王锋
浙江华亿工程设计股份有限公司 浙江绍兴 312300
摘要：医药工业洁净厂房净化空调系统作为一种特殊的空调系统，与常规的舒适性空调系统相比，从能耗、空气过滤、气流组织、室内压差控制等方面均存在着很大的不同。本文论述了医药洁净厂房的特点，并分析了医药工业洁净厂房净化空调系统设计存在的问题及对策。
关键词：洁净厂房；净化空调系统；气流流向
一、医药洁净厂房的特点
1、在药品生产过程中应当根据药品品种、生产工艺要求等严格控制温度、湿度和空气净化过滤，保证药品生产环境符合要求。根据GMP中规定当药品生产无特殊要求时，洁净厂房应控制温度在18-26摄氏度，相对湿度在45%-65%。根据《医药工业洁净厂房设计规范》规定对对百级到万级的室内空气应采用粗效、中效、高效空气过滤器三级过滤，保证空气洁净度。
2、洁净厂房的净化空调个别房间排风量较大，为使系统风量保持平衡，这需要补充大量的新鲜空气。洁净厂房中大部分空调系统运行时间比较长，有些药物生产企业是全年生产的，这就导致洁净空调系统全年运行，而外界环境气候不断变化，所以应根据产品及工艺对室内温湿度的要求，及室外温湿度的变化，对洁净厂房的湿度、温度、洁净度进行适时的调整。
二、双风机系统的问题
1、双风机系统风压设计不准确。由于医药工业洁净厂房的特殊性，净化空调系统的送、回风管道较复杂，而且管路较长，因此局部阻力及沿程阻力较大。为避免因采用一台高风压风机在系统运行过程中产生较大的噪声和振动，往往选择双风机系统。但在采用双风机的净化空调系统中，往往所选择的风机风压偏大，造成能源的严重浪费。例如在某制药厂的净化空调系统中，其中两个净化空调系统的空调机组采用了双风机配置，设计送风量分别为13785立方米/小时和7725立方米/小时。在各系统总送风管、回风管和高效过滤器调节阀全开的状态下，各高效送风口实测风量之和分别为20298立方米/小时、12495立方米/小时，分别比设计风量大47%和62%；对于设计送风量为13785立方米/小时的空调机组，如果只开送风机而不开回风机，则各高效送风口实测风量之和为13141立方米/小时，仅比设计风量少5%。造成这种现象的原因在于风机的全压远远大于克服系统的阻力所需要的压力，使风机的工作点发生偏移。为使空调系统回到正常的工作状态，必须人为地增加系统阻力，但这样会造成系统运行能耗增加及初投资的加大。净化空调系统的系统阻力主要由风管的沿程及局部阻力、系统末端高效空气过滤器的阻力，以及空调机组本身的阻力构成。造成风机风压偏大的原因，是设计者对系统阻力计算不准确。所以设计者在选择风机风压时，一方面应详细计算系统沿程及局部阻力，同时，对克服空调机组自身的阻力部分，应由设备制造商根据设计条件进行复核。这样才能避免余量过大，使系统在合理、节能的状态下运行。
2、双风机系统送回风机配置不当。制药厂的双风机净化空调系统不仅可通过电动调节阀来维持房间的压差，而且可通过开启电动阀、关闭电动阀使回风机起到排风机的作用，满足医药洁净厂房消毒排风的要求。但在调试中，应处于负压进风状态的新风段有时会出现正压排风现象。究其原因，出在回风机与送风机的风压配置上。在设计中对回风机的全压选择不合理，使回风机在实际运行时，机组内的风压零点不在排风段和新风段的交接面上，而是向前偏移，导致应处于送风机负压内的新风口仍处于回风机的正压中，使系统无法正常运行。针对上述情况，在净化空调系统采用双风机方式时，除应进行系统阻力的计算外，还应根据系统的风压零点位置来确定回风机与送风机的全压，选择合适的风机；或采用送风机段和回风机段脱开布置，对新、回、排风阀门在机外连接的方式。
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三、人净区设计常见问题
人净区域作为洁净区和非洁净区或不同洁净级别洁净区之间的过渡区，在医药工业洁净厂房的设计过程中，设计人员经常就人净区域设计定位进行探讨，但至今没有形成一个规范化的确定。在2013版《洁净厂房设计规范》中也只规定了“净化要求宜根据产品生产工艺要求和相邻洁净室（区）的空气洁净度等级确定”。因此，有必要对医药工业洁净厂房的人净区域设计中存在的问题加以分析，以利于提高今后的工程质量。
1、压差问题。在空调系统的调试过程中，经常遇到人净区内的缓冲及更衣间之间压差过大或无法调出压差的问题。对人净区内的缓冲间及更衣间之间的压差及正压气流流向问题，可参考的资料很少。一些设计数据资料提出，其正压气流只允许由高级别的洁净区域流向低级别的洁净区域或非洁净区。设置在不同洁净度级别区域或洁净区与非洁净区之间的人净区域，根据上述要求，人净区内各个功能房间应顺人净路线进入方向保持正压。例如，人净路线为：换鞋→一更→二更→缓冲→洁净区，则压差也应顺其逐步升高。根据实践经验，一般相邻房间的压差维持在5pa左右。考虑到不同的洁净级别，l0，000级洁净区的人净区域的压差保持在l5pa-20pa之间，l00，000及300，000级洁净区的人净区域的压差保持在l0pa-l5pa之间。这样的压差梯度是完全可以达到的。在上述的压差梯度下，不仅能保持人净区的洁净度，而且对于保持洁净区内的洁净度起到了有效的隔离作用。
2、气流流向问题。两个房间之间的压差是建立在气流流向的基础上，两个房间之间没有气流流动，就不可能有压差存在，同时压差与气流流动速度的平方是成正比的关系。在现场空调系统的调试过程中，存在的压差问题是由气流流向造成的，而气流流向主要是由于风口布置不当造成的。以下就某些工程实例作进一步的分析。
l）如某制药药厂的人净区工程设计，在设计中，没有考虑人净区的压差梯度，而且各房间的回风均通过开在墙壁上回风格珊流入到洁净走廊，使洁净走廊相对人净区处于负压。这样的设计实际没有正确理解人净区的压差梯度及正压气流流向的要求。为此，在现场条件许可的情况下，对该系统进行了整改。即在人净区的第一个缓冲内设置回风口，使该缓冲处于人净区压差梯度的最高点，同时更衣室墙上的回风口均改为带调节阀的百叶风口，能调节回风风速。经过这样整改后，各房间内的压差和正压气流流均能满足要求。
2）在部分医药洁净厂房设计中，有的不同洁净级别的区域共用回风隔墙，而且在回风隔墙内不设置回风管，回风口直接安装在隔墙上。往往人净区的回风口和比其高一级，甚至高两级的洁净生产区的回风口安装在同一回风隔墙上，由于压差梯度的原因，导致人净区的回风口无法回风，反而有正压风通过回风口进入人净区，导致人净区压差失调。
3、综上所述，建议：1）与各回风口相连的回风墙应分别独立，而不应互相连同；2）各回风口均应设置调节阀，不主张采用固定百叶；3）除准洁净区外，洁净区房间不主张采用门上开百叶的方式，建议采用单独的回风道方式回风。4）除特殊情况外，准洁净区的压力方向始终应保持与人净路线方向相反。
四、结语
药品是用于预防、治疗疾病和恢复、调整机体功能的特殊商品，药品的质量直接关系到人的健康和安危。药品质量除直接反映在药效和安全外，还表现在药品质量的稳定性和一致性上，一些药品在制造过程中由于受到微生物、尘埃等污染或交叉污染，可能会引起预料不到的疾病或危害，所以在药厂环境控制过程中，空调净化系统的设计起到了非常关键的作用。
参考文献：
[1]许钟麟，编著.洁净室设计.北京：地震出版社，2016.
[2]张家平，高洪澜.当前组合式空调机组的质量问题和改进建议.暖通空调，2016.
[3]刘琳.空气洁净技术原理.上海：同济大学出版社，2017.
论文作者:王锋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/31
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