初創型醫藥企業工程規劃分析及設計探討

（山東省醫藥工業設計院上海分院，上海 200040）

根據國家統計局2019年公布的數據，截止2018年我國規模以上工業企業中小微企業數量達319 559家，營業收入占規模以上工業企業的33.5%[1]，是我國社會生產力中的重要環節。近年來隨著國家出臺一系列針對小微企業的政策，在醫藥市場中涌現出一大批初創型醫藥企業，此類企業具有技術路徑新穎，產品在市場中獨樹一幟的特點。這類企業在創業初期大多從實驗室中孵化而來，隨著行業領域對此類企業技術及產品的需求，企業急需通過擴大生產規模來占有市場和擴大盈利。

目前國內部分地區及城市在招商引資過程中為該類企業提供了成熟的平臺還有園區，政府通過建設配套場地，優惠稅收減免，提供扶持資金來大力吸引和培育此類企業，為初創型醫藥企業的發展壯大提供了很多便利。

初創型企業成立初期企業技術人員大多在科研領域經驗豐富，并且具有高學歷、高技術的特點，但在工程領域大多沒有深耕，所以在企業尋找場地的過程中難免易走彎路。需要注意的是，初創型企業在從實驗室走向工業化擴大產能的過程中，項目建設往往需投入的資金相對企業規模來說是巨大的，其資金的投入與回收可能關系到企業的進一步發展。

初創型企業項目前期建設過程中可能會遇到上述問題，本文試從過往項目經歷中來分析該類項目的工程規劃和設計經驗。

1 工程實例設計

某企業由國外某大學海歸博士創立，該企業在某課題研究方向取得了一定突破，獲得了某風投公司的注資，并且股東方希望通過擴大建設規模來驗證中試生產的可靠性。不同于以往醫藥企業項目的規劃和設計，該項目具有初創型醫藥企業的幾個顯著特征：第一，未來可能購買或建造廠房，希望暫時租賃場地用于驗證生產工藝；第二，建設規模小、投資規模小，廠房雖不到400 m2，但凈化區功能間不能少；第三，企業人員不熟悉凈化廠房建設內容、標準、要求，已經與某園區簽署租賃合同，但還未選定廠房；第四，產品不需要相關認證，可以利用園區共享設施，舍棄非核心功能如辦公、倉儲、質檢等場所；第五，多家企業共用同一棟廠房甚至共用同一樓層；第六，核心操作要有參觀功能以進一步吸引投資。下面以該項工程案例來探討其工程選址、車間內部設計、配套公用工程的解決方案。

1.1 選址

該企業前期已經選定園區，當具體開展規劃及設計時，逐漸發現了種種的不適用性，如園區地理位置偏僻、內部企業類型復雜、配套設施欠缺。由此可見怎樣選定廠址是決定后期項目規劃設計是否順利的決定性因素，因此本文建議設計人員為初創型企業選址中應注意一些關鍵問題：首先建議選擇同類企業聚集度高的園區，聚集度高意味著配套服務健全、管理專業，在生產和經營過程中能夠了解到行業的最新動態，包括技術人才在市場中的有序流動；第二建議選擇政府主導性質的園區，通常在該類園區中政府會為企業提供稅收減免、房租優惠、資金補貼的政策支持，這樣能避免在車間建設過程中占用過多企業資金，以利于企業資本的良性運行；第三建議廠址選擇應符合工程所在園區總體規劃的要求，園區應具有方便和經濟的交通運輸條件[2]，同時為便于高層次人才和技術人員的通勤，周邊機場及高鐵站的距離不宜超過兩個半小時路程，可以節省往返時間。

設計人員還應注意園區內部的總體規劃布局：第一避免人物交叉，園區宜人物流分開設置。車間或建筑的選擇宜首先關注周邊企業的生產性質是否與本企業存在禁忌，在同一園區內布置不同衛生特征的工業企業時，避免不同有害因素產生交叉污染和聯合作用[3]，如青霉類、激素類、細胞毒性類等存在氣溶膠、粉塵、毒性污染風險的企業。設計人員還應關注本企業是否對周邊企業存在上述的污染風險；總圖建筑物間距在滿足規范要求的同時，宜盡量選擇建筑物間距較大的廠房，因為在項目建設過程中很有可能無法避免室外設備的設置，如污水處理設備、空調室外機、尾氣處理裝置、真空設施等；所選擇的單體應有兩個以上獨立的進出口，保證一個為人流入口，一個為物流入口；物流入口應設置有貨梯，人流入口宜設有電梯，這樣在車間設計的過程中便于保證人物流的相對分開。

1.2 建筑設計

為便于車間的建設改造，設計人員在為企業比選園區內車間時應注意：車間的火災類別應為丙類以上，耐火等級不低于二級，建筑的結構形勢應為混凝土框架結構；柱網宜在6 m 以上，樓面荷載不宜小于400kg；廠房的安全出口應分散布置，廠房內每個防火分區或一個防火分區內的每個樓層，其安全出口的數量應經計算確定，且不應少于兩個[4]；如圖1 所示，該項目最終選定位于園區中某棟建筑2 層東南側部分，該建筑生產火災危險類別為丙類，廠房為4 層混凝土框架結構，東、南兩側臨城市主干道，東側局部為幕墻玻璃，西側為天井，北側為其他企業。

通常在設計中為考慮人物流走廊的分開、人員疏散、空調的節能，在車間外圈會設置環形走廊。該建筑原設計的建筑風格上為考慮外立面的線條與層次，在外維護結構墻體中有局部的懸挑、進退、鏤空，因此在車間的實際使用面積中存在部分死面積。所謂死面積，就是在設置了環形走道或其他功能間后，通道或房間內會有柱子或剪力墻位于當中，因而影響面積的使用。設計人員在內部設計中要充分考慮這些因素，如該項目方案將建筑懸挑部分設置為需要面積較小的功能間，可以提高面積利用率。

該項目原建筑立面選用大面積的玻璃幕墻，園區在總體規劃設計時有一些特殊要求：①位于園區主立面的建筑外墻不允許做任何改動；②單層租賃的企業，其車間內部風井不允許全部占用。③建筑外墻不允許敷設風管。

由于醫藥項目通常設有潔凈區，組合式空調箱的采風與凈化的排風需要相應的通道，對于這些特殊規劃要求，在設計中可以考慮相應對策措施：①在與建筑總體風格協調統一的前提下，空調箱的采風可以根據空調間布局將幕墻玻璃置換為金屬百葉或將幕墻固定扇置換為活動扇；有爆炸危險的廠房或廠房內有爆炸危險的部位如氣瓶間，應設置泄壓設施，泄壓設施宜采用輕質屋面板、輕質墻體和易于泄壓的門、窗等，同時應采用安全玻璃等在爆炸時不產生尖銳碎片的材料，泄壓設施的設置應避開人員密集場所和主要道路，并宜靠近有爆炸危險的部位，作為泄壓設施的輕質屋面板和墻體的質量應≤60kg/m2[4]；②在非主立面外墻方向的天井內敷設風管，或在環境影響評價可行的情況下將廢氣經中高效過濾后側墻排放，通過減少排至屋面的風量來降低風管尺寸。③在做好防水的前提下樓面或屋面增設風井。

1.3 暖通設計

由于園區在總體規劃過程中為了滿足用地指標要求，建筑層高的初始設計對于醫藥企業來講并不合適。潔凈廠房的技術夾層需要考慮空調的送風、回風、排風管道，消防的排煙、噴淋、消火栓管道，工藝的物料、公用工程管道以及強弱電橋架等。有些建筑層高過矮，當按照通常凈化區2.6 ～ 2.8 m 的吊頂設計后，留給技術夾層的凈空極為狹小。因此如何在規劃咨詢階段尋找到合適層高的建筑對于后續的施工、設計、使用也是非常關鍵的因素之一，例如本項目廠房一層高5.5 m，二層高5.5 m，三層高3.8 m，四層高3.8 m，層間梁高均為800 mm，最終本項目選擇了二層，同時本文根據過往項目設計經驗，總結出了一些車間潔凈級別、性質、面積與層高關系的大致參考值，如表1 所示。

對于集中供應空調冷熱源的園區需復核供應冷量及熱量能否滿足生產區相應季節最不利工況的消耗。有獨立供應空調冷熱源的園區，車間屋面應為上人屋面，屋面均布活荷載標準值不小于2.0kN/m2。當上人的屋面兼做其他用途時，應按相應樓面活荷載采用[5]。屋面應預留有空調室外機位置、基礎，當制冷機采用螺桿機組等重量較大設備屋面荷載無法滿足設備安裝要求時，需對樓面進行加固處理。

圖1 建筑平面圖Fig.1 Architecture layout

表1 不同面積生產區域的梁下凈空最低要求Tab.1 minimum requirements on the height under beams of different production areas

1.4 公用工程設計

車間的工程設計需充分考慮水、電、汽、暖等相關公用工程是否完善，同時需復核所在建筑的余量是否能滿足車間的使用需求，并且一旦余量不滿足時，能提供便捷的擴容與增能服務。

（1）排水

該項目租用標準廠房的某一樓層局部區域，園區規定不允許樓面開孔對樓下用戶有影響，在改造設計時，工藝下水管道必須上排水。由此帶來的問題是，當有地漏、配液罐在線清洗、濕熱滅菌柜等必須采用下排水的設計時如何處理。

這些問題的解決方式如下：①復核樓面荷載，在車間地面采用輕質填充材料架高，以滿足排水管的管徑和坡度要求；②水盆采用一體式污水提升器，技術夾層上設置污水排放總管，支管與主管間設止回閥防止倒流。③針對不帶壓的重力排水，設備沿外墻貼建筑四周布置，排水管道計算好管道坡度后，在地面明敷。

（2）蒸汽

該項目在最初規劃時沒有集中供應蒸汽，凈化車間空調的加熱、純化水巴氏滅菌、濕熱滅菌柜均需要供應熱源，該項目在工程設計中考慮利用電能，空調選擇直膨機加電輔熱；純化水選擇臭氧、過氧化氫、次氯酸等化學消毒劑[6]；濕熱滅菌柜選擇電加熱型。

（3）電氣

因制藥工藝的特殊性，租賃場所的電力預留容量不足，該項目最終與園區協商根據實際情況增容，對于車間內的重要生產設備設置UPS 即不間斷電源（Uninterruptible Power Supply）。

在前期規劃場地時，建議設計人員提前考慮好車間應有的負荷容量。根據以往設計經驗本文綜合車間生產類型總結出了一些有蒸汽熱源時建筑面積負荷指標參考值，詳見表2。

其中三級生物安全實驗室應采用獨立雙路電源供電，當不具備獨立雙路電源供電條件時，應設置柴油發電機組或不間斷電源，如果生物安全實驗室設置不間斷電源，則不間斷電源應能保證實驗室主要設備45 min 的電力供應。主要設備至少應包括生物安全柜排風機、實驗室空調通風系統的排風機、事故照明、動物籠具、自動報警監測系統等[7]。

表2 單位建筑面積負荷指標參考值Tab.2 Reference value of electric load per unit floor area

2 結論和建議

初創型企業在發展壯大過程中，勢必面臨著遷建與擴能，本文試從過往項目經歷中概括總結相關經驗：第一設計人員應充分從區域性、兼容性上為企業推薦園區與建筑；第二詳細落實好園區內部在工程設計規劃中要求與條件，并且在初創型企業正式簽約入駐前確定好是否能與本項目兼容；第三提前預估整個項目公用工程的用量及銜接原有設施的方式，針對最不利因素考慮備選方案。隨著更多初創型醫藥企業項目的建設，必將有專門針對這類企業而建造的園區與廠房，相信未來此類項目在工程規劃、設計、建設和生產上能夠進一步提高效率、降低成本、更為便捷。