装配式实验室建设-万华全球研发中心
2024.08.07 浏览:315次

一、项 目 概 述

园区规划(左)及一期建筑(右)

万华全球研发中心WANHUA GlOBAL RESEARCH CENTER (WGRC)位于中国山东省烟台市,是万华化学(WANHUA)在中国的全球研发中心,总占地面积82.36万m2。园区内共有20栋实验室建筑,7栋办公建筑,总建筑面积33.3万m2。本项目为万华化学集团全球研发中心及总部基地(一期)建设项目,项目总建筑面积10.5万m2,其中有7栋实验室建筑。

标准实验室布局实景照片

WGRC标准实验室布局图

二、项目特点总结

1、低碳减排

通过送排风系统和装配式实施,累计减少碳排放3018.37T,减少CO2排风11247T。

a. 送排风系统

送排风系统采用VAV通风技术、风机盘管+新风系统、热管式三维热回收技术相结合的方式。

实验室采用VAV通风系统,送排风设定参数为工作时间换气次数6-8次/小时(特殊实验室12次/小时),非工作时间2-3次/小时,自控系统借助风量频率曲线表自动对风机频率进行统计,并输出风量-时间曲线。以C1楼1号排风机为例,综合所有风机的风量-时间曲线,得出日间工作时间11h(7:30-18:30,其他时间为非工作时间)。理论总风量为222万m3/h,实测统计,通过VAV系统加权平均风量为125万m3/h,比传统通风系统风量减少43%,减少碳排放1447T,折合CO2排放5306T。

实测风机风量-运行时间曲线

VAV系统冷热源用于补偿排风带走的冷热负荷。实验室的舒适温度调节,利用风机盘管进行维持,实验室送排风停止运行之后,利用风机盘管进行室内温度调节。经统计,实验室每年的同时使用率约为80%,剩余20%的实验室无实验任务,仅开启风机风机盘管维持实验室的舒适度,每年可以减少碳排放57.5 T,折合CO2排放211T。

三维热管式热回收装置主要由以下部分组成:热管式热回收器、送排风机、空气过滤器、冷热盘管以及加湿器等。热管式热回收器自身无需动力,属于静止式显热回收器,新风、排风交叉污染和泄漏率小于1%。WGRC已投入使用2年,通过对实验室中央控制系统对回收前后段的排风温度监控,实际效率冬季回收效率52%,夏季回收效率38%。热回收系统每年减少碳排放1509T,折合CO2排放5533T。

b. 装配式

全面采取了装配式的实施形式,由于85%的作业是在工厂内完成(见Pic 5.)。人工用量,固废排放,现场变更损耗均降低,减少碳排放5.37T,减少CO2排放197T。装配式的实施方式对生产中产生的废气和粉尘采取了可控的收集方式,并使用净化装置,收集效率为80%,净化效率为90%,实际排放量比传统施工方式减少72%。

通过装配式工厂的集中生产与集中回收,实验室将可回收边角料共计1.7T,整体回收率达92.40%。

装配式生产安装全过程

装配式机电实施模式,采用了机器人焊接,机器人铆接,自动切割下料,自动焊接技术,自动开孔技术,全自动喷涂技术,集中运输,机器人搬运,自动提升,轻便工具安装等方式(见图 3),总工日节省9499人工日。




2、水及能源效率

a. 水资源利用

WGRC收集区域内雨水、经处理后主要用于绿化浇洒和道路冲洗。雨水蓄水池采用PP模块组合水池(贮水容积300立方),所有构筑物单元均在绿化地面以下。

超出储存容积的雨水排放到园区景观河流中,减少河流用水引入。庞大的景观河和人工湖作为园区天然冷吧,既能降低园区温度,又可做绿化灌溉和消防用水。WGRC水资源利用率为35%,水消耗降低20%。

b. 能耗分析

能耗分析表:




3、废料减少、回收和转化

a. 废气

配备两种类型的废气处理装置:一种是针对酸碱废气、有机废气、沥青烟气等,此类废气经通风橱捕集,风机管道集中引至末端的干式化学过滤装置(净化效率不小于90%),经吸附净化后,于顶楼屋顶排放,排气筒高度26m;另一种是针对催化剂制备及实验过程中个别区域产生的粉尘,设计在实验台设置底排风布袋除尘器(除尘效率不小于90%),经除尘后引风经过末端的干式过滤装置后,于顶楼屋顶排放,排气筒高度距离楼面3m。实验废气经引风除尘、吸附、净化处理后数据见表6。

b. 废水

本园区所有实验室废水系统为单独设置,把废水集中收集到园区废水池, 运输至万华自建的废水处理站进行处理。




4、室内环境、空气质量管理/环境健康与安全(HSE)

a. 建设阶段HSE

装配式机电施工采用工厂化预制,100%高噪声、高粉尘的焊接、切割等工作均在工厂由机器人完成,对人体健康无害。

传统机电安装模式处于2m以上的高空作业约占据整个施工任务70%,潜在危险作业范围广。装配式机电施工模式,所有预制工作均在地面上完成,减少90%的高空作业,极大减少了危险系数。

施工现场仅存在装配式组装,因此由于生产所产生的粉尘、噪音等污染大幅度降低,室内装配式实施PM2.5最高为30.4,降低到传统施工的3.2%。噪声最高为60分贝,整体施工环境良好。

b. 使用阶段HSE

园区设计人流、物流分区明显,确保人、物不交叉。各实验楼依据实验室以部门为单元进行楼层划分,既便于使用,又能保证安全。每个区域内的办公区和实验区分离清晰,各区域互不交叉。实验室设置在北侧,数据处理区、休息讨论区设置在南侧,物流通道与实验室操作通道结合,增加约22%的使用面积。办公、实验之间采用了隐形走廊(Ghost corridor),办公区不设回风,利用实验区的负压排风。

实验室气流组织

办公区深度仅设计为6米,能够让自然采光穿越办公区直接进入实验区。

办公室可以随时监控实验室状况(左)/休息讨论区(右)



5、运维

设置中央管理站,监测所有设备运行状态及实验室温度、湿度、压力等,减少人员巡查所带来的人力成本。中央管理搭载于实验室智慧化管理系统,智慧实验室系统可做到:可感知(监控所有的环境、设备状态)、会思考(够根据环境和设备的碎片化数据形成大数据,基于大数据对实验室未来的发展趋势进行判断)、能决策(根据实验室目前的状态,自动发出最优指令)。

a. 资源共享

项目实现了资源共享:在A3楼设有全园区的大型仪器共享中心,园区共享氢气站,氮气站、空压站、纯水站、危险品库房、废品库房、试剂库。各研发实验室既相对独立又资源共享。管理系统可以自动记录仪器的使用人、开机时间、关机时间、使用时长、能耗情况(电、水、气)等,并自动核算仪器的使用效率、使用成本、收费用情况等,为使用提供准确的数据支持。

b. 环境监控及分析

通过对通风空调系统冷热量的监测可以详细记录每天冷热量消耗的情况,通过对冷热量消耗数据的分析规划出更合理的运行方案,最终达到节能目的。

通风系统的冷热量监测具体到每一台新风机组设备,空调系统的冷热量监测具体到每一层楼或每一个区域。

实验室的供水、废水处理都要需要成本,这也是能源消耗的一部分;实验室的供水量监测具体到每一栋楼、每一层楼或一个房间。

通过对废水量的监测可以核算出实验室排水成本。根据需要,实验室排水监测具体到每一栋楼、每一层或每一个房间。

管理人员可以通过手机随时查看能耗情况,包括能耗数据、变化曲线等。




6、柔性实验室及可持续发展

采用装配式模块化施工,布置时完全按照标准模块化布置,吊架可在上下左右任意方向进行调整,可迅速在原有吊架基础上增加各种系统甚至装修吊顶,实验室干湿区的快速转变。

通过BIM设计,将机电管线进行综合布置,拆解成可进行快速装配的模块。装配式机电层灵活多变,随意组装,并可固定、连接任何设备。为未来增加建设设施,提供可持续发展空间。

为保证通用实验室的灵活性,设计时充分考虑各系统的预留空间。气体上每个实验楼均设置两种预留气路,进入实验室的主管更是预留了25%的用气量,用于未来用气点增设。

配电方面:每个实验室总配电箱和末端配电箱均预留足够的回路和配电箱空间,方便随时增加或变更设备。

给排水方面:采用了湿柱(wet column)的解决方案,在湿柱内预留给排水管路,随时在本层内增加上下水点。

标准模块分配(左)入使用后的快速分割成独立隔断(右)

采用模块化的实验单元,各区域内的实验室可根据实验方向随时调整实验室布局。实验室内配套设施也采用模块化的形式,保证每个实验区域都能任意进行分割、组合的转换。这种布局形式将增加实验室的弹性空间,提高实验室的使用寿命。

送排风管路采取了标准布局形式

新风采用微孔送风灯形式,将微孔送风和照明相结合,节省顶部空间的同时,确保送风均匀,并推进实验室的可持续发展。




7、可持续材料/采购

从按照顾客要求制造出优质产品并能提供及时的优质服务、并且有强烈社会责任感和质量、成本改善意识的企业中,购买合法的质量可靠、具有国际价格竞争力的产品和服务。并以质量、劳工、健康安全、环境、商业道德、可持续采购等标准要求事项为基础,建立建全供应商遵守当地法律法规的质量、劳工、健康安全、环境、商业道德、可持续采购保证体系。

WGRC的实验室全部采用模块化装配式的模式,整体机电层又以标准3.3*3.3米的模块为基本单元,经过BIM综合建设而成,所有风、水、电、气均为标准模块组成,独立模块可以拆除下来重复利用。模块本身极易拆解,可重复利用。

整体模块均由传统材料组成,采购途径广阔,为可持续采购质量可靠、具有国际价格竞争力的产品和服务提供物理基础。

装配式实验室建设-万华全球研发中心
2024.08.07 浏览:315次

一、项 目 概 述

园区规划(左)及一期建筑(右)

万华全球研发中心WANHUA GlOBAL RESEARCH CENTER (WGRC)位于中国山东省烟台市,是万华化学(WANHUA)在中国的全球研发中心,总占地面积82.36万m2。园区内共有20栋实验室建筑,7栋办公建筑,总建筑面积33.3万m2。本项目为万华化学集团全球研发中心及总部基地(一期)建设项目,项目总建筑面积10.5万m2,其中有7栋实验室建筑。

标准实验室布局实景照片

WGRC标准实验室布局图

二、项目特点总结

1、低碳减排

通过送排风系统和装配式实施,累计减少碳排放3018.37T,减少CO2排风11247T。

a. 送排风系统

送排风系统采用VAV通风技术、风机盘管+新风系统、热管式三维热回收技术相结合的方式。

实验室采用VAV通风系统,送排风设定参数为工作时间换气次数6-8次/小时(特殊实验室12次/小时),非工作时间2-3次/小时,自控系统借助风量频率曲线表自动对风机频率进行统计,并输出风量-时间曲线。以C1楼1号排风机为例,综合所有风机的风量-时间曲线,得出日间工作时间11h(7:30-18:30,其他时间为非工作时间)。理论总风量为222万m3/h,实测统计,通过VAV系统加权平均风量为125万m3/h,比传统通风系统风量减少43%,减少碳排放1447T,折合CO2排放5306T。

实测风机风量-运行时间曲线

VAV系统冷热源用于补偿排风带走的冷热负荷。实验室的舒适温度调节,利用风机盘管进行维持,实验室送排风停止运行之后,利用风机盘管进行室内温度调节。经统计,实验室每年的同时使用率约为80%,剩余20%的实验室无实验任务,仅开启风机风机盘管维持实验室的舒适度,每年可以减少碳排放57.5 T,折合CO2排放211T。

三维热管式热回收装置主要由以下部分组成:热管式热回收器、送排风机、空气过滤器、冷热盘管以及加湿器等。热管式热回收器自身无需动力,属于静止式显热回收器,新风、排风交叉污染和泄漏率小于1%。WGRC已投入使用2年,通过对实验室中央控制系统对回收前后段的排风温度监控,实际效率冬季回收效率52%,夏季回收效率38%。热回收系统每年减少碳排放1509T,折合CO2排放5533T。

b. 装配式

全面采取了装配式的实施形式,由于85%的作业是在工厂内完成(见Pic 5.)。人工用量,固废排放,现场变更损耗均降低,减少碳排放5.37T,减少CO2排放197T。装配式的实施方式对生产中产生的废气和粉尘采取了可控的收集方式,并使用净化装置,收集效率为80%,净化效率为90%,实际排放量比传统施工方式减少72%。

通过装配式工厂的集中生产与集中回收,实验室将可回收边角料共计1.7T,整体回收率达92.40%。

装配式生产安装全过程

装配式机电实施模式,采用了机器人焊接,机器人铆接,自动切割下料,自动焊接技术,自动开孔技术,全自动喷涂技术,集中运输,机器人搬运,自动提升,轻便工具安装等方式(见图 3),总工日节省9499人工日。




2、水及能源效率

a. 水资源利用

WGRC收集区域内雨水、经处理后主要用于绿化浇洒和道路冲洗。雨水蓄水池采用PP模块组合水池(贮水容积300立方),所有构筑物单元均在绿化地面以下。

超出储存容积的雨水排放到园区景观河流中,减少河流用水引入。庞大的景观河和人工湖作为园区天然冷吧,既能降低园区温度,又可做绿化灌溉和消防用水。WGRC水资源利用率为35%,水消耗降低20%。

b. 能耗分析

能耗分析表:




3、废料减少、回收和转化

a. 废气

配备两种类型的废气处理装置:一种是针对酸碱废气、有机废气、沥青烟气等,此类废气经通风橱捕集,风机管道集中引至末端的干式化学过滤装置(净化效率不小于90%),经吸附净化后,于顶楼屋顶排放,排气筒高度26m;另一种是针对催化剂制备及实验过程中个别区域产生的粉尘,设计在实验台设置底排风布袋除尘器(除尘效率不小于90%),经除尘后引风经过末端的干式过滤装置后,于顶楼屋顶排放,排气筒高度距离楼面3m。实验废气经引风除尘、吸附、净化处理后数据见表6。

b. 废水

本园区所有实验室废水系统为单独设置,把废水集中收集到园区废水池, 运输至万华自建的废水处理站进行处理。




4、室内环境、空气质量管理/环境健康与安全(HSE)

a. 建设阶段HSE

装配式机电施工采用工厂化预制,100%高噪声、高粉尘的焊接、切割等工作均在工厂由机器人完成,对人体健康无害。

传统机电安装模式处于2m以上的高空作业约占据整个施工任务70%,潜在危险作业范围广。装配式机电施工模式,所有预制工作均在地面上完成,减少90%的高空作业,极大减少了危险系数。

施工现场仅存在装配式组装,因此由于生产所产生的粉尘、噪音等污染大幅度降低,室内装配式实施PM2.5最高为30.4,降低到传统施工的3.2%。噪声最高为60分贝,整体施工环境良好。

b. 使用阶段HSE

园区设计人流、物流分区明显,确保人、物不交叉。各实验楼依据实验室以部门为单元进行楼层划分,既便于使用,又能保证安全。每个区域内的办公区和实验区分离清晰,各区域互不交叉。实验室设置在北侧,数据处理区、休息讨论区设置在南侧,物流通道与实验室操作通道结合,增加约22%的使用面积。办公、实验之间采用了隐形走廊(Ghost corridor),办公区不设回风,利用实验区的负压排风。

实验室气流组织

办公区深度仅设计为6米,能够让自然采光穿越办公区直接进入实验区。

办公室可以随时监控实验室状况(左)/休息讨论区(右)



5、运维

设置中央管理站,监测所有设备运行状态及实验室温度、湿度、压力等,减少人员巡查所带来的人力成本。中央管理搭载于实验室智慧化管理系统,智慧实验室系统可做到:可感知(监控所有的环境、设备状态)、会思考(够根据环境和设备的碎片化数据形成大数据,基于大数据对实验室未来的发展趋势进行判断)、能决策(根据实验室目前的状态,自动发出最优指令)。

a. 资源共享

项目实现了资源共享:在A3楼设有全园区的大型仪器共享中心,园区共享氢气站,氮气站、空压站、纯水站、危险品库房、废品库房、试剂库。各研发实验室既相对独立又资源共享。管理系统可以自动记录仪器的使用人、开机时间、关机时间、使用时长、能耗情况(电、水、气)等,并自动核算仪器的使用效率、使用成本、收费用情况等,为使用提供准确的数据支持。

b. 环境监控及分析

通过对通风空调系统冷热量的监测可以详细记录每天冷热量消耗的情况,通过对冷热量消耗数据的分析规划出更合理的运行方案,最终达到节能目的。

通风系统的冷热量监测具体到每一台新风机组设备,空调系统的冷热量监测具体到每一层楼或每一个区域。

实验室的供水、废水处理都要需要成本,这也是能源消耗的一部分;实验室的供水量监测具体到每一栋楼、每一层楼或一个房间。

通过对废水量的监测可以核算出实验室排水成本。根据需要,实验室排水监测具体到每一栋楼、每一层或每一个房间。

管理人员可以通过手机随时查看能耗情况,包括能耗数据、变化曲线等。




6、柔性实验室及可持续发展

采用装配式模块化施工,布置时完全按照标准模块化布置,吊架可在上下左右任意方向进行调整,可迅速在原有吊架基础上增加各种系统甚至装修吊顶,实验室干湿区的快速转变。

通过BIM设计,将机电管线进行综合布置,拆解成可进行快速装配的模块。装配式机电层灵活多变,随意组装,并可固定、连接任何设备。为未来增加建设设施,提供可持续发展空间。

为保证通用实验室的灵活性,设计时充分考虑各系统的预留空间。气体上每个实验楼均设置两种预留气路,进入实验室的主管更是预留了25%的用气量,用于未来用气点增设。

配电方面:每个实验室总配电箱和末端配电箱均预留足够的回路和配电箱空间,方便随时增加或变更设备。

给排水方面:采用了湿柱(wet column)的解决方案,在湿柱内预留给排水管路,随时在本层内增加上下水点。

标准模块分配(左)入使用后的快速分割成独立隔断(右)

采用模块化的实验单元,各区域内的实验室可根据实验方向随时调整实验室布局。实验室内配套设施也采用模块化的形式,保证每个实验区域都能任意进行分割、组合的转换。这种布局形式将增加实验室的弹性空间,提高实验室的使用寿命。

送排风管路采取了标准布局形式

新风采用微孔送风灯形式,将微孔送风和照明相结合,节省顶部空间的同时,确保送风均匀,并推进实验室的可持续发展。




7、可持续材料/采购

从按照顾客要求制造出优质产品并能提供及时的优质服务、并且有强烈社会责任感和质量、成本改善意识的企业中,购买合法的质量可靠、具有国际价格竞争力的产品和服务。并以质量、劳工、健康安全、环境、商业道德、可持续采购等标准要求事项为基础,建立建全供应商遵守当地法律法规的质量、劳工、健康安全、环境、商业道德、可持续采购保证体系。

WGRC的实验室全部采用模块化装配式的模式,整体机电层又以标准3.3*3.3米的模块为基本单元,经过BIM综合建设而成,所有风、水、电、气均为标准模块组成,独立模块可以拆除下来重复利用。模块本身极易拆解,可重复利用。

整体模块均由传统材料组成,采购途径广阔,为可持续采购质量可靠、具有国际价格竞争力的产品和服务提供物理基础。

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产品销售:13701003949
采购:13810224876

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