阿聯酋某疫苗生產車間空調系統設計

孫曉禹 張明玉

中國航空規劃設計研究總院有限公司

0 引言

近些年，隨著我國經濟的發展和醫藥行業技術水平的提升，國內醫藥潔凈廠房的設計越來越成熟，但是對海外醫藥潔凈廠房的設計仍處于探索階段。本項目是我國在海外設計建造的疫苗生產車間，而且還需要執行當地的規范，因此具有重要的開拓意義。本文結合項目情況，介紹了空調系統的設計思路和需要注意的事項，希望能夠對今后同類項目的設計起到參考作用。

1 工程概況

本項目為位于阿聯酋阿布扎比某疫苗生產廠房，建筑面積29510 m2，其中一層主要為疫苗分包裝車間和辦公區，二層主要為質檢區、辦公區和設備站房。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。該地區夏天白天高溫干燥，夜間氣溫相對降低但相對濕度較大。由于現場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 設計參數

1）室外計算參數

由于海外項目的特殊性，需根據ASHRAE 設計手冊[1]的氣象參數選取室外計算參數。通過查閱資料確定室外計算參數，詳見表1。

表1 阿布扎比室外計算參數

2）室內計算參數

根據醫藥潔凈規范[2]確定各潔凈級別下的室內計算參數，見表2。根據當地規范和設計經驗參數確定非潔凈區的室內計算參數，見表3。根據ASHRAE 標準[3]確定非潔凈區的新風量和排風量，參數見表4。潔凈區新風量應取下列兩項中最大值：補償室內排風量和保持室內正壓所需新鮮空氣量之和。保證供給室內沒人新鮮空氣量不小于40 m3/h。

表2 潔凈區各級別下的室內計算參數

表3 非潔凈區室內計算參數

表4 非潔凈區新風量和排風量

3 空調冷熱源及水系統設計

1）空調冷熱源

項目負荷如表5 所示。冷源選用4 臺風冷冷水機組和4 臺風冷熱泵冷水機組，每臺機組額定制冷量1210 kW，冷媒參數為5/10 ℃冷凍水；熱源為前述4 臺風冷熱泵聯合提供，每臺機組額定制熱量735 kW，加熱采用45/40 ℃熱水；加濕采用0.2 MPa 普通工業蒸汽，并在蒸汽管道上增設200 目的高精度蒸汽過濾器，B+A 無菌區采用0.2 MP 純蒸汽。

表5 冷熱濕負荷

2）空調水系統

采用閉式循環空調水系統，空氣處理機組采用四管制，異程連接。風機盤管采用兩管制單冷型，水平同程連接。水系統每層主支路設置靜態平衡閥，空調機組冷水出口設PICV 調節閥（即國內的三合一調節閥），詳見圖1。空調機組蒸汽入口設電動調節閥，風機盤管出口設PICV 閥，詳見圖2。

圖1 空調機組水管連接詳圖

圖2 風機盤管水管連接詳圖

4 空調風系統設計

1）空氣處理方案

潔凈區采用新風機組+循環機組的空調形式，每臺新風機組對應多臺循環機組。新風機組前設置除沙過濾器。新風機組由進風段、初效段、中效段、熱回收盤管段、表冷段、風機段和出風段組成。循環機組由混合段、中效段、表冷段、加熱段、風機段、高中效段、加濕段、出風段組成。新風經過過濾器后送入新風機組進行新風預處理，處理后的新風送往各循環機組處和回風混合、再處理，并最終送往各房間。送風末端設置H14 高效過濾器和定風量閥，回風末端設置變風量閥。

2）消毒工況設計

D、C 潔凈等級區域采用擦拭消毒，僅在首次運行前使用移動VHP 消毒。B 級及有毒區采用VHP 循環消毒，消毒時關閉平時排風機，消毒后開啟專用的消毒排風機進行排殘。

3）氣流組織設計

潔凈空調系統和恒溫空調系統氣流組織均為頂送風、側下回風。普通區氣流組織均為頂送頂回。房間C/D 級區層流罩采用上送上回形式，B 級區層流采用上送下回形式。層流工作區工作面風速為0.36～0.54 m/s。

5 空調自控設計

以潔凈空調機組為例進行闡述。空調系統自控設計主要分為以下幾部分：

1）溫濕度控制

新風機組根據送風管上的溫濕度傳感器調節表冷盤管上的電動閥。當因表冷量過大而分為兩級表冷時，在第一級表冷盤管后設置溫度傳感器并傳輸信號給配套電動閥。循環機組的溫濕度采用串級控制，由回風管上的溫濕度傳感器傳輸信號給送風管上的溫度及露點傳感器進行修正，修正后再將信號傳輸給再冷盤管、加熱盤管和干蒸汽加濕管上的電動閥進行開度調節。

2）壓力控制

潔凈房間的末端送風管上設有定風量閥，回風管上設有變風量閥。當房間壓力產生波動時，通過調節變風量閥的開度以保證房間的壓差穩定。空調機組的風機為變頻風機，可根據總風管內的靜壓信號變頻運行，保證各房間的送風量恒定。

3）過濾器壓差報警

粗效、中效、高中效、高效過濾器前后設置壓差報警裝置，其中粗效過濾器當壓差高于120 Pa、中效和高中效過濾器當壓差高于200 Pa、高效過濾器當壓差高于400 Pa 時報警。

4）空調系統運行工況控制

由于國外藥廠沒有強制要求設消毒工況通風，故本項目除B 級區和有毒區設置消毒工況通風外，其余潔凈空調分區均為擦拭消毒。B 級區和有毒區平時正常運行時，開啟空調送風機、配套排風機、新風閥和其他電動閥。消毒時，關閉平時用排風機及電動閥，由VHP 發生器向該系統鼓入消毒劑。消毒完畢后，關閉回風閥并開啟專用排風機進行排殘。當消毒氣體濃度達標后，關閉消毒專用排風風機，開啟平時用空調機組和排風機，此時操作人員可進入工作區。

5）空調系統聯動控制

新風閥與送風機聯鎖啟閉，空房間的排風機與送風機聯鎖啟閉，排風機出口的電動閥與排風機聯鎖啟閉，房間內如有需要切換的設備時，設備前和旁通管上的電動閥互鎖。

6）空調機組啟停控制

開機順序依次為：新風電動閥、送風機、排風電動閥、排風機，停機順序相反。

7）檢測和巡測

檢測并顯示送風管、回風管及重要房間的溫濕度，巡測重要房間靜壓差。

6 排煙設計

依據當地消防規范設計[4]遵守以下規定：1）排煙風機應能在400 ℃工況下運行2 h。2）進風口應設12.7 mm 耐腐蝕網孔材料。3）進風口應避免吸進火，室外進風口和排煙風口距離應至少大于5 m。4）通風管道不能穿越防煙區（正壓區），如必須穿越應當設防火夾層。

防排煙系統的設置：1）本項目走廊設置機械排煙和機械補風系統。2）走廊排煙量至少為6 次換氣次數，防煙分區不大于900 m2。3）機械補風系統補風量為排煙量的85%，補風口風速小于5 m/s。4）補風口應設置在距地300～1000 mm 范圍內。5）排煙口和補風口交替設置，且相鄰排煙口和補風口間距不超過15 m。6）排煙口距離樓梯出口大于6 m。

防火閥的動作溫度分為以下兩種：1）用于常溫空調系統時采用160℉（71 ℃）防火閥。2）用于排煙系統時采用350℉（177 ℃）防火閥。需安裝防火閥狀態：1）風機在緊急事故下需要連續運行時。2）當風道和通風口穿過具有2 小時及以上耐火極限的墻體或分隔時。3）當風道和通風口穿過具有1 小時及以上耐火極限的豎井墻體時。4）當無豎井保護的風道穿過樓板或需要被保護的通風口穿過樓板時。5）當具有30 分鐘及以上耐火極限的墻體或分隔上開有通風口時。動態排煙防火閥（MSFD）的設置：需要受排煙策略控制的全部排煙風管和需要控制啟閉的普通風管均要設置動態排煙防火閥。

7 注意事項

本項目需要執行阿聯酋標準，和國內及援外項目有很大不同。現將在設計和建設過程中遇到的重要問題總結，希望對其他同類型項目起到參考作用：

1）積極了解當地情況。國內外存在諸多不同的客觀因素，比如政府報批驗收要求不同、規范標準不同、工業園區的特殊規定、市政條件、地質條件、氣候條件（溫濕度、沙塵、鹽霧、雨水）等，不能輕易沿用國內常規做法，而是要盡可能通過溝通咨詢了解當地全貌，否則會在設計過程及后期驗收時帶來極大內耗；

2）明確分工界面。國外一些設計內容在國內一般不由設計院承擔，比如抗震支吊架的計算、各種細部節點及深化詳圖等，因此注意在前期要求外方提供當地一般項目的設計圖紙和計算文件，在研究后列出不能完成的內容并明確反饋給各方。

3）圖紙深度及翻譯。在設計時要“入鄉隨俗”，盡力去達到國外的圖紙深度要求。圖面上所有中文標注旁都要有英文翻譯，并且要經過專業人士核對。

4）溝通問題。國內外思維存在差異，雙方用英語交流時難免會出現歧義，溝通成本很大。除此之外國外習慣用郵件溝通并同時抄送給各方，因此要求我方對郵件的書寫非常精準，避免出現對方看不懂郵件的情況。

5）做好文件管理。國外各方習慣依據書面指示推進工作，因此我方要避免口頭承諾，任何指示都要落實到書面。除此之外，由于往來郵件繁多并且沒有文控整理資料，各專業的設計師很容易感到混亂，因此對駐場的設計師和各專業負責人提出了更高的文件管理要求。

8 結語

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走向了世界，而在這其中，海外疫苗廠房的建設更是具有里程碑的意義。疫苗潔凈廠房的空調系統設計是整個潔凈環境的重要保證，需要對溫濕度、氣流組織、自控等內容進行詳細的設計。除此之外，由于國內外差異性，在進行設計時要做到思考全面、因地制宜、積極溝通，切不可盲目套用傳統經驗。