医药工业洁净厂房给排水及消防设计

史 智 国

(上海航天建筑设计院有限公司，上海 201600)

·水·暖·电·

医药工业洁净厂房给排水及消防设计

史 智 国

(上海航天建筑设计院有限公司，上海 201600)

基于医药工业洁净厂房的功能要求，阐述了该厂房生产给水系统与排水系统的设计方法，并结合相关消防规范准则，探讨了其水消防系统设计方案，为类似工程设计提供了思路。

医药工业，洁净厂房，给水系统，排水系统，消防系统

0 引言

随着近年来我国老龄化的进程及环境污染的加剧，各种慢性疾病的发病率在我国有上升的趋势，某国际知名制药公司在其已有工业园区内新建一某种慢性病注射用药品生产线以满足国内市场对该药品不断增长的需求。水作为药品的成分、溶剂、稀释剂等在制药工业中广泛应用。然而水极易滋生微生物并助其生长，故制药用水的生产和储存分配系统是制药生产的关键系统，对其最终产品质量起着决定性作用[1]。

医药工业洁净厂房由于其工艺及洁净要求，厂房内多为密闭空间，并有较多的狭窄曲折通道，对火灾时人员疏散及救援工作造成一定困难，使厂房内消防系统的合理设计及使用显得尤为重要[2]。

1 生产给水系统设计

1.1 生产给水系统分类及用途

本项目生产给水按用途分为饮用水、纯化水及注射用水。其中饮用水主要用于注射用药品包装材料粗洗用水。纯化水主要用于注射用药品的配料、直接接触药品的设备、器具和包装材料最后一次洗涤用水并同时作为制备注射用水的水源用水。注射用水不仅作为一种注射药剂配制的辅药，还可以进行最终的设备冲洗，工艺设备系统(部件清洗、部件处理、水槽等)所有水的需求都是由注射用水系统来提供的，其中包括非最终的冲洗用水[4]。

1.2 生产给水系统设计

生产给水系统设计时考虑的因素有：1)使水储存在适宜微生物生长环境下的时间尽可能少；2)水温变化尽量小；3)在消毒时所有的区域都要接触到[1]。根据以上因素，各主要生产给水系统设计要点如下：

饮用水系统：市政给水经紫外线消毒器消毒后由变频加压泵组通过饮用水供水管路输送至注射用药品包装材料粗洗设备并对药品包装材料做初步清洗，以减少后续工序对纯化水的使用量，达到节水节能的目的。

纯化水系统：纯化水系统由纯化水生成装置、中间储罐和分配循环系统组成，以满足纯化水储罐的进料，供灌装生产线使用。其中分配循环系统包含加热器、离心泵及相应循环管路等。为避免系统中微生物的滋生，分配系统的设计温度约为75 ℃，并在适当地预留储罐和分配系统进行抽样检查接口。

注射用水系统：注射用水系统由多效精馏单元、储罐和分配循环系统(包含离心泵和换热器)组成。蒸馏是通过气液相变法和分离法来对原料水进行化学和微生物纯化的工艺过程。但在蒸馏过程当中,低分子杂质可能被夹带在水蒸发后的蒸汽中以水雾或水滴的形式被携带,故需要通过分离装置来去除细小的水雾和夹带的杂质,这其中包括内毒素。纯化了的蒸汽经冷凝后成为注射用水。为保证注射用水的品质，注射用水在分配系统中的设计温度约为85 ℃，并在适当地预留储罐和分配系统进行抽样检查接口。

洁净区内各类生产给水管道均为暗敷。由于不锈钢具有不反应性、耐腐蚀性及内壁光滑的特点，并能满足生产中热消毒的要求，为保证水流有较好的水力性能，以及有效降低微粒的沉积和微生物的繁殖，本项目生产给水系统设备及管道材料均选用316 L不锈钢管，管路系统设计无死角，并控制设计循环环路最小返回流速不低于0.9 m/s。

1.3 生产给水系统主要设备选型

换热器：常见类型主要有管壳式和板式换热器。其中板式换热器存在死水区，可能会造成较大的污染危险,故不在本次设计采用范围。而管壳式换热器通过使用双管板设计，将被处理的水经过管束,冷却或加热介质的污染风险得到明显降低。故本次设计采用管壳式换热器。离心泵：在工艺用水循环分配系统中，根据管路循环流量和沿程及局部水头水损失，对照不锈钢离心泵的性能曲线合理选择离心泵以防止气蚀产生(气蚀会引起微粒污染)。储罐：主要用于调节最高时用水量与平均时用水的关系。通过对各用水单元每日用水流量曲线研究，合理的选择储罐容积可以在保证不引起可能会促进细菌生长的低速水流动区产生的前提下，使水处理系统有效的降低。储罐采用不锈钢立式储罐以减小死水区容积，并在储罐上安装疏水性通风过滤器(呼吸器)以防止微生物和微粒的入侵。

2 生产排水系统设计

在生产工艺流程中的在线清洗、在线消毒、部件清洗、部件加工、工艺水槽和灌装等工段会产生生产废水。所有的生产废水在重力作用下通过排水管道统一输送至废水集水池。高位废水在废水收集池中进行冷却。废水收集池内设置中和设备，对每批次废水的pH值校正。经过冷却和pH值校正后的生产废水经废水泵提升输送至废水监测池中，用于排至厂区室外废水管网前的一步检查。经检查废水水质(处理后的废水pH值为6.5～9.5，温度小于35 ℃)达到排放厂区废水管网要求后，排放至厂区废水管网，并经管网统一输送至厂区现有废水处理站统一处理达标后排至市政污水管网。医药工业洁净厂房内的生产废水排水横管较长，为了避免堵塞及清通方便，在排水横管末端设置伸顶通气，并在排水横管上每隔一定距离设置清扫口，清扫口尽量设置在非洁净区内，并全部采用易于清洁的不锈钢盖板。排水立管不应穿越较高洁净等级的房间。洁净区域内的地漏应设置水封、密封盖，材质为不锈钢。工艺排水大多为高温废水，故本项目工艺排水管材选用不锈钢管。生产区内的生活污水排水管材选用PVC-U排水管。

3 水消防系统设计

医药工业洁净厂房内工艺生产设备及建筑工程造价昂贵，失火后经济损失较为严重。洁净厂房内多为密闭空间，洁净室内通道狭窄曲折，为失火时人员疏散及救援带来一定困难。洁净厂房内各房间通过空调送、回风管道彼此相连，当发生火灾时火焰及烟雾极易扩散到其他区域。故从安全角度考虑，水消防系统的设计在医药工业洁净厂房总体设计中显得尤为重要[4]。

按照相关消防规范要求，医药洁净厂房属于丙类生产厂房，需要设置室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统和灭火器。

洁净区内尽量少设置室内消火栓及灭火器，必须设置在洁净区内的室内消火栓及灭火器设置在消火栓带灭火器组合式消防柜内。消防柜内配有单个的65 mm消防水泵阀门(消火栓)、黄铜喷嘴、软管卷盘设有软管卷盘、报警按钮和手提式磷酸铵盐干粉灭火器。消防柜体采用不锈钢制造，消防柜体嵌墙安装并围绕箱门充填橡胶密封。

依据有效控制初期火灾并在火灾时尽量减少对环境及人员的危害的原则，本次设计在医药工业洁净厂房内(不含高低压配电间等特殊电气用房)采用全自动喷水灭火系统覆盖设计，自动喷水灭火系统除数据中心采用预作用系统外，其他区域均采用湿式系统。为有效避免管道内杂质长期沉积堵塞喷淋头，在喷淋泵吸水口处设置过滤器的同时，喷淋管道与喷淋头连接采用鹅颈式设计。洁净区内自动喷水灭火系统根据不同洁净等级，采取相应的密封措施，以防止对洁净环境的破坏。如在C，D级洁净区内喷淋头采用吊顶隐蔽型喷头，并在喷淋头与吊顶板接触处采用橡胶密封圈进行密封处理。在A，B级洁净区内采用集成吊顶形式，由洁净吊顶厂家将喷淋头、灯具等一并集成在洁净吊顶上，统一在洁净吊顶生产工厂内预制完成，施工现场仅做喷淋头至喷淋供水管道接管工作即可。

洁净区吊顶上属于技术夹层，其内各种管道及管道保温材料众多，并经常会有工作人员进入进行维护工作，故在洁净区吊顶上的技术夹层内增设室内消火栓、灭火器及自动喷水灭火系统。

4 结语

在医药工业洁净厂房设计中给排水系统设计的合理性直接关系到生产过程以及最终产品的可靠性，消防系统设计的合理性直接关系到生产及人员生命安全，故对设计提出了较高的要求。设计师在做医药工业洁净厂房设计时认真执行相关规范要求，结合国内外成功经验，医药工业洁净厂房内各类水系统进行合理选型及布置。

[1] 国家食品药品监督管理局药品认证管理中心.药品GMP指南——厂房设施与设备[M].北京：中国医药科技出版社，2011：105-116，139-140.

[2] GB 50073—2013，洁净厂房设计规范[S].

[3] 原芝泉，邢海峰.医药工业洁净厂房给排水及消防设计[J].洁净与空调技术，2001(2)：33-36.

[4] 胡宏博.GMP医药洁净厂房水消防及给排水设计[J].建筑知识(学术刊)，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

史智国(1982- )，男，工程师

TU991

A