采用前面提到的管廊带式设计。管廊带预留出未来增加管线的空间。
3 结论
计量实验室是计量设备、计量技术得以发挥作用的载体,计量实验室的平面设计在计量检定系统建设过程中经常容易被人忽视,文章结合实际的工作经验,归纳了计量实验室平面设计的基本原则、常见的平面布置类型,为解决计量检测实验室后期调整困难的“顽疾”,引入了“标准实验室单元”的平面设计理念,同时概括了目前国外此类建筑柔性化设计过程中所采用的方法与手段。