醫藥工業潔凈廠房給排水及消防設計

史 智 國

(上海航天建筑設計院有限公司，上海 201600)

·水·暖·電·

醫藥工業潔凈廠房給排水及消防設計

史 智 國

(上海航天建筑設計院有限公司，上海 201600)

基于醫藥工業潔凈廠房的功能要求，闡述了該廠房生產給水系統與排水系統的設計方法，并結合相關消防規范準則，探討了其水消防系統設計方案，為類似工程設計提供了思路。

醫藥工業，潔凈廠房，給水系統，排水系統，消防系統

0 引言

隨著近年來我國老齡化的進程及環境污染的加劇，各種慢性疾病的發病率在我國有上升的趨勢，某國際知名制藥公司在其已有工業園區內新建一某種慢性病注射用藥品生產線以滿足國內市場對該藥品不斷增長的需求。水作為藥品的成分、溶劑、稀釋劑等在制藥工業中廣泛應用。然而水極易滋生微生物并助其生長，故制藥用水的生產和儲存分配系統是制藥生產的關鍵系統，對其最終產品質量起著決定性作用[1]。

醫藥工業潔凈廠房由于其工藝及潔凈要求，廠房內多為密閉空間，并有較多的狹窄曲折通道，對火災時人員疏散及救援工作造成一定困難，使廠房內消防系統的合理設計及使用顯得尤為重要[2]。

1 生產給水系統設計

1.1 生產給水系統分類及用途

本項目生產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、直接接觸藥品的設備、器具和包裝材料最后一次洗滌用水并同時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，還可以進行最終的設備沖洗，工藝設備系統(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來提供的，其中包括非最終的沖洗用水[4]。

1.2 生產給水系統設計

生產給水系統設計時考慮的因素有：1)使水儲存在適宜微生物生長環境下的時間盡可能少；2)水溫變化盡量小；3)在消毒時所有的區域都要接觸到[1]。根據以上因素，各主要生產給水系統設計要點如下：

飲用水系統：市政給水經紫外線消毒器消毒后由變頻加壓泵組通過飲用水供水管路輸送至注射用藥品包裝材料粗洗設備并對藥品包裝材料做初步清洗，以減少后續工序對純化水的使用量，達到節水節能的目的。

純化水系統：純化水系統由純化水生成裝置、中間儲罐和分配循環系統組成，以滿足純化水儲罐的進料，供灌裝生產線使用。其中分配循環系統包含加熱器、離心泵及相應循環管路等。為避免系統中微生物的滋生，分配系統的設計溫度約為75 ℃，并在適當地預留儲罐和分配系統進行抽樣檢查接口。

注射用水系統：注射用水系統由多效精餾單元、儲罐和分配循環系統(包含離心泵和換熱器)組成。蒸餾是通過氣液相變法和分離法來對原料水進行化學和微生物純化的工藝過程。但在蒸餾過程當中,低分子雜質可能被夾帶在水蒸發后的蒸汽中以水霧或水滴的形式被攜帶,故需要通過分離裝置來去除細小的水霧和夾帶的雜質,這其中包括內毒素。純化了的蒸汽經冷凝后成為注射用水。為保證注射用水的品質，注射用水在分配系統中的設計溫度約為85 ℃，并在適當地預留儲罐和分配系統進行抽樣檢查接口。

潔凈區內各類生產給水管道均為暗敷。由于不銹鋼具有不反應性、耐腐蝕性及內壁光滑的特點，并能滿足生產中熱消毒的要求，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，本項目生產給水系統設備及管道材料均選用316 L不銹鋼管，管路系統設計無死角，并控制設計循環環路最小返回流速不低于0.9 m/s。

1.3 生產給水系統主要設備選型

換熱器：常見類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，可能會造成較大的污染危險,故不在本次設計采用范圍。而管殼式換熱器通過使用雙管板設計，將被處理的水經過管束,冷卻或加熱介質的污染風險得到明顯降低。故本次設計采用管殼式換熱器。離心泵：在工藝用水循環分配系統中，根據管路循環流量和沿程及局部水頭水損失，對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生(氣蝕會引起微粒污染)。儲罐：主要用于調節最高時用水量與平均時用水的關系。通過對各用水單元每日用水流量曲線研究，合理的選擇儲罐容積可以在保證不引起可能會促進細菌生長的低速水流動區產生的前提下，使水處理系統有效的降低。儲罐采用不銹鋼立式儲罐以減小死水區容積，并在儲罐上安裝疏水性通風過濾器(呼吸器)以防止微生物和微粒的入侵。

2 生產排水系統設計

在生產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產生生產廢水。所有的生產廢水在重力作用下通過排水管道統一輸送至廢水集水池。高位廢水在廢水收集池中進行冷卻。廢水收集池內設置中和設備，對每批次廢水的pH值校正。經過冷卻和pH值校正后的生產廢水經廢水泵提升輸送至廢水監測池中，用于排至廠區室外廢水管網前的一步檢查。經檢查廢水水質(處理后的廢水pH值為6.5～9.5，溫度小于35 ℃)達到排放廠區廢水管網要求后，排放至廠區廢水管網，并經管網統一輸送至廠區現有廢水處理站統一處理達標后排至市政污水管網。醫藥工業潔凈廠房內的生產廢水排水橫管較長，為了避免堵塞及清通方便，在排水橫管末端設置伸頂通氣，并在排水橫管上每隔一定距離設置清掃口，清掃口盡量設置在非潔凈區內，并全部采用易于清潔的不銹鋼蓋板。排水立管不應穿越較高潔凈等級的房間。潔凈區域內的地漏應設置水封、密封蓋，材質為不銹鋼。工藝排水大多為高溫廢水，故本項目工藝排水管材選用不銹鋼管。生產區內的生活污水排水管材選用PVC-U排水管。

3 水消防系統設計

醫藥工業潔凈廠房內工藝生產設備及建筑工程造價昂貴，失火后經濟損失較為嚴重。潔凈廠房內多為密閉空間，潔凈室內通道狹窄曲折，為失火時人員疏散及救援帶來一定困難。潔凈廠房內各房間通過空調送、回風管道彼此相連，當發生火災時火焰及煙霧極易擴散到其他區域。故從安全角度考慮，水消防系統的設計在醫藥工業潔凈廠房總體設計中顯得尤為重要[4]。

按照相關消防規范要求，醫藥潔凈廠房屬于丙類生產廠房，需要設置室內外消火栓系統、自動噴水滅火系統和滅火器。

潔凈區內盡量少設置室內消火栓及滅火器，必須設置在潔凈區內的室內消火栓及滅火器設置在消火栓帶滅火器組合式消防柜內。消防柜內配有單個的65 mm消防水泵閥門(消火栓)、黃銅噴嘴、軟管卷盤設有軟管卷盤、報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充填橡膠密封。

依據有效控制初期火災并在火災時盡量減少對環境及人員的危害的原則，本次設計在醫藥工業潔凈廠房內(不含高低壓配電間等特殊電氣用房)采用全自動噴水滅火系統覆蓋設計，自動噴水滅火系統除數據中心采用預作用系統外，其他區域均采用濕式系統。為有效避免管道內雜質長期沉積堵塞噴淋頭，在噴淋泵吸水口處設置過濾器的同時，噴淋管道與噴淋頭連接采用鵝頸式設計。潔凈區內自動噴水滅火系統根據不同潔凈等級，采取相應的密封措施，以防止對潔凈環境的破壞。如在C，D級潔凈區內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行密封處理。在A，B級潔凈區內采用集成吊頂形式，由潔凈吊頂廠家將噴淋頭、燈具等一并集成在潔凈吊頂上，統一在潔凈吊頂生產工廠內預制完成，施工現場僅做噴淋頭至噴淋供水管道接管工作即可。

潔凈區吊頂上屬于技術夾層，其內各種管道及管道保溫材料眾多，并經常會有工作人員進入進行維護工作，故在潔凈區吊頂上的技術夾層內增設室內消火栓、滅火器及自動噴水滅火系統。

4 結語

在醫藥工業潔凈廠房設計中給排水系統設計的合理性直接關系到生產過程以及最終產品的可靠性，消防系統設計的合理性直接關系到生產及人員生命安全，故對設計提出了較高的要求。設計師在做醫藥工業潔凈廠房設計時認真執行相關規范要求，結合國內外成功經驗，醫藥工業潔凈廠房內各類水系統進行合理選型及布置。

[1] 國家食品藥品監督管理局藥品認證管理中心.藥品GMP指南——廠房設施與設備[M].北京：中國醫藥科技出版社，2011：105-116，139-140.

[2] GB 50073—2013，潔凈廠房設計規范[S].

[3] 原芝泉，邢海峰.醫藥工業潔凈廠房給排水及消防設計[J].潔凈與空調技術，2001(2)：33-36.

[4] 胡宏博.GMP醫藥潔凈廠房水消防及給排水設計[J].建筑知識(學術刊)，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(1982- )，男，工程師

TU991

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