工場の設計においては、全体のレイアウト、建築、電気システムの設計など、多岐にわたる重要な要素を包含します。これらの要素を密接に統合し、矛盾がないよう同期させることで、工場が迅速かつ安全に安定した運営を開始できるよう配慮する必要があります。
全体レイアウト設計における機能ゾーンの合理的な配置
各工場は、業界や製造プロセス、技術ラインの要件、原材料の供給などの要因に応じて、機能ゾーンや工場の配置に多様な方法を採用しています。しかし、全体的なレイアウト計画の合理性及び効率性を保証するため、以下に挙げるいくつかの基本原則を常に遵守すべきです。
- 生産関連エリア、原材料倉庫、完成品倉庫の配置を調整し、交通の流れを最適化して、工場内の物流コストを最小限に抑制します。
- 煙や埃、臭いの多い製造エリアは、他エリアへの影響を避けるため、風下側に隔離して配置されるべきです。
- 湿式及び乾式生産、クリーンルーム、粉塵を多く発生させるエリア、高騒音製造エリアとオフィスエリアなど、各種特性を持つ製造エリアは明確に区分されます。
さらに、工場設計における重要な考慮事項の一つとして、QCVN 01:2021/BXDへの準拠があります。投資家は、建築面積の最大純密度を70%以下に保つことが求められます。ただし、5階以上の建物が建設される区画では、最大純建築面積密度が60%に制限されます。また、工場敷地内における緑地は、少なくとも20%を確保する必要があります。
運用・保守に適した建築設計
建築は工場の設計と建設において重要な要素であります。美的要件のみならず、投資家は耐荷重性、運用の効率性、そしてメンテナンスの容易さにも特に注目する必要があります。
例えば、採光用の開口部や中庭、装飾的な外装が図面上で印象的に映ることはあっても、実際の運用では製造工程において日光の過剰な照射や熱問題を引き起こし、雨天時の水漏れが発生するリスクも考慮する必要があります。これは、伝統的な外装構造に見られる密閉性や堅牢性が欠けているためです。
さらに、工場の耐用年数を延ばすためには、現地の気象条件に適応した伸縮性塗料やステンレス鋼などの高耐久材料を使用することが投資家には求められます。また、投資家はコスト効率を最大化し、現行の建設トレンドに対応するため、再利用可能なグリーン材料や持続可能な資材の採用を検討すべきです。
建築 – 構造 – 機械・電気設備間の衝突の早期チェックと解決
コンバインシステムは、工場の建築、構造、機械・電気設備システムを一つの平面に統合し、各システムの正確な配置と高さを示す図面です。これによりシステム間の調和が保たれ、スペース利用が最適化され、工場の効率的な運用及びメンテナンスが保証されます。同時に、技術要件を守りつつ、工場の美観及び機能性を損なわないよう配慮されています。コンバインシステムが無い場合、配管や電線、機械設備が重複し、柱や梁、耐力壁などの構造部分に干渉することがあります。これにより建設プロセスが妨げられ、調整や再施工に多額のコストがかかるリスクがあります。
コンバインシステムと建築、構造、機械・電気設備間の干渉処理においては、構造の耐力が最も重要な要素です。機械・電気設備システムを設計する際は、梁や柱との干渉を防ぐため、配管や電線、HVAC機器の配置を慎重に調整することが求められます。配管が床梁や他の構造耐力部分を通る必要がある場合は、設計者が施工の技術的要件と実現可能性を保証するために、耐荷重性と構造的補強を精密に計算しなければなりません。
電気システム設計における正確かつ十分な負荷計算
設計者は、工場の稼働能力や生産ラインの技術水準を踏まえ、事業主と密接に協議し、正確で適切な負荷計算を実施することが求められます。その結果として、各エリアの機能に応じた最適な電気システムの設計が可能となります。このプロセスは、工場の電気システムが安定かつ効率的に機能することを保証し、過負荷による設備のダメージを防止する上で重要です。
さらに、設計者は工場の将来の生産拡大に備え、電気システムが容易にアップグレードや拡張が可能となるよう配慮し、新設される生産エリアの運用に迅速に対応できるよう計画する必要があります。これによって、事業主は時間とコストをより効率的に節約することが可能です。
DELCOが建設請負業者として参画したDORCO Living Vina工場の高圧配電盤は、将来の拡張が容易となるように精密に計算・設計されています。
生産部門の特性に合わせたHVACシステム
各生産部門によってHVACシステムの要件が異なるため、設計者は工場の各部門や生産エリアに適したHVACシステムを設計することが求められます。例えば、製薬工場の設計では、製品保護のためにより高度な温湿度管理が必要であり、適切な換気を確保して湿気やカビの問題を防止するために厳格なHVACシステムの設定が不可欠です。
その結果、投資家は適切な換気方向を考慮してファンや通気口を最適に配置するために、床や壁を十分な耐荷重を持つように設計することが重要です。
さらに、投資家は工場内の各エリアの機能に応じた熱負荷を精密に計算し、それに適した空調システムを選定する必要があります。空調機器は、均一な冷却効果と安定した温度管理を通じてエネルギー効率を高めるために、戦略的に配置される必要があります。
各エリアの機能に対応した防火システムの設計
防火システムの設計に際しては、QCVN 06:2021/BXDおよびベトナムの02:2021/TT-BXD通達の遵守が必須です。防火システムは各生産エリアの特性に合わせて効果的に機能するよう設計されなければなりません。化学工場や可燃性、爆発性物質を扱う倉庫では、泡消火剤、粉末消火剤、ガス消火設備の使用、面積に応じた厳格な排煙システム、および化学蒸気濃度を爆発下限界の10%未満に維持するための換気システムなど、特別な防火要件が求められます。電気室やサーバー室では、水消火システムの代わりにFM200、CO2、窒素消火システムの使用が必要です。一方で、石粉製造や染色を行う工場のように生産過程で水を使用し火災リスクが低い環境では、防火設計の要件は比較的緩やかです。
さらに、不要なリスクを排除するために、投資家は工場の各エリア間で煙や火災が広がるのを防ぐ設計を施す必要があります。また、性質が同じで消火方法も共通の商品は、同一エリア内に配置することが求められます。消火設備はアクセスが容易な場所に設置されるべきであり、各スプリンクラーの配置は防火技術基準を満たす必要があります。また、避難経路は明確にし、安全かつ速やかな避難が可能となるよう配慮する必要があります。
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生産部門の特性に合わせた環境保護システム
工場の設計者は、生産ラインの技術および工場排水の特性に関する具体的な情報を事業主と正確に共有し、適切な面積と処理能力を兼ね備えた排水処理システムの設計が求められます。投資家は、生産の種類や予算に応じて、微生物による排水処理や化学薬品の使用など、各種の処理方法から選択が可能です。
操業中の工場では、生産部門の特性に応じて臭気処理や粉塵処理システムの導入が必要な場合があります。排水量や固形廃棄物が少ない工場では、企業が環境業者に収集を依頼するか、または先進的な排水処理技術を採用して水の再利用を図り、コスト削減を実現することが可能です。
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