阿聯(lián)酋某疫苗生產(chǎn)車間空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

孫曉禹 張明玉

中國航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司

0 引言

近些年，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和醫(yī)藥行業(yè)技術(shù)水平的提升，國內(nèi)醫(yī)藥潔凈廠房的設(shè)計(jì)越來越成熟，但是對(duì)海外醫(yī)藥潔凈廠房的設(shè)計(jì)仍處于探索階段。本項(xiàng)目是我國在海外設(shè)計(jì)建造的疫苗生產(chǎn)車間，而且還需要執(zhí)行當(dāng)?shù)氐囊?guī)范，因此具有重要的開拓意義。本文結(jié)合項(xiàng)目情況，介紹了空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和需要注意的事項(xiàng)，希望能夠?qū)窈笸愴?xiàng)目的設(shè)計(jì)起到參考作用。

1 工程概況

本項(xiàng)目為位于阿聯(lián)酋阿布扎比某疫苗生產(chǎn)廠房，建筑面積29510 m2，其中一層主要為疫苗分包裝車間和辦公區(qū)，二層主要為質(zhì)檢區(qū)、辦公區(qū)和設(shè)備站房。建筑總高度16.85 m（含女兒墻），其中一層層高7.8 m，二層層高7.2 m。該地區(qū)夏天白天高溫干燥，夜間氣溫相對(duì)降低但相對(duì)濕度較大。由于現(xiàn)場(chǎng)臨海且處于沙地之中，因此還存在鹽霧和沙塵暴等惡劣的情況。

2 設(shè)計(jì)參數(shù)

1）室外計(jì)算參數(shù)

由于海外項(xiàng)目的特殊性，需根據(jù)ASHRAE 設(shè)計(jì)手冊(cè)[1]的氣象參數(shù)選取室外計(jì)算參數(shù)。通過查閱資料確定室外計(jì)算參數(shù)，詳見表1。

表1 阿布扎比室外計(jì)算參數(shù)

2）室內(nèi)計(jì)算參數(shù)

根據(jù)醫(yī)藥潔凈規(guī)范[2]確定各潔凈級(jí)別下的室內(nèi)計(jì)算參數(shù)，見表2。根據(jù)當(dāng)?shù)匾?guī)范和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)確定非潔凈區(qū)的室內(nèi)計(jì)算參數(shù)，見表3。根據(jù)ASHRAE 標(biāo)準(zhǔn)[3]確定非潔凈區(qū)的新風(fēng)量和排風(fēng)量，參數(shù)見表4。潔凈區(qū)新風(fēng)量應(yīng)取下列兩項(xiàng)中最大值：補(bǔ)償室內(nèi)排風(fēng)量和保持室內(nèi)正壓所需新鮮空氣量之和。保證供給室內(nèi)沒人新鮮空氣量不小于40 m3/h。

表2 潔凈區(qū)各級(jí)別下的室內(nèi)計(jì)算參數(shù)

表3 非潔凈區(qū)室內(nèi)計(jì)算參數(shù)

表4 非潔凈區(qū)新風(fēng)量和排風(fēng)量

3 空調(diào)冷熱源及水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1）空調(diào)冷熱源

項(xiàng)目負(fù)荷如表5 所示。冷源選用4 臺(tái)風(fēng)冷冷水機(jī)組和4 臺(tái)風(fēng)冷熱泵冷水機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組額定制冷量1210 kW，冷媒參數(shù)為5/10 ℃冷凍水；熱源為前述4 臺(tái)風(fēng)冷熱泵聯(lián)合提供，每臺(tái)機(jī)組額定制熱量735 kW，加熱采用45/40 ℃熱水；加濕采用0.2 MPa 普通工業(yè)蒸汽，并在蒸汽管道上增設(shè)200 目的高精度蒸汽過濾器，B+A 無菌區(qū)采用0.2 MP 純蒸汽。

表5 冷熱濕負(fù)荷

2）空調(diào)水系統(tǒng)

采用閉式循環(huán)空調(diào)水系統(tǒng)，空氣處理機(jī)組采用四管制，異程連接。風(fēng)機(jī)盤管采用兩管制單冷型，水平同程連接。水系統(tǒng)每層主支路設(shè)置靜態(tài)平衡閥，空調(diào)機(jī)組冷水出口設(shè)PICV 調(diào)節(jié)閥（即國內(nèi)的三合一調(diào)節(jié)閥），詳見圖1?？照{(diào)機(jī)組蒸汽入口設(shè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，風(fēng)機(jī)盤管出口設(shè)PICV 閥，詳見圖2。

圖1 空調(diào)機(jī)組水管連接詳圖

圖2 風(fēng)機(jī)盤管水管連接詳圖

4 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1）空氣處理方案

潔凈區(qū)采用新風(fēng)機(jī)組+循環(huán)機(jī)組的空調(diào)形式，每臺(tái)新風(fēng)機(jī)組對(duì)應(yīng)多臺(tái)循環(huán)機(jī)組。新風(fēng)機(jī)組前設(shè)置除沙過濾器。新風(fēng)機(jī)組由進(jìn)風(fēng)段、初效段、中效段、熱回收盤管段、表冷段、風(fēng)機(jī)段和出風(fēng)段組成。循環(huán)機(jī)組由混合段、中效段、表冷段、加熱段、風(fēng)機(jī)段、高中效段、加濕段、出風(fēng)段組成。新風(fēng)經(jīng)過過濾器后送入新風(fēng)機(jī)組進(jìn)行新風(fēng)預(yù)處理，處理后的新風(fēng)送往各循環(huán)機(jī)組處和回風(fēng)混合、再處理，并最終送往各房間。送風(fēng)末端設(shè)置H14 高效過濾器和定風(fēng)量閥，回風(fēng)末端設(shè)置變風(fēng)量閥。

2）消毒工況設(shè)計(jì)

D、C 潔凈等級(jí)區(qū)域采用擦拭消毒，僅在首次運(yùn)行前使用移動(dòng)VHP 消毒。B 級(jí)及有毒區(qū)采用VHP 循環(huán)消毒，消毒時(shí)關(guān)閉平時(shí)排風(fēng)機(jī)，消毒后開啟專用的消毒排風(fēng)機(jī)進(jìn)行排殘。

3）氣流組織設(shè)計(jì)

潔凈空調(diào)系統(tǒng)和恒溫空調(diào)系統(tǒng)氣流組織均為頂送風(fēng)、側(cè)下回風(fēng)。普通區(qū)氣流組織均為頂送頂回。房間C/D 級(jí)區(qū)層流罩采用上送上回形式，B 級(jí)區(qū)層流采用上送下回形式。層流工作區(qū)工作面風(fēng)速為0.36～0.54 m/s。

5 空調(diào)自控設(shè)計(jì)

以潔凈空調(diào)機(jī)組為例進(jìn)行闡述。空調(diào)系統(tǒng)自控設(shè)計(jì)主要分為以下幾部分：

1）溫濕度控制

新風(fēng)機(jī)組根據(jù)送風(fēng)管上的溫濕度傳感器調(diào)節(jié)表冷盤管上的電動(dòng)閥。當(dāng)因表冷量過大而分為兩級(jí)表冷時(shí)，在第一級(jí)表冷盤管后設(shè)置溫度傳感器并傳輸信號(hào)給配套電動(dòng)閥。循環(huán)機(jī)組的溫濕度采用串級(jí)控制，由回風(fēng)管上的溫濕度傳感器傳輸信號(hào)給送風(fēng)管上的溫度及露點(diǎn)傳感器進(jìn)行修正，修正后再將信號(hào)傳輸給再冷盤管、加熱盤管和干蒸汽加濕管上的電動(dòng)閥進(jìn)行開度調(diào)節(jié)。

2）壓力控制

潔凈房間的末端送風(fēng)管上設(shè)有定風(fēng)量閥，回風(fēng)管上設(shè)有變風(fēng)量閥。當(dāng)房間壓力產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)，通過調(diào)節(jié)變風(fēng)量閥的開度以保證房間的壓差穩(wěn)定?？照{(diào)機(jī)組的風(fēng)機(jī)為變頻風(fēng)機(jī)，可根據(jù)總風(fēng)管內(nèi)的靜壓信號(hào)變頻運(yùn)行，保證各房間的送風(fēng)量恒定。

3）過濾器壓差報(bào)警

粗效、中效、高中效、高效過濾器前后設(shè)置壓差報(bào)警裝置，其中粗效過濾器當(dāng)壓差高于120 Pa、中效和高中效過濾器當(dāng)壓差高于200 Pa、高效過濾器當(dāng)壓差高于400 Pa 時(shí)報(bào)警。

4）空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行工況控制

由于國外藥廠沒有強(qiáng)制要求設(shè)消毒工況通風(fēng)，故本項(xiàng)目除B 級(jí)區(qū)和有毒區(qū)設(shè)置消毒工況通風(fēng)外，其余潔凈空調(diào)分區(qū)均為擦拭消毒。B 級(jí)區(qū)和有毒區(qū)平時(shí)正常運(yùn)行時(shí)，開啟空調(diào)送風(fēng)機(jī)、配套排風(fēng)機(jī)、新風(fēng)閥和其他電動(dòng)閥。消毒時(shí)，關(guān)閉平時(shí)用排風(fēng)機(jī)及電動(dòng)閥，由VHP 發(fā)生器向該系統(tǒng)鼓入消毒劑。消毒完畢后，關(guān)閉回風(fēng)閥并開啟專用排風(fēng)機(jī)進(jìn)行排殘。當(dāng)消毒氣體濃度達(dá)標(biāo)后，關(guān)閉消毒專用排風(fēng)風(fēng)機(jī)，開啟平時(shí)用空調(diào)機(jī)組和排風(fēng)機(jī)，此時(shí)操作人員可進(jìn)入工作區(qū)。

5）空調(diào)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制

新風(fēng)閥與送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖啟閉，空房間的排風(fēng)機(jī)與送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖啟閉，排風(fēng)機(jī)出口的電動(dòng)閥與排風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖啟閉，房間內(nèi)如有需要切換的設(shè)備時(shí)，設(shè)備前和旁通管上的電動(dòng)閥互鎖。

6）空調(diào)機(jī)組啟?？刂?/p>

開機(jī)順序依次為：新風(fēng)電動(dòng)閥、送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)電動(dòng)閥、排風(fēng)機(jī)，停機(jī)順序相反。

7）檢測(cè)和巡測(cè)

檢測(cè)并顯示送風(fēng)管、回風(fēng)管及重要房間的溫濕度，巡測(cè)重要房間靜壓差。

6 排煙設(shè)計(jì)

依據(jù)當(dāng)?shù)叵酪?guī)范設(shè)計(jì)[4]遵守以下規(guī)定：1）排煙風(fēng)機(jī)應(yīng)能在400 ℃工況下運(yùn)行2 h。2）進(jìn)風(fēng)口應(yīng)設(shè)12.7 mm 耐腐蝕網(wǎng)孔材料。3）進(jìn)風(fēng)口應(yīng)避免吸進(jìn)火，室外進(jìn)風(fēng)口和排煙風(fēng)口距離應(yīng)至少大于5 m。4）通風(fēng)管道不能穿越防煙區(qū)（正壓區(qū)），如必須穿越應(yīng)當(dāng)設(shè)防火夾層。

防排煙系統(tǒng)的設(shè)置：1）本項(xiàng)目走廊設(shè)置機(jī)械排煙和機(jī)械補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)。2）走廊排煙量至少為6 次換氣次數(shù)，防煙分區(qū)不大于900 m2。3）機(jī)械補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)補(bǔ)風(fēng)量為排煙量的85%，補(bǔ)風(fēng)口風(fēng)速小于5 m/s。4）補(bǔ)風(fēng)口應(yīng)設(shè)置在距地300～1000 mm 范圍內(nèi)。5）排煙口和補(bǔ)風(fēng)口交替設(shè)置，且相鄰排煙口和補(bǔ)風(fēng)口間距不超過15 m。6）排煙口距離樓梯出口大于6 m。

防火閥的動(dòng)作溫度分為以下兩種：1）用于常溫空調(diào)系統(tǒng)時(shí)采用160℉（71 ℃）防火閥。2）用于排煙系統(tǒng)時(shí)采用350℉（177 ℃）防火閥。需安裝防火閥狀態(tài)：1）風(fēng)機(jī)在緊急事故下需要連續(xù)運(yùn)行時(shí)。2）當(dāng)風(fēng)道和通風(fēng)口穿過具有2 小時(shí)及以上耐火極限的墻體或分隔時(shí)。3）當(dāng)風(fēng)道和通風(fēng)口穿過具有1 小時(shí)及以上耐火極限的豎井墻體時(shí)。4）當(dāng)無豎井保護(hù)的風(fēng)道穿過樓板或需要被保護(hù)的通風(fēng)口穿過樓板時(shí)。5）當(dāng)具有30 分鐘及以上耐火極限的墻體或分隔上開有通風(fēng)口時(shí)。動(dòng)態(tài)排煙防火閥（MSFD）的設(shè)置：需要受排煙策略控制的全部排煙風(fēng)管和需要控制啟閉的普通風(fēng)管均要設(shè)置動(dòng)態(tài)排煙防火閥。

7 注意事項(xiàng)

本項(xiàng)目需要執(zhí)行阿聯(lián)酋標(biāo)準(zhǔn)，和國內(nèi)及援外項(xiàng)目有很大不同。現(xiàn)將在設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中遇到的重要問題總結(jié)，希望對(duì)其他同類型項(xiàng)目起到參考作用：

1）積極了解當(dāng)?shù)厍闆r。國內(nèi)外存在諸多不同的客觀因素，比如政府報(bào)批驗(yàn)收要求不同、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不同、工業(yè)園區(qū)的特殊規(guī)定、市政條件、地質(zhì)條件、氣候條件（溫濕度、沙塵、鹽霧、雨水）等，不能輕易沿用國內(nèi)常規(guī)做法，而是要盡可能通過溝通咨詢了解當(dāng)?shù)厝?，否則會(huì)在設(shè)計(jì)過程及后期驗(yàn)收時(shí)帶來極大內(nèi)耗；

2）明確分工界面。國外一些設(shè)計(jì)內(nèi)容在國內(nèi)一般不由設(shè)計(jì)院承擔(dān)，比如抗震支吊架的計(jì)算、各種細(xì)部節(jié)點(diǎn)及深化詳圖等，因此注意在前期要求外方提供當(dāng)?shù)匾话沩?xiàng)目的設(shè)計(jì)圖紙和計(jì)算文件，在研究后列出不能完成的內(nèi)容并明確反饋給各方。

3）圖紙深度及翻譯。在設(shè)計(jì)時(shí)要“入鄉(xiāng)隨俗”，盡力去達(dá)到國外的圖紙深度要求。圖面上所有中文標(biāo)注旁都要有英文翻譯，并且要經(jīng)過專業(yè)人士核對(duì)。

4）溝通問題。國內(nèi)外思維存在差異，雙方用英語交流時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)歧義，溝通成本很大。除此之外國外習(xí)慣用郵件溝通并同時(shí)抄送給各方，因此要求我方對(duì)郵件的書寫非常精準(zhǔn)，避免出現(xiàn)對(duì)方看不懂郵件的情況。

5）做好文件管理。國外各方習(xí)慣依據(jù)書面指示推進(jìn)工作，因此我方要避免口頭承諾，任何指示都要落實(shí)到書面。除此之外，由于往來郵件繁多并且沒有文控整理資料，各專業(yè)的設(shè)計(jì)師很容易感到混亂，因此對(duì)駐場(chǎng)的設(shè)計(jì)師和各專業(yè)負(fù)責(zé)人提出了更高的文件管理要求。

8 結(jié)語

伴隨著中國在世界上的影響力日益增長，越來越多的中國企業(yè)走向了世界，而在這其中，海外疫苗廠房的建設(shè)更是具有里程碑的意義。疫苗潔凈廠房的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是整個(gè)潔凈環(huán)境的重要保證，需要對(duì)溫濕度、氣流組織、自控等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。除此之外，由于國內(nèi)外差異性，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要做到思考全面、因地制宜、積極溝通，切不可盲目套用傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)。