０ ? ?前言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)療水平和人民生活質(zhì)量的提高，人們對藥品生產(chǎn)環(huán)境的要求越來越高，所以在設(shè)計(jì)潔凈廠房的空調(diào)系統(tǒng)時，我們應(yīng)嚴(yán)格遵守國家統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，以防止在生產(chǎn)過程中因不潔微粒和微生物而引起藥品污染、交叉污染。目前已有的相關(guān)規(guī)范，除了已在世界各國制藥企業(yè)中得到廣泛推廣的《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》（又稱GMP），還有我國的GB 50073-2001《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》和國家醫(yī)藥管理局1997年1月頒布實(shí)施的《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》。

空氣凈化一方面是送入潔凈空氣對室內(nèi)污染空氣進(jìn)行稀釋，另一方面是迅速排出室內(nèi)濃度高的污染空氣。而為保證生產(chǎn)環(huán)境或其他用途的潔凈室所要求的空氣潔凈度，需要采取控制污染源，減少污染發(fā)生量，阻止室外的污染物侵入室內(nèi)等多方面的綜合措施才能達(dá)到目標(biāo)。

現(xiàn)結(jié)合武漢某制藥廠房的潔凈空調(diào)設(shè)計(jì)，總結(jié)潔凈室空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，并對設(shè)計(jì)計(jì)算中經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的選取進(jìn)行總結(jié)和分析，探討風(fēng)口布置的射流計(jì)算和氣流組織計(jì)算中氣流方向與房間正壓的設(shè)定。

１ ? ?工程概況

本工程制藥廠房總建筑面積6750 m2，潔凈空調(diào)區(qū)域面積1710 m2 ，建筑高度18.3 m，共3層，1層與2層主要為制藥車間和倉庫，3層為備用車間。本工程潔凈空調(diào)系統(tǒng)采用集中式單風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，1層車間潔凈等級為100000級，2層車間潔凈等級為300000級。

１．１ ?制藥廠平面布局

潔凈廠房的設(shè)計(jì)是以控制塵粒和微生物對藥品的污染為宗旨?？刂莆廴镜耐緩接泻芏喾N，而合理的建筑平面布局與人、物流路線的設(shè)置在污染物的控制中非常關(guān)鍵。就一般制藥廠的建筑布局而言，工人、設(shè)備和藥劑的原料、半成品、成品在生產(chǎn)前后均需進(jìn)出藥品混制配間和灌裝間，形成一定的人與物的固定流向，即：上班時工人流向、下班后工人流向、藥品加工前流向、藥品成品后流向、器材設(shè)備使用前流向、使用后器材流向。根據(jù)這6種人與物流的流向，建筑可分成多種平面類型。

根據(jù)此大樓的整體平面，結(jié)合我國現(xiàn)在的國情和關(guān)于《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》中對于生產(chǎn)環(huán)境的要求，該建筑采用外廊回收型布局（見圖1），充分體現(xiàn)潔污分流、流程最短的原則，主要生產(chǎn)房間和直接為生產(chǎn)房間服務(wù)的輔助用房形成生產(chǎn)核心區(qū)。此種建筑布局配合合理的空調(diào)系統(tǒng)房間正壓布局，我們就可以有效的控制污染物的流向，將藥品在生產(chǎn)、傳送和儲存中所受到的污染降到最低。

２ ? 生產(chǎn)車間凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

合理的凈化空調(diào)系統(tǒng)是保障整個生產(chǎn)車間處于受控狀態(tài)的重要環(huán)節(jié)。潔凈廠房要求空調(diào)系統(tǒng)能夠控制各等級生產(chǎn)車間及輔助用房的室內(nèi)溫度、濕度、潔凈度、細(xì)菌與有害氣體濃度、氣流分布，保證室內(nèi)人員所需新風(fēng)量，維持室內(nèi)合理的氣流流向和各房間合理、有序的壓力梯度。一般空調(diào)系統(tǒng)通常只有粗效一級過濾，要求高一些的系統(tǒng)有粗效、中效兩級過濾處理。而潔凈空調(diào)系統(tǒng)則要求粗、中、高效三級過濾或者粗、中、亞高效三級過濾。同時，為了消除室內(nèi)排風(fēng)對大氣環(huán)境的影響，需要依據(jù)不同的情況在排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)排風(fēng)過濾或排風(fēng)凈化處理。

２．１ ? ?潔凈空調(diào)設(shè)計(jì)計(jì)算步驟

潔凈室對于室內(nèi)環(huán)境的要求比一般房間要高，所以潔凈空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算是整個設(shè)計(jì)中極其重要的一個環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)計(jì)算一般步驟如下：

（1）根據(jù)工藝要求確定潔凈室的潔凈度等級，選擇氣流流型，并決定采用全室空氣凈化還是局部空氣凈化。

（2）計(jì)算新風(fēng)量。取下列2項(xiàng)中的大者。

a. 補(bǔ)償室內(nèi)排風(fēng)量和保持室內(nèi)正壓值所需新鮮空氣量之和。

b. 保證供給潔凈室內(nèi)的新鮮空氣量不小于40m3/（h?人）。

（3）計(jì)算潔凈室的冷、熱負(fù)荷。

（4）計(jì)算送風(fēng)量。取下列3項(xiàng)中的最大值。

a. 為保證空氣潔凈度等級的送風(fēng)量。

b. 根據(jù)熱、濕負(fù)荷計(jì)算確定的送風(fēng)量。

c. 向潔凈室內(nèi)供給的新風(fēng)量。

（5）根據(jù)送風(fēng)量、冷熱負(fù)荷和選擇的氣流組織形式，計(jì)算氣流組織各參數(shù)。（6）選擇空氣處理器。

（7）校核潔凈室內(nèi)的微粒濃度和細(xì)菌濃度。

２．２ ?室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)的選取

在潔凈室空調(diào)設(shè)計(jì)之初，要嚴(yán)格按照《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》、《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》、《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》等手冊取定室內(nèi)溫濕度、潔凈等級等數(shù)據(jù)。

本工程中1層廠房潔凈度等級為100000級，2層廠房為300000級，采用非單向流全室空氣凈化。根據(jù)《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》規(guī)定，潔凈室內(nèi)的溫濕度要求為：生產(chǎn)工藝對溫度、濕度無特殊要求時，以穿著潔凈工作服不產(chǎn)生不舒服感為宜。本工程潔凈廠房室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度取冬季21℃夏季26℃，室內(nèi)濕度50%~65%。其他室內(nèi)技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)的選取可參照《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》或《空氣潔凈技術(shù)》。

２．３ ?冷、熱負(fù)荷計(jì)算

潔凈室空調(diào)負(fù)荷包括夏季的空調(diào)冷負(fù)荷和冬季的空調(diào)熱負(fù)荷，冷、熱負(fù)荷的計(jì)算與一般空調(diào)相通，但潔凈空調(diào)的冷負(fù)荷又有其特殊性，一般情況下潔凈室處于建筑的內(nèi)區(qū)，所以圍護(hù)結(jié)構(gòu)引起的冷負(fù)荷可按穩(wěn)定傳熱計(jì)算，見公式1。

（1）式中：Ki為內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)（如內(nèi)墻、樓板等）的傳熱系數(shù)，W/(m2?℃)；Ai為內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積，m2；to.m為夏季空調(diào)室外計(jì)算日平均溫度，℃； ?為附加溫升，可按表1選取。

另外，對于潔凈空調(diào)系統(tǒng)，負(fù)荷還應(yīng)包括新風(fēng)負(fù)荷和2次加熱負(fù)荷。本工程經(jīng)負(fù)荷計(jì)算后1層總冷負(fù)荷161 kW，總熱負(fù)荷91 kW，2層總冷負(fù)荷203 kW，總熱負(fù)荷167 kW。

２．４ ?風(fēng)量計(jì)算

潔凈空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)量計(jì)算是設(shè)計(jì)計(jì)算中最重要的環(huán)節(jié)之一，但在設(shè)計(jì)中一直存在著如何選取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的難題。這些數(shù)值的選取是否合理直接影響設(shè)計(jì)結(jié)果，所以我們應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行合理分析后選取適宜的參數(shù)，令計(jì)算結(jié)果處于相關(guān)規(guī)范和手冊中所規(guī)定的范圍之內(nèi)。

本工程的風(fēng)量匯總?cè)绫? 。

2.4.1 ?滿足潔凈室衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的新風(fēng)量計(jì)算

計(jì)算滿足潔凈室衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的新風(fēng)量分2種情況，一是根據(jù)GB 50073-2001《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，保證供給室內(nèi)的新鮮空氣量不小于40m3/h?人；二是保證室內(nèi)新風(fēng)量可以補(bǔ)充室內(nèi)排風(fēng)和維持室內(nèi)正壓的滲漏風(fēng)量之和。比較2種情況下計(jì)算所得新風(fēng)量，取其中大者為房間新風(fēng)量。一般空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量約占總風(fēng)量的10%~30%，相比之下潔凈空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)比例稍大，可以達(dá)到總風(fēng)量的40%以上。(m.gxshunjiang.com)

本工程中1層新風(fēng)量為10200 m3/h，新風(fēng)比40.6%，2層新風(fēng)量為19317 m3/h，新風(fēng)比46.6%。

2.4.2 ?送風(fēng)量計(jì)算

在實(shí)際潔凈空調(diào)工程設(shè)計(jì)中的送風(fēng)量計(jì)算一般均采用經(jīng)驗(yàn)換氣次數(shù)進(jìn)行計(jì)算，表1中列舉了GB50073-2001《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》和《醫(yī)藥潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》所規(guī)定的不同級別非單向流潔凈室送風(fēng)量計(jì)算所需的經(jīng)驗(yàn)換氣次數(shù)。在本工程中，由于廠房內(nèi)人員密度很小，潔凈等級為100000級的1層潔凈區(qū)域換氣次數(shù)取15次/h，2層潔凈等級為300000級，換氣次數(shù)取13次/h，經(jīng)計(jì)算1層總送風(fēng)量為25124 m3/h，2層為41493 m3/h。

2.4.3 ?回風(fēng)量、排風(fēng)量與排煙風(fēng)量的計(jì)算

在潔凈空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，潔凈室內(nèi)會形成進(jìn)風(fēng)量與出風(fēng)量的基本平衡，即潔凈室的送風(fēng)量等于新風(fēng)量與回風(fēng)量之和。而新風(fēng)量等于保持房間正壓的進(jìn)風(fēng)量與工藝排風(fēng)量之和。所以總送風(fēng)量應(yīng)為工藝排風(fēng)量、回風(fēng)量與壓差風(fēng)量之和。在送風(fēng)過程中，壓差風(fēng)量算入新風(fēng)量中送入室內(nèi)，壓差風(fēng)量的計(jì)算見2.4。則通過風(fēng)量之間的平衡關(guān)系就可算得回風(fēng)量與新風(fēng)量：

回風(fēng)量 = 送風(fēng)量?新風(fēng)量；新風(fēng)量 = 排風(fēng)量+正壓風(fēng)量。

按要求本工程2層中心十字走廊做防排煙通風(fēng)，排煙風(fēng)量按每平米60 m3/h計(jì)算。風(fēng)量計(jì)算結(jié)果見表2 。

2.5 靜壓差

為了避免外界污染空氣的滲入或不同潔凈室（區(qū)）不同物質(zhì)的相互影響，工業(yè)潔凈室和一般生物潔凈室采用正壓措施，只允許室內(nèi)潔凈空氣往外漏，而避免室外空氣往里滲，即防止室外或鄰室的空氣攜帶污染物質(zhì)通過門窗或其他縫隙、孔洞侵入造成污染。

2.5.1 ?各房間之間壓差

潔凈室與周圍的空間必須維持一定的壓差，并應(yīng)該按生產(chǎn)工藝要求決定維持正壓差或負(fù)壓差。不同等級的潔凈室以及潔凈區(qū)之間的壓差應(yīng)不小于5Pa，潔凈區(qū)與室外的壓差應(yīng)不小于10 Pa［2］。

根據(jù)各潔凈室功能用途和污染物數(shù)量種類等因素設(shè)計(jì)房間壓差階梯順序，按生產(chǎn)或灌裝用房且污染物較少的房間到污染物較多的走廊、更鞋室的順序，房間壓差由高至低。根據(jù)工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)本工程房間壓力和各房間之間的壓差，使房間壓力按照用途呈一個壓力梯度：

2.5.2 ?壓差風(fēng)量計(jì)算

國內(nèi)外潔凈室壓差風(fēng)量的確定，多數(shù)是采用房間換氣次數(shù)計(jì)算的，當(dāng)潔凈室的壓差值為5 Pa時，壓差風(fēng)量相應(yīng)的換氣次數(shù)為1次/h ~2次/h；當(dāng)壓差值為10 Pa時，相應(yīng)的換氣次數(shù)為2次/h~4次/h。因?yàn)闈崈羰覊翰铒L(fēng)量的大小是與潔凈室圍護(hù)結(jié)構(gòu)的氣密性及維持的壓差值相關(guān)，所以在選取換氣次數(shù)時，對于氣密性差的房間可以取上限，氣密性好的房間可以取下限。

２．６ ?氣流組織設(shè)計(jì)

氣流組織的合理設(shè)計(jì)是體現(xiàn)潔凈室功能的關(guān)鍵。合理的氣流組織，即通過送風(fēng)口與回風(fēng)口位置、大小、形式的精心設(shè)計(jì)，使室內(nèi)氣流沿一定方向流動，防止死角及造成二次污染。不同的氣流組織直接影響施工的難易程度及工程造價。一般潔凈度級別高于5級的潔凈室均采用單向流，其中以垂直單向流效果最好，但造價也最高。潔凈度級別為6~9級的潔凈室則采用非單向流的氣流組織。2.6.1 ?氣流組織圖

本工程氣流組織采用非單向流，頂送風(fēng)對角回風(fēng)的形式，設(shè)回風(fēng)柱與排風(fēng)柱進(jìn)行回排風(fēng)，非單向流的氣流組織示意圖見圖2。

2.6.2 ?風(fēng)口位置、大小的確定

在做好負(fù)荷、風(fēng)量和氣流組織的計(jì)算，并根據(jù)冷量風(fēng)量選取空調(diào)機(jī)組后，接下來的工作就是布置風(fēng)口，而每間房間布置幾個送風(fēng)口、風(fēng)口間距多少，不應(yīng)簡單的按經(jīng)驗(yàn)確定，而應(yīng)該做風(fēng)口的空氣射流計(jì)算，自由射流計(jì)算公式見公式2。

３ ? ?風(fēng)管與機(jī)房的布置

３．１ ?空調(diào)機(jī)房布置與送風(fēng)管布置

在潔凈空調(diào)設(shè)計(jì)的計(jì)算部分做好以后，需要確定機(jī)房位置并對潔凈空調(diào)區(qū)域劃分系統(tǒng)，如本工程送風(fēng)系統(tǒng)1負(fù)擔(dān)1層潔凈區(qū)，送風(fēng)系統(tǒng)2和送風(fēng)系統(tǒng)3分別負(fù)擔(dān)2層左半?yún)^(qū)與右半?yún)^(qū)，每個系統(tǒng)1臺組合式凈化空調(diào)機(jī)組?？照{(diào)機(jī)房設(shè)置在1層，系統(tǒng)2和系統(tǒng)3送風(fēng)干管通過機(jī)房上方風(fēng)井至2層為空調(diào)區(qū)域送風(fēng)。圖3為2層送風(fēng)管道平面圖， 以2層送風(fēng)管布置為例，送風(fēng)管道的布置要遵循管路簡潔、送風(fēng)均勻、管徑合理的原則，其中管徑的確定要通過水力計(jì)算來確定。

３．２ ?回、排風(fēng)與防排煙風(fēng)管布置

靠墻設(shè)置回風(fēng)柱與排風(fēng)柱進(jìn)行回排風(fēng)。回風(fēng)同送風(fēng)系統(tǒng)的劃分一樣，分為3個系統(tǒng)，回風(fēng)系統(tǒng)2、3的回風(fēng)干管通過機(jī)房上方的風(fēng)井把回風(fēng)送入機(jī)組。排風(fēng)共7個系統(tǒng)，分別設(shè)置7個排風(fēng)機(jī)對附近房間進(jìn)行排風(fēng)。另外，只對2層潔凈走廊設(shè)置一個防排煙系統(tǒng)。如圖4為2層回排風(fēng)與防排煙風(fēng)管平面圖。

４ ? ?結(jié)語

潔凈室對室內(nèi)環(huán)境的要求較高，所以潔凈空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)量、負(fù)荷與一般空調(diào)系統(tǒng)相比都要較大，風(fēng)壓也要比一般空調(diào)系統(tǒng)高出400 Pa以上，因此在設(shè)計(jì)中不能套用一般空調(diào)系統(tǒng)的計(jì)算方法，而應(yīng)該合理選擇參數(shù)，使用潔凈空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法去做計(jì)算，避免計(jì)算誤差過大造成能源的浪費(fèi)甚至無法滿足室內(nèi)的潔凈要求。

在設(shè)計(jì)中需要著重注意的問題有：

（1）應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范手冊，結(jié)合潔凈室實(shí)際情況選取潔凈室相關(guān)參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)，為后面的計(jì)算打好基礎(chǔ)。

（2）應(yīng)注意負(fù)荷計(jì)算和風(fēng)量計(jì)算中與一般空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不同之處，避免造成過大誤差。風(fēng)量的平衡關(guān)系要明確，正確計(jì)算壓差風(fēng)量，保證房間正壓。

（3）氣流組織計(jì)算中風(fēng)口布置應(yīng)做空氣射流計(jì)算。

（4）機(jī)房布置和風(fēng)管布置要結(jié)合實(shí)際情況合理布置，管路盡量簡捷避免風(fēng)管打架現(xiàn)象出現(xiàn)。

原文來源：無塵無菌潔凈室專家??微信號：rfilter???http://m.gxshunjiang.com/