生物實(shí)驗(yàn)室凈化空調(diào)系統(tǒng)

　　1.1室外設(shè)計(jì)參數(shù)

　　夏季室外空調(diào)計(jì)算干球溫度30.6℃，濕球溫度24.5℃;冬季室外空調(diào)計(jì)算干球溫度-25℃，相對(duì)濕度68%。

　　1.2室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

　　該干細(xì)胞實(shí)驗(yàn)樓各功能房間對(duì)溫度和濕度均無(wú)特殊要求，因此設(shè)計(jì)參數(shù)如下：萬(wàn)級(jí)凈化區(qū)，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為20~24℃，相對(duì)濕度為45%~60%;10萬(wàn)級(jí)及30萬(wàn)級(jí)凈化區(qū)，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為18~26℃，相對(duì)濕度為45%~65%。

　　2凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2.1空調(diào)系統(tǒng)劃分干細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室潔凈空調(diào)系統(tǒng)的主要作用是保證各功能房間內(nèi)部實(shí)驗(yàn)環(huán)境的空氣品質(zhì)，對(duì)防止交叉感染、防火防爆等沒(méi)有特殊要求，因此系統(tǒng)劃分時(shí)并不需要嚴(yán)格區(qū)分不同潔凈度等級(jí)和不同功能的房間。另外該項(xiàng)目的特點(diǎn)是內(nèi)部房間功能復(fù)雜、種類繁多，不同潔凈度等級(jí)的房間分布也相對(duì)比較散亂，但各房間的運(yùn)行、使用時(shí)間相差不大，且溫濕度控制要求差別也不大。結(jié)合該特點(diǎn)，該項(xiàng)目在系統(tǒng)劃分時(shí)主要考慮了房間的相對(duì)位置及方便送風(fēng)管路布置安裝等因素，將系統(tǒng)劃分為6個(gè)分區(qū)。其中1層的干細(xì)胞庫(kù)為1#區(qū);2層從中間劃分為2個(gè)分區(qū)(2#和3#區(qū));3層除從中間劃分為2個(gè)分區(qū)(4#和5#區(qū))之外，又將不在此次項(xiàng)目之內(nèi)的預(yù)留區(qū)單獨(dú)劃分為一個(gè)分區(qū)(6#區(qū))，以便實(shí)現(xiàn)預(yù)留區(qū)在未啟用前的全部關(guān)閉及將來(lái)啟用后的獨(dú)立控制。

　　2.2潔凈室壓差控制

　　潔凈室與周圍的空間必須維持一定的壓差，但不同的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)壓差的規(guī)定有一定的出入。其中《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(2010年修訂)》(2011新版GMP)第48條規(guī)定：潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間、不同級(jí)別潔凈區(qū)之間的壓差應(yīng)當(dāng)不低于10Pa[2]。而GB 50457—2008《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.2.4條規(guī)定：不同空氣潔凈度等級(jí)的醫(yī)藥潔凈區(qū)之間及醫(yī)藥潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間的空氣靜壓差不應(yīng)小于5Pa，醫(yī)藥潔凈區(qū)與室外大氣的靜壓差不應(yīng)小于10Pa。雖然目前存在的干細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室大都是按照GMP要求設(shè)計(jì)建設(shè)的，但根據(jù)實(shí)際計(jì)算及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，GMP標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于壓差的要求并不一定完全適合于干細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室。因此本項(xiàng)目按照不同級(jí)別潔凈區(qū)之間壓差不小于5Pa、潔凈區(qū)與室外的壓差不小于10Pa的原則，確定各級(jí)別潔凈室與室外大氣的相對(duì)壓力(壓差)分別為：30萬(wàn)級(jí)，10Pa;10萬(wàn)級(jí)，15Pa;萬(wàn)級(jí)，20Pa。實(shí)際運(yùn)行調(diào)試效果良好。潔凈室維持壓差值所需的壓差風(fēng)量，根據(jù)潔凈室特點(diǎn)，采用換氣次數(shù)法確定。壓差為10Pa(30萬(wàn)級(jí))的區(qū)域取換氣次數(shù)為2h-1，15Pa(10萬(wàn)級(jí))的區(qū)域取換氣次數(shù)為3h-1，20Pa(萬(wàn)級(jí))的區(qū)域取換氣次數(shù)為4h-1。并在壓差要求相對(duì)嚴(yán)格的培養(yǎng)間與外走廊之間、2層內(nèi)走廊與外實(shí)驗(yàn)區(qū)、3層罐裝室及純化室分別與內(nèi)走廊之間設(shè)置差壓計(jì)，以便調(diào)節(jié)與控制壓差。

　　2.3新風(fēng)量的計(jì)算

　　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，醫(yī)藥類潔凈室內(nèi)的新風(fēng)量應(yīng)取下列最大值：

　　1)補(bǔ)償室內(nèi)排風(fēng)量和保持室內(nèi)正壓所需新風(fēng)量之和;

　　2)室內(nèi)每人新風(fēng)量不應(yīng)小于40m3/h。由于該項(xiàng)目各潔凈室內(nèi)人員數(shù)量較少，經(jīng)計(jì)算按照第2)條確定的新風(fēng)量均小于第1)條，因此新風(fēng)量均取保持正壓所需新風(fēng)量與補(bǔ)償室內(nèi)排風(fēng)量之和。經(jīng)驗(yàn)證，該風(fēng)量大于總送風(fēng)量的10%，符合相關(guān)要求。

　　2.4送風(fēng)量的計(jì)算首先按照換氣次數(shù)計(jì)算送風(fēng)量，萬(wàn)級(jí)凈化區(qū)取換氣次數(shù)為28次以上，10萬(wàn)級(jí)凈化區(qū)取換氣次數(shù)為18次以上，30萬(wàn)級(jí)凈化區(qū)取換氣次數(shù)為10次以上。經(jīng)計(jì)算：1層1#區(qū)總送風(fēng)量為4000m3/h;2層2#區(qū)總送風(fēng)量為60000m3/h，3#區(qū)總送風(fēng)量為50000m3/h;3層4#區(qū)總送風(fēng)量為35000m3/h，5#區(qū)總送風(fēng)量為35000m3/h。然后選取幾個(gè)有代表性的熱濕負(fù)荷較大的房間，按照熱濕負(fù)荷計(jì)算確定該房間的送風(fēng)量，經(jīng)比較均小于按照換氣次數(shù)計(jì)算所得的送風(fēng)量。因此送風(fēng)量均按換氣次數(shù)確定。

　　2.5空調(diào)方案的確定

　　2.5.1空氣處理流程(見(jiàn)圖1)圖1空氣處理流程

　　2.5.2氣流組織選擇各房間氣流組織均選擇非單向流流型，采用上送側(cè)下回的送回風(fēng)方式?；仫L(fēng)口上邊沿距地高度不超過(guò)0.5m，下邊沿距地高度大于0.1m，且回風(fēng)口盡量設(shè)在門(mén)附近。送風(fēng)、回風(fēng)具體指標(biāo)、技術(shù)要求均由廠家提供，按生物制品生產(chǎn)凈化要求設(shè)計(jì)。

　　2.6空調(diào)機(jī)組的設(shè)計(jì)選型針對(duì)干細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室的特殊要求，該系統(tǒng)空調(diào)設(shè)備的選用應(yīng)滿足下列要求：

　　1)凈化空調(diào)機(jī)組內(nèi)表面及內(nèi)置零部件應(yīng)選用耐消毒藥品腐蝕的材料或面層，且材質(zhì)表面要光潔。

　　2)內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)便于清洗，并能順利排放清洗廢水，不易結(jié)塵、滋生細(xì)菌。

　　3)表冷器冷凝水排出口應(yīng)具備自動(dòng)防倒吸功能，并在負(fù)壓時(shí)能順利排出冷凝水，凝結(jié)水管不能直接與下水管道連接。

　　4)機(jī)組內(nèi)各級(jí)空氣過(guò)濾器前后應(yīng)設(shè)置壓差計(jì)，測(cè)量接管應(yīng)通暢，安裝嚴(yán)密。

　　5)不應(yīng)采用淋水式空氣處理器。

　　6) 空調(diào)機(jī)組箱體的密封應(yīng)可靠。由于該項(xiàng)目潔凈度等級(jí)最高為萬(wàn)級(jí)，因此要保證當(dāng)機(jī)組內(nèi)維持1 000Pa的靜壓值時(shí)，箱體的漏風(fēng)率不大于2%。根據(jù)以上要求，結(jié)合該系統(tǒng)機(jī)房及空間特點(diǎn)，主要設(shè)備選型如下：

　　1#區(qū)采用杭井風(fēng)冷臥式空調(diào)機(jī)組，安裝于1#區(qū)吊頂上方，額定風(fēng)量為5000m3/h，制冷量為18kW，制熱量為30kW，機(jī)外余壓為180Pa。

　　2#區(qū)采用杭井風(fēng)冷臥式空調(diào)機(jī)組，安裝于實(shí)驗(yàn)樓外獨(dú)立設(shè)置的空調(diào)機(jī)房1內(nèi)，額定風(fēng)量為65 000m3/h，制冷量為90kW，制熱量為230kW，加濕量為120kg/h，機(jī)外余壓為600Pa。

　　3#區(qū)采用杭井風(fēng)冷臥式空調(diào)機(jī)組，安裝于實(shí)驗(yàn)樓外的空調(diào)機(jī)房2內(nèi)，額定風(fēng)量為65000m3/h，制冷量為90kW，制熱量為230kW，加濕量為120kg/h，機(jī)外余壓為600Pa。

　　4#區(qū)采用杭井風(fēng)冷臥式空調(diào)機(jī)組，安裝于空調(diào)機(jī)房1內(nèi)，額定風(fēng)量為45 000m3/h，制冷量為70kW，制熱量為150kW，加濕量為60kg/h，機(jī)外余壓為600Pa。

　　5#區(qū)采用杭井風(fēng)冷臥式空調(diào)機(jī)組，安裝于空調(diào)機(jī)房2內(nèi)，額定風(fēng)量為45 000m3/h，制冷量為70kW，制熱量為150kW，加濕量為60kg/h，機(jī)外余壓為600Pa。

　　2.7制冷機(jī)房設(shè)計(jì)

　　結(jié)語(yǔ)該項(xiàng)目已于2015年末竣工，凈化區(qū)的溫度、濕度、潔凈度、正壓、噪聲等參數(shù)均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，試運(yùn)行良好。項(xiàng)目設(shè)計(jì)主要參考新版GMP規(guī)范，但實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，主要針對(duì)藥品生產(chǎn)的GMP規(guī)范并不一定完全適合干細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)，部分參數(shù)可以適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，并不影響實(shí)際運(yùn)行效果。