史 智 國(guó)

(上海航天建筑設(shè)計(jì)院有限公司，上海 201600)

·水·暖·電·

醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房給排水及消防設(shè)計(jì)

史 智 國(guó)

(上海航天建筑設(shè)計(jì)院有限公司，上海 201600)

基于醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房的功能要求，闡述了該廠房生產(chǎn)給水系統(tǒng)與排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，并結(jié)合相關(guān)消防規(guī)范準(zhǔn)則，探討了其水消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，為類(lèi)似工程設(shè)計(jì)提供了思路。

醫(yī)藥工業(yè)，潔凈廠房，給水系統(tǒng)，排水系統(tǒng)，消防系統(tǒng)

0 引言

隨著近年來(lái)我國(guó)老齡化的進(jìn)程及環(huán)境污染的加劇，各種慢性疾病的發(fā)病率在我國(guó)有上升的趨勢(shì)，某國(guó)際知名制藥公司在其已有工業(yè)園區(qū)內(nèi)新建一某種慢性病注射用藥品生產(chǎn)線以滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)該藥品不斷增長(zhǎng)的需求。水作為藥品的成分、溶劑、稀釋劑等在制藥工業(yè)中廣泛應(yīng)用。然而水極易滋生微生物并助其生長(zhǎng)，故制藥用水的生產(chǎn)和儲(chǔ)存分配系統(tǒng)是制藥生產(chǎn)的關(guān)鍵系統(tǒng)，對(duì)其最終產(chǎn)品質(zhì)量起著決定性作用[1]。

醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房由于其工藝及潔凈要求，廠房?jī)?nèi)多為密閉空間，并有較多的狹窄曲折通道，對(duì)火災(zāi)時(shí)人員疏散及救援工作造成一定困難，使廠房?jī)?nèi)消防系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)及使用顯得尤為重要[2]。

1 生產(chǎn)給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 生產(chǎn)給水系統(tǒng)分類(lèi)及用途

本項(xiàng)目生產(chǎn)給水按用途分為飲用水、純化水及注射用水。其中飲用水主要用于注射用藥品包裝材料粗洗用水。純化水主要用于注射用藥品的配料、直接接觸藥品的設(shè)備、器具和包裝材料最后一次洗滌用水并同時(shí)作為制備注射用水的水源用水。注射用水不僅作為一種注射藥劑配制的輔藥，還可以進(jìn)行最終的設(shè)備沖洗，工藝設(shè)備系統(tǒng)(部件清洗、部件處理、水槽等)所有水的需求都是由注射用水系統(tǒng)來(lái)提供的，其中包括非最終的沖洗用水[4]。

1.2 生產(chǎn)給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

生產(chǎn)給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮的因素有：1)使水儲(chǔ)存在適宜微生物生長(zhǎng)環(huán)境下的時(shí)間盡可能少；2)水溫變化盡量小；3)在消毒時(shí)所有的區(qū)域都要接觸到[1]。根據(jù)以上因素，各主要生產(chǎn)給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：

飲用水系統(tǒng)：市政給水經(jīng)紫外線消毒器消毒后由變頻加壓泵組通過(guò)飲用水供水管路輸送至注射用藥品包裝材料粗洗設(shè)備并對(duì)藥品包裝材料做初步清洗，以減少后續(xù)工序?qū)兓氖褂昧?，達(dá)到節(jié)水節(jié)能的目的。

純化水系統(tǒng)：純化水系統(tǒng)由純化水生成裝置、中間儲(chǔ)罐和分配循環(huán)系統(tǒng)組成，以滿(mǎn)足純化水儲(chǔ)罐的進(jìn)料，供灌裝生產(chǎn)線使用。其中分配循環(huán)系統(tǒng)包含加熱器、離心泵及相應(yīng)循環(huán)管路等。為避免系統(tǒng)中微生物的滋生，分配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)溫度約為75 ℃，并在適當(dāng)?shù)仡A(yù)留儲(chǔ)罐和分配系統(tǒng)進(jìn)行抽樣檢查接口。

注射用水系統(tǒng)：注射用水系統(tǒng)由多效精餾單元、儲(chǔ)罐和分配循環(huán)系統(tǒng)(包含離心泵和換熱器)組成。蒸餾是通過(guò)氣液相變法和分離法來(lái)對(duì)原料水進(jìn)行化學(xué)和微生物純化的工藝過(guò)程。但在蒸餾過(guò)程當(dāng)中,低分子雜質(zhì)可能被夾帶在水蒸發(fā)后的蒸汽中以水霧或水滴的形式被攜帶,故需要通過(guò)分離裝置來(lái)去除細(xì)小的水霧和夾帶的雜質(zhì),這其中包括內(nèi)毒素。純化了的蒸汽經(jīng)冷凝后成為注射用水。為保證注射用水的品質(zhì)，注射用水在分配系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)溫度約為85 ℃，并在適當(dāng)?shù)仡A(yù)留儲(chǔ)罐和分配系統(tǒng)進(jìn)行抽樣檢查接口。

潔凈區(qū)內(nèi)各類(lèi)生產(chǎn)給水管道均為暗敷。由于不銹鋼具有不反應(yīng)性、耐腐蝕性及內(nèi)壁光滑的特點(diǎn)，并能滿(mǎn)足生產(chǎn)中熱消毒的要求，為保證水流有較好的水力性能，以及有效降低微粒的沉積和微生物的繁殖，本項(xiàng)目生產(chǎn)給水系統(tǒng)設(shè)備及管道材料均選用316 L不銹鋼管，管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)無(wú)死角，并控制設(shè)計(jì)循環(huán)環(huán)路最小返回流速不低于0.9 m/s。

1.3 生產(chǎn)給水系統(tǒng)主要設(shè)備選型

換熱器：常見(jiàn)類(lèi)型主要有管殼式和板式換熱器。其中板式換熱器存在死水區(qū)，可能會(huì)造成較大的污染危險(xiǎn),故不在本次設(shè)計(jì)采用范圍。而管殼式換熱器通過(guò)使用雙管板設(shè)計(jì)，將被處理的水經(jīng)過(guò)管束,冷卻或加熱介質(zhì)的污染風(fēng)險(xiǎn)得到明顯降低。故本次設(shè)計(jì)采用管殼式換熱器。離心泵：在工藝用水循環(huán)分配系統(tǒng)中，根據(jù)管路循環(huán)流量和沿程及局部水頭水損失，對(duì)照不銹鋼離心泵的性能曲線合理選擇離心泵以防止氣蝕產(chǎn)生(氣蝕會(huì)引起微粒污染)。儲(chǔ)罐：主要用于調(diào)節(jié)最高時(shí)用水量與平均時(shí)用水的關(guān)系。通過(guò)對(duì)各用水單元每日用水流量曲線研究，合理的選擇儲(chǔ)罐容積可以在保證不引起可能會(huì)促進(jìn)細(xì)菌生長(zhǎng)的低速水流動(dòng)區(qū)產(chǎn)生的前提下，使水處理系統(tǒng)有效的降低。儲(chǔ)罐采用不銹鋼立式儲(chǔ)罐以減小死水區(qū)容積，并在儲(chǔ)罐上安裝疏水性通風(fēng)過(guò)濾器(呼吸器)以防止微生物和微粒的入侵。

2 生產(chǎn)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在生產(chǎn)工藝流程中的在線清洗、在線消毒、部件清洗、部件加工、工藝水槽和灌裝等工段會(huì)產(chǎn)生生產(chǎn)廢水。所有的生產(chǎn)廢水在重力作用下通過(guò)排水管道統(tǒng)一輸送至廢水集水池。高位廢水在廢水收集池中進(jìn)行冷卻。廢水收集池內(nèi)設(shè)置中和設(shè)備，對(duì)每批次廢水的pH值校正。經(jīng)過(guò)冷卻和pH值校正后的生產(chǎn)廢水經(jīng)廢水泵提升輸送至廢水監(jiān)測(cè)池中，用于排至廠區(qū)室外廢水管網(wǎng)前的一步檢查。經(jīng)檢查廢水水質(zhì)(處理后的廢水pH值為6.5～9.5，溫度小于35 ℃)達(dá)到排放廠區(qū)廢水管網(wǎng)要求后，排放至廠區(qū)廢水管網(wǎng)，并經(jīng)管網(wǎng)統(tǒng)一輸送至廠區(qū)現(xiàn)有廢水處理站統(tǒng)一處理達(dá)標(biāo)后排至市政污水管網(wǎng)。醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房?jī)?nèi)的生產(chǎn)廢水排水橫管較長(zhǎng)，為了避免堵塞及清通方便，在排水橫管末端設(shè)置伸頂通氣，并在排水橫管上每隔一定距離設(shè)置清掃口，清掃口盡量設(shè)置在非潔凈區(qū)內(nèi)，并全部采用易于清潔的不銹鋼蓋板。排水立管不應(yīng)穿越較高潔凈等級(jí)的房間。潔凈區(qū)域內(nèi)的地漏應(yīng)設(shè)置水封、密封蓋，材質(zhì)為不銹鋼。工藝排水大多為高溫廢水，故本項(xiàng)目工藝排水管材選用不銹鋼管。生產(chǎn)區(qū)內(nèi)的生活污水排水管材選用PVC-U排水管。

3 水消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房?jī)?nèi)工藝生產(chǎn)設(shè)備及建筑工程造價(jià)昂貴，失火后經(jīng)濟(jì)損失較為嚴(yán)重。潔凈廠房?jī)?nèi)多為密閉空間，潔凈室內(nèi)通道狹窄曲折，為失火時(shí)人員疏散及救援帶來(lái)一定困難。潔凈廠房?jī)?nèi)各房間通過(guò)空調(diào)送、回風(fēng)管道彼此相連，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)火焰及煙霧極易擴(kuò)散到其他區(qū)域。故從安全角度考慮，水消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房總體設(shè)計(jì)中顯得尤為重要[4]。

按照相關(guān)消防規(guī)范要求，醫(yī)藥潔凈廠房屬于丙類(lèi)生產(chǎn)廠房，需要設(shè)置室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和滅火器。

潔凈區(qū)內(nèi)盡量少設(shè)置室內(nèi)消火栓及滅火器，必須設(shè)置在潔凈區(qū)內(nèi)的室內(nèi)消火栓及滅火器設(shè)置在消火栓帶滅火器組合式消防柜內(nèi)。消防柜內(nèi)配有單個(gè)的65 mm消防水泵閥門(mén)(消火栓)、黃銅噴嘴、軟管卷盤(pán)設(shè)有軟管卷盤(pán)、報(bào)警按鈕和手提式磷酸銨鹽干粉滅火器。消防柜體采用不銹鋼制造，消防柜體嵌墻安裝并圍繞箱門(mén)充填橡膠密封。

依據(jù)有效控制初期火災(zāi)并在火災(zāi)時(shí)盡量減少對(duì)環(huán)境及人員的危害的原則，本次設(shè)計(jì)在醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房?jī)?nèi)(不含高低壓配電間等特殊電氣用房)采用全自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)覆蓋設(shè)計(jì)，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)除數(shù)據(jù)中心采用預(yù)作用系統(tǒng)外，其他區(qū)域均采用濕式系統(tǒng)。為有效避免管道內(nèi)雜質(zhì)長(zhǎng)期沉積堵塞噴淋頭，在噴淋泵吸水口處設(shè)置過(guò)濾器的同時(shí)，噴淋管道與噴淋頭連接采用鵝頸式設(shè)計(jì)。潔凈區(qū)內(nèi)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)根據(jù)不同潔凈等級(jí)，采取相應(yīng)的密封措施，以防止對(duì)潔凈環(huán)境的破壞。如在C，D級(jí)潔凈區(qū)內(nèi)噴淋頭采用吊頂隱蔽型噴頭，并在噴淋頭與吊頂板接觸處采用橡膠密封圈進(jìn)行密封處理。在A，B級(jí)潔凈區(qū)內(nèi)采用集成吊頂形式，由潔凈吊頂廠家將噴淋頭、燈具等一并集成在潔凈吊頂上，統(tǒng)一在潔凈吊頂生產(chǎn)工廠內(nèi)預(yù)制完成，施工現(xiàn)場(chǎng)僅做噴淋頭至噴淋供水管道接管工作即可。

潔凈區(qū)吊頂上屬于技術(shù)夾層，其內(nèi)各種管道及管道保溫材料眾多，并經(jīng)常會(huì)有工作人員進(jìn)入進(jìn)行維護(hù)工作，故在潔凈區(qū)吊頂上的技術(shù)夾層內(nèi)增設(shè)室內(nèi)消火栓、滅火器及自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。

4 結(jié)語(yǔ)

在醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)中給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性直接關(guān)系到生產(chǎn)過(guò)程以及最終產(chǎn)品的可靠性，消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性直接關(guān)系到生產(chǎn)及人員生命安全，故對(duì)設(shè)計(jì)提出了較高的要求。設(shè)計(jì)師在做醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)真執(zhí)行相關(guān)規(guī)范要求，結(jié)合國(guó)內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn)，醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房?jī)?nèi)各類(lèi)水系統(tǒng)進(jìn)行合理選型及布置。

[1] 國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局藥品認(rèn)證管理中心.藥品GMP指南——廠房設(shè)施與設(shè)備[M].北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2011：105-116，139-140.

[2] GB 50073—2013，潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] 原芝泉，邢海峰.醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房給排水及消防設(shè)計(jì)[J].潔凈與空調(diào)技術(shù)，2001(2)：33-36.

[4] 胡宏博.GMP醫(yī)藥潔凈廠房水消防及給排水設(shè)計(jì)[J].建筑知識(shí)(學(xué)術(shù)刊)，2013(8)：59.

The water supply and drainage and fire protection design of pharmaceutical industry clean workshop

Shi Zhiguo

(ShanghaiAerospaceBuildingDesignInstituteLimitedCompany,Shanghai201600,China)

Based on the functional requirements of pharmaceutical industry clean workshop, this paper described the design method of the workshop production water supply system and drainage system, and combining with the related fire protection code standards, discussed its fire protection system design scheme, provided way for similar engineering design.

pharmaceutical industry, clean workshop, water supply system, drainage system, fire protection system

1009-6825(2017)02-0121-02

2016-11-09

史智國(guó)(1982- )，男，工程師

TU991

A