牛勇

蘭州生物制品研究所有限責(zé)任公司

輪狀病毒（Rotavirus，簡稱RV）屬于呼腸孤病毒科，是導(dǎo)致嬰幼兒腹瀉的主要病原體之一，輪狀病毒感染性腹瀉也是嬰幼兒急診和死亡（除呼吸道感染之外）的第二位病因。輪狀病毒疫苗是預(yù)防輪狀病毒腸炎，主要接種對象為2 月齡至3 歲兒童。

1 工程概況

本項(xiàng)目是國內(nèi)首個滿足GMP 規(guī)范要求、年產(chǎn)500萬人份Ⅲ價(jià)輪狀病毒疫苗生產(chǎn)車間，項(xiàng)目位于甘肅省蘭州市，屬于醫(yī)藥工業(yè)潔凈生產(chǎn)廠房，丙類建筑，防火等級一級，總建筑面積17912.63 m2，總高23.95 m，地上三層，地下一層，地上層高7.5 m，地下層高6 m，其中地下一層為設(shè)備公用機(jī)房，一層為分包裝區(qū)，二層為原液區(qū)，三層為培養(yǎng)基區(qū)，生產(chǎn)區(qū)通過潔凈空調(diào)系統(tǒng)達(dá)到無塵、無菌條件，非生產(chǎn)區(qū)以舒適性空調(diào)為主，項(xiàng)目榮獲2019 年上海市“申安杯”優(yōu)質(zhì)安裝工程獎。

2 空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 室外設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)文獻(xiàn)[1]，室外設(shè)計(jì)參數(shù)如下選取：

夏季空調(diào)：室外計(jì)算干球溫度31.2 ℃，室外計(jì)算濕球溫度20.1 ℃。冬季空調(diào)：室外計(jì)算干球溫度-11.5 ℃，室外計(jì)算相對濕度54%。夏季通風(fēng)計(jì)算干球溫度：26.5 ℃，冬季通風(fēng)計(jì)算干球溫度：-5.3 ℃。大氣壓：冬季851.5 hPa，夏季843.2 hPa。

2.2 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

表1 為凈化空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)及主要數(shù)據(jù)表[2]：

表1 凈化空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

舒適性空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)及主要數(shù)據(jù)如表2 所示[1]：

表2 舒適性空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

潔凈室塵埃粒子控制要求如表3 所示[3-4]：

表3 潔凈室塵埃粒子控制要求

3 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 潔凈空調(diào)

本項(xiàng)目共設(shè)計(jì)15 套凈化空調(diào)系統(tǒng)，凈化空調(diào)系統(tǒng)分別為：一層西林瓶清洗滅菌軋蓋（D 級）、一層上料間及清洗滅菌區(qū)（C 級）、一層配液分裝（B+A 級）。二層細(xì)胞區(qū)（C 級）、二層細(xì)胞傳遞區(qū)（C 級），二層病毒培養(yǎng)區(qū)1（C 級）、二層病毒培養(yǎng)區(qū)2（C 級）、二層病毒培養(yǎng)區(qū)3（C 級）、二層清洗滅菌區(qū)（D 級）、二層滅菌后及潔凈走廊（C 級）、二層細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)（C 級）。三層配液區(qū)（D 級）、三層除菌過濾（C 級）、三層中間品檢定區(qū)（C級）、三層清洗滅菌區(qū)（D 級）。

3.1.1 空氣處理流程

新風(fēng)經(jīng)初效（G4）過濾后（冬季電預(yù)熱）與回風(fēng)（有毒區(qū)空調(diào)無回風(fēng)）混合，經(jīng)中效（M6）過濾，夏季降溫、除濕（冬季加熱加濕）再熱后，經(jīng)高中效（F8）、高效過濾器（H13）過濾后送入室內(nèi)?？照{(diào)系統(tǒng)采用臭氧消毒。

3.1.2 氣流形式

1）B、C、D 級潔凈區(qū)氣流組織設(shè)計(jì)為非單向流[2]，其氣流組織為高效過濾器頂部送風(fēng)，下側(cè)回風(fēng)的方式（圖1）。

圖1 B、C、D 級空調(diào)氣流組織示意

2）潔凈區(qū)A 級氣流組織設(shè)計(jì)為單向流[2]，采用FFU 風(fēng)機(jī)過濾單元（或設(shè)備自帶層流）頂部均勻送風(fēng)，風(fēng)速為0.36～0.54 m/s，回風(fēng)經(jīng)夾墻進(jìn)入靜壓箱后經(jīng)FFU 風(fēng)機(jī)過濾單元（或循環(huán)風(fēng)機(jī)）再次頂送，如此循環(huán)（圖2）。

圖2 A 級空調(diào)氣流組織示意

3.2 特殊溫度要求房間空調(diào)

1）本車間孵房（36～38 ℃、33～35 ℃、30～35 ℃）、烘房（房間溫度40～50 ℃）、恒溫融化間（20～28 ℃）等高溫房間，設(shè)置熱風(fēng)循環(huán)中效風(fēng)機(jī)箱，采用無極可控硅電加熱，設(shè)置無風(fēng)保護(hù)、過熱保護(hù)措施。其中孵房溫度控制精度±0.5 ℃，為保證送風(fēng)精度及溫度均衡性，孵房采用孔板送風(fēng)（圖3），房間門口處設(shè)置溫度顯示及啟停裝置觸摸屏。

圖3 孵房送風(fēng)示意

2）細(xì)胞區(qū)冰箱間、有毒區(qū)毒種庫、凍融間等熱負(fù)荷大的房間，除正常的潔凈送排風(fēng)以外，還單獨(dú)設(shè)置常年運(yùn)行的直接蒸發(fā)式潔凈空調(diào)機(jī)組為房間降溫。

3）潔凈冷庫（2～8 ℃），采用直接蒸發(fā)式低溫潔凈空調(diào)機(jī)組送風(fēng)，冷媒為-6/-1 ℃，表冷盤管一用一備，交替融霜運(yùn)行，室外機(jī)放置在屋面。

3.3 控制區(qū)空調(diào)

本項(xiàng)目共設(shè)計(jì)4 套控制區(qū)空調(diào)，分別為：一層更衣、一層外包區(qū)、二層CNC 走廊、三層CNC 走廊。

空氣處理流程如下：新風(fēng)（冬季預(yù)熱）與回風(fēng)混合，經(jīng)粗效（G4）、中效（M6）過濾，夏季降溫、除濕（冬季加熱加濕）再熱后，經(jīng)高中效過濾器（F8）過濾后送入室內(nèi)，氣流組織為上送上回。

3.4 舒適性空調(diào)及其他

1）辦公室、檢定區(qū)設(shè)置舒適性空調(diào)系統(tǒng)，采用四管制風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，為房間降溫及供暖。

2）配電間、制水間冬夏均需降溫，設(shè)計(jì)變頻多聯(lián)VRV 機(jī)組，室外機(jī)放屋面。

3）冷庫進(jìn)出入口、物流中轉(zhuǎn)廳入口處設(shè)風(fēng)幕機(jī)，阻隔外界空氣，保證溫度均衡性。

4 空調(diào)冷、熱源及水系統(tǒng)

4.1 空調(diào)冷、熱源

1）夏季空調(diào)采用7/12 ℃冷凍水制冷，空調(diào)總冷量2640 kW，其中凈化空調(diào)冷量2023 kW，舒適性空調(diào)總冷量617 kW，選用兩臺1448 kW 螺桿式冷水機(jī)組，定頻、變頻各一臺，流量249 m3/h，冷源由車間冷凍機(jī)房提供。

2）冬季空調(diào)采用60/50 ℃熱水加熱，加熱量2094 kW。新風(fēng)預(yù)熱采用無極可控硅電加熱，加熱量為998 kW。夏季除濕后再熱量680.2 kW，熱源由車間熱力站汽水換熱機(jī)組提供。

3）B 級區(qū)凈化空調(diào)采用0.3 MPa 純蒸汽加濕，加濕量323 kg/h，由制水間純蒸汽發(fā)生器提供。其他區(qū)域空調(diào)采用0.3 MPa 工業(yè)干蒸汽加濕，加濕量1440 kg/h，由熱力站提供。

4）冷卻水由屋面兩臺熱鍍鋅橫流式低噪音開式冷卻塔提供，濕球溫度20.1 ℃，進(jìn)出水溫度30/35 ℃，流量350 m3/h。

4.2 空調(diào)水系統(tǒng)

1）冷凍水、熱水系統(tǒng)采用一次泵變流量閉式系統(tǒng)，四管制設(shè)計(jì)，設(shè)置三臺變頻水泵（兩用一備），一套全自動軟水機(jī)組，補(bǔ)水罐定壓補(bǔ)水?？照{(diào)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)冷熱負(fù)荷變化，調(diào)節(jié)表冷、加熱管道閥門開度，引起供回水壓差變化，根據(jù)壓差調(diào)節(jié)冷、熱水機(jī)組及水泵變頻器頻率，以此來進(jìn)行冷、熱源流量控制，保證送風(fēng)溫度。

2）冷卻水系統(tǒng)選用三臺變頻循環(huán)水泵（兩用一備），采用廣譜水處理器，保證水質(zhì)。

5 通風(fēng)設(shè)計(jì)

1）根據(jù)衛(wèi)生部《人間傳染的病原微生物名錄》，輪狀病毒危害級別為3 類，生物安全等級為BSL-2 級，病毒操作區(qū)空調(diào)無回風(fēng)，空調(diào)排風(fēng)采用模塊化袋進(jìn)袋出高效過濾器過濾后排放。無毒區(qū)空調(diào)排風(fēng)采用中效過濾器排風(fēng)箱排出。

2）衛(wèi)生間設(shè)機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)，氣流組織為上排，自然進(jìn)風(fēng)，換氣次數(shù)為12 次/h。

3）配電室、熱力站、制水站、柴油發(fā)電機(jī)房等設(shè)機(jī)械進(jìn)、排風(fēng)機(jī)組，氣流組織為上送上排，換氣次數(shù)為12次/h。

4）二氧化碳?xì)馄块g設(shè)機(jī)械排風(fēng)，氣流組織為上排，換氣次數(shù)為12 次/h。

5）水泵房設(shè)機(jī)械進(jìn)、排風(fēng)機(jī)組，氣流組織為上送上排，換氣次數(shù)為6 次/h。

6）每層設(shè)備夾層內(nèi)設(shè)機(jī)械排風(fēng)，機(jī)械氣流組織為側(cè)送側(cè)排，換氣次數(shù)為1 次/h。

7）冷凍機(jī)房設(shè)機(jī)械事故排風(fēng)機(jī)，兼顧平時(shí)通風(fēng)功能，換氣次數(shù)≥12 次/h，根據(jù)放散物的種類，設(shè)置配套的自動檢測報(bào)警控制系統(tǒng)與事故風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖。

6 空調(diào)控制

空調(diào)系統(tǒng)采用PLC 進(jìn)行控制，根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境的要求，配合不同的傳感器、執(zhí)行器、傳輸線路完成各種控制邏輯，自動調(diào)節(jié)房間溫濕度、風(fēng)量、壓差、送排風(fēng)機(jī)連鎖啟?？刂频?，使之達(dá)到理想運(yùn)行狀態(tài)，避免出現(xiàn)過冷或過熱現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

6.1 風(fēng)量控制

空調(diào)機(jī)組采用變頻風(fēng)機(jī)，全年定風(fēng)量運(yùn)行，隨過濾器逐漸堵塞阻力增大，會影響總送風(fēng)量變化，在送風(fēng)主管設(shè)置多點(diǎn)風(fēng)速測片，計(jì)算空調(diào)總送風(fēng)量，監(jiān)測風(fēng)管風(fēng)量變化，調(diào)節(jié)、控制送風(fēng)機(jī)頻率，從而保證送風(fēng)量穩(wěn)定。

6.2 壓差控制

本項(xiàng)目潔凈區(qū)嚴(yán)格按GMP 要求設(shè)計(jì)，根據(jù)房間的生產(chǎn)功能，潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間、相鄰不同級別房間之間的壓差不小于10 Pa[2，5]，室內(nèi)正壓值設(shè)計(jì)為10～45 Pa，病毒區(qū)與非病毒區(qū)保持相對負(fù)壓，房間設(shè)置帶現(xiàn)場顯示和遠(yuǎn)傳功能的壓差表，監(jiān)測房間壓差。B、C、D 級潔凈空調(diào)系統(tǒng)送回風(fēng)支管采用壓力無關(guān)型定、變風(fēng)量閥,非核心房間定送定回，核心房間定送變回，設(shè)計(jì)時(shí)每10 Pa 壓差，按1 次換氣次數(shù)計(jì)算風(fēng)量差,核心房間壓力控制信號做延時(shí)處理，避免因短暫開門造成房間壓力波動，保證房間壓力梯度穩(wěn)定。另外，在空調(diào)系統(tǒng)送排風(fēng)初、中、高效過濾器上，設(shè)置壓差開關(guān)監(jiān)測過濾器阻力（報(bào)警值為初阻力的2 倍），為清洗及更換過濾器提供依據(jù)。

6.3 溫濕度控制

空調(diào)系統(tǒng)的新、送、回風(fēng)管設(shè)置溫濕度傳感器監(jiān)測溫濕度，與表冷、加熱、加濕調(diào)節(jié)閥進(jìn)行連鎖控制。在每個空調(diào)系統(tǒng)中選2-3 個關(guān)鍵房間進(jìn)行溫濕度監(jiān)測，通過回風(fēng)管上溫濕度傳感器反饋信號調(diào)節(jié)控制空調(diào)機(jī)組冷熱媒流量或溫度，實(shí)現(xiàn)送風(fēng)溫濕度的自動控制，保證房間溫濕度恒定。

6.4 消毒控制

潔凈空調(diào)消毒時(shí)，關(guān)閉新風(fēng)電動閥、排風(fēng)機(jī)、消毒排風(fēng)機(jī)及電動閥，開啟送風(fēng)機(jī)、回風(fēng)電動閥及臭氧發(fā)生器，在空調(diào)機(jī)組回風(fēng)段加入消毒劑，送入房間（濃度不低于20 mg/m3）進(jìn)行循環(huán)消毒。消毒完成后，關(guān)閉回風(fēng)電動閥，開啟新風(fēng)電動閥、送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)，排出殘余消毒氣體后，經(jīng)臭氧濃度傳感器檢測合格（濃度低于0.16 mg/m3）后，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。

6.5 環(huán)境監(jiān)測

潔凈室內(nèi)設(shè)置懸浮粒子傳感器和微生物采集系統(tǒng)，對區(qū)域內(nèi)的懸浮粒子數(shù)進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)監(jiān)測，微生物進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測[2]。對A 級、B 級關(guān)鍵操作區(qū)域內(nèi)的懸浮粒子數(shù)進(jìn)行動態(tài)連續(xù)監(jiān)測[2]。掌握生產(chǎn)過程中環(huán)境狀況，確?？諝赓|(zhì)量合格。

7 防排煙系統(tǒng)

1）自然排煙系統(tǒng)。長度超過40 m 的疏散走廊、地上面積超過300 m2的房間，經(jīng)常有人停留或可燃物較多[6]，靠外墻上有可開啟外窗，排煙窗可開啟凈面積不小于該房間建筑面積的2%，且排煙窗距房間最遠(yuǎn)點(diǎn)的水平距離不超過30 m[7]，采用自然排煙。

2）不滿足自然排煙條件的采用機(jī)械排煙。本車間劃分了36 個防煙分區(qū)，單個防煙分區(qū)面積不超過500 m2[7]，防煙分區(qū)不跨越防火分區(qū)[7]。設(shè)有4 套機(jī)械排煙系統(tǒng)，3 套機(jī)械補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)。每個防煙分區(qū)內(nèi)設(shè)板式排煙口，排煙口與排煙風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖，當(dāng)任一板式排煙口開啟時(shí)所對應(yīng)的排煙風(fēng)機(jī)自動開啟。

3）擔(dān)負(fù)兩個及以上防煙分區(qū)的排煙系統(tǒng)，排煙量按照最大防煙分區(qū)面積每平米120 m3/h 計(jì)算[7]。

4）不滿足自然補(bǔ)風(fēng)的區(qū)域設(shè)機(jī)械補(bǔ)風(fēng)，補(bǔ)風(fēng)量按不小于防煙分區(qū)排煙量的50%設(shè)計(jì)計(jì)算[2]。

8 結(jié)束語

隨著我國醫(yī)藥工業(yè)的不斷發(fā)展，藥品法規(guī)制度要求也日趨嚴(yán)格，醫(yī)藥潔凈工業(yè)生產(chǎn)廠房建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提升，空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅要滿足國家及地方規(guī)范，還要結(jié)合產(chǎn)品特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。質(zhì)量源于設(shè)計(jì)，醫(yī)藥潔凈空調(diào)系統(tǒng)不但標(biāo)準(zhǔn)高、系統(tǒng)造價(jià)昂貴，而且還直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要充分掌握用戶需求，明確設(shè)計(jì)任務(wù)，理論與實(shí)際相結(jié)合，才能有好的設(shè)計(jì)圖紙，保證產(chǎn)品質(zhì)量，造福人類健康。