阿联酋某疫苗生产车间空调系统设计

孙晓禹 张明玉

中国航空规划设计研究总院有限公司

0 引言

近些年，随着我国经济的发展和医药行业技术水平的提升，国内医药洁净厂房的设计越来越成熟，但是对海外医药洁净厂房的设计仍处于探索阶段。本项目是我国在海外设计建造的疫苗生产车间，而且还需要执行当地的规范，因此具有重要的开拓意义。本文结合项目情况，介绍了空调系统的设计思路和需要注意的事项，希望能够对今后同类项目的设计起到参考作用。

1 工程概况

本项目为位于阿联酋阿布扎比某疫苗生产厂房，建筑面积29510 m2，其中一层主要为疫苗分包装车间和办公区，二层主要为质检区、办公区和设备站房。建筑总高度16.85 m（含女儿墙），其中一层层高7.8 m，二层层高7.2 m。该地区夏天白天高温干燥，夜间气温相对降低但相对湿度较大。由于现场临海且处于沙地之中，因此还存在盐雾和沙尘暴等恶劣的情况。

2 设计参数

1）室外计算参数

由于海外项目的特殊性，需根据ASHRAE 设计手册[1]的气象参数选取室外计算参数。通过查阅资料确定室外计算参数，详见表1。

表1 阿布扎比室外计算参数

2）室内计算参数

根据医药洁净规范[2]确定各洁净级别下的室内计算参数，见表2。根据当地规范和设计经验参数确定非洁净区的室内计算参数，见表3。根据ASHRAE 标准[3]确定非洁净区的新风量和排风量，参数见表4。洁净区新风量应取下列两项中最大值：补偿室内排风量和保持室内正压所需新鲜空气量之和。保证供给室内没人新鲜空气量不小于40 m3/h。

表2 洁净区各级别下的室内计算参数

表3 非洁净区室内计算参数

表4 非洁净区新风量和排风量

3 空调冷热源及水系统设计

1）空调冷热源

项目负荷如表5 所示。冷源选用4 台风冷冷水机组和4 台风冷热泵冷水机组，每台机组额定制冷量1210 kW，冷媒参数为5/10 ℃冷冻水；热源为前述4 台风冷热泵联合提供，每台机组额定制热量735 kW，加热采用45/40 ℃热水；加湿采用0.2 MPa 普通工业蒸汽，并在蒸汽管道上增设200 目的高精度蒸汽过滤器，B+A 无菌区采用0.2 MP 纯蒸汽。

表5 冷热湿负荷

2）空调水系统

采用闭式循环空调水系统，空气处理机组采用四管制，异程连接。风机盘管采用两管制单冷型，水平同程连接。水系统每层主支路设置静态平衡阀，空调机组冷水出口设PICV 调节阀（即国内的三合一调节阀），详见图1。空调机组蒸汽入口设电动调节阀，风机盘管出口设PICV 阀，详见图2。

图1 空调机组水管连接详图

图2 风机盘管水管连接详图

4 空调风系统设计

1）空气处理方案

洁净区采用新风机组+循环机组的空调形式，每台新风机组对应多台循环机组。新风机组前设置除沙过滤器。新风机组由进风段、初效段、中效段、热回收盘管段、表冷段、风机段和出风段组成。循环机组由混合段、中效段、表冷段、加热段、风机段、高中效段、加湿段、出风段组成。新风经过过滤器后送入新风机组进行新风预处理，处理后的新风送往各循环机组处和回风混合、再处理，并最终送往各房间。送风末端设置H14 高效过滤器和定风量阀，回风末端设置变风量阀。

2）消毒工况设计

D、C 洁净等级区域采用擦拭消毒，仅在首次运行前使用移动VHP 消毒。B 级及有毒区采用VHP 循环消毒，消毒时关闭平时排风机，消毒后开启专用的消毒排风机进行排残。

3）气流组织设计

洁净空调系统和恒温空调系统气流组织均为顶送风、侧下回风。普通区气流组织均为顶送顶回。房间C/D 级区层流罩采用上送上回形式，B 级区层流采用上送下回形式。层流工作区工作面风速为0.36～0.54 m/s。

5 空调自控设计

以洁净空调机组为例进行阐述。空调系统自控设计主要分为以下几部分：

1）温湿度控制

新风机组根据送风管上的温湿度传感器调节表冷盘管上的电动阀。当因表冷量过大而分为两级表冷时，在第一级表冷盘管后设置温度传感器并传输信号给配套电动阀。循环机组的温湿度采用串级控制，由回风管上的温湿度传感器传输信号给送风管上的温度及露点传感器进行修正，修正后再将信号传输给再冷盘管、加热盘管和干蒸汽加湿管上的电动阀进行开度调节。

2）压力控制

洁净房间的末端送风管上设有定风量阀，回风管上设有变风量阀。当房间压力产生波动时，通过调节变风量阀的开度以保证房间的压差稳定。空调机组的风机为变频风机，可根据总风管内的静压信号变频运行，保证各房间的送风量恒定。

3）过滤器压差报警

粗效、中效、高中效、高效过滤器前后设置压差报警装置，其中粗效过滤器当压差高于120 Pa、中效和高中效过滤器当压差高于200 Pa、高效过滤器当压差高于400 Pa 时报警。

4）空调系统运行工况控制

由于国外药厂没有强制要求设消毒工况通风，故本项目除B 级区和有毒区设置消毒工况通风外，其余洁净空调分区均为擦拭消毒。B 级区和有毒区平时正常运行时，开启空调送风机、配套排风机、新风阀和其他电动阀。消毒时，关闭平时用排风机及电动阀，由VHP 发生器向该系统鼓入消毒剂。消毒完毕后，关闭回风阀并开启专用排风机进行排残。当消毒气体浓度达标后，关闭消毒专用排风风机，开启平时用空调机组和排风机，此时操作人员可进入工作区。

5）空调系统联动控制

新风阀与送风机联锁启闭，空房间的排风机与送风机联锁启闭，排风机出口的电动阀与排风机联锁启闭，房间内如有需要切换的设备时，设备前和旁通管上的电动阀互锁。

6）空调机组启停控制

开机顺序依次为：新风电动阀、送风机、排风电动阀、排风机，停机顺序相反。

7）检测和巡测

检测并显示送风管、回风管及重要房间的温湿度，巡测重要房间静压差。

6 排烟设计

依据当地消防规范设计[4]遵守以下规定：1）排烟风机应能在400 ℃工况下运行2 h。2）进风口应设12.7 mm 耐腐蚀网孔材料。3）进风口应避免吸进火，室外进风口和排烟风口距离应至少大于5 m。4）通风管道不能穿越防烟区（正压区），如必须穿越应当设防火夹层。

防排烟系统的设置：1）本项目走廊设置机械排烟和机械补风系统。2）走廊排烟量至少为6 次换气次数，防烟分区不大于900 m2。3）机械补风系统补风量为排烟量的85%，补风口风速小于5 m/s。4）补风口应设置在距地300～1000 mm 范围内。5）排烟口和补风口交替设置，且相邻排烟口和补风口间距不超过15 m。6）排烟口距离楼梯出口大于6 m。

防火阀的动作温度分为以下两种：1）用于常温空调系统时采用160℉（71 ℃）防火阀。2）用于排烟系统时采用350℉（177 ℃）防火阀。需安装防火阀状态：1）风机在紧急事故下需要连续运行时。2）当风道和通风口穿过具有2 小时及以上耐火极限的墙体或分隔时。3）当风道和通风口穿过具有1 小时及以上耐火极限的竖井墙体时。4）当无竖井保护的风道穿过楼板或需要被保护的通风口穿过楼板时。5）当具有30 分钟及以上耐火极限的墙体或分隔上开有通风口时。动态排烟防火阀（MSFD）的设置：需要受排烟策略控制的全部排烟风管和需要控制启闭的普通风管均要设置动态排烟防火阀。

7 注意事项

本项目需要执行阿联酋标准，和国内及援外项目有很大不同。现将在设计和建设过程中遇到的重要问题总结，希望对其他同类型项目起到参考作用：

1）积极了解当地情况。国内外存在诸多不同的客观因素，比如政府报批验收要求不同、规范标准不同、工业园区的特殊规定、市政条件、地质条件、气候条件（温湿度、沙尘、盐雾、雨水）等，不能轻易沿用国内常规做法，而是要尽可能通过沟通咨询了解当地全貌，否则会在设计过程及后期验收时带来极大内耗；

2）明确分工界面。国外一些设计内容在国内一般不由设计院承担，比如抗震支吊架的计算、各种细部节点及深化详图等，因此注意在前期要求外方提供当地一般项目的设计图纸和计算文件，在研究后列出不能完成的内容并明确反馈给各方。

3）图纸深度及翻译。在设计时要“入乡随俗”，尽力去达到国外的图纸深度要求。图面上所有中文标注旁都要有英文翻译，并且要经过专业人士核对。

4）沟通问题。国内外思维存在差异，双方用英语交流时难免会出现歧义，沟通成本很大。除此之外国外习惯用邮件沟通并同时抄送给各方，因此要求我方对邮件的书写非常精准，避免出现对方看不懂邮件的情况。

5）做好文件管理。国外各方习惯依据书面指示推进工作，因此我方要避免口头承诺，任何指示都要落实到书面。除此之外，由于往来邮件繁多并且没有文控整理资料，各专业的设计师很容易感到混乱，因此对驻场的设计师和各专业负责人提出了更高的文件管理要求。

8 结语

伴随着中国在世界上的影响力日益增长，越来越多的中国企业走向了世界，而在这其中，海外疫苗厂房的建设更是具有里程碑的意义。疫苗洁净厂房的空调系统设计是整个洁净环境的重要保证，需要对温湿度、气流组织、自控等内容进行详细的设计。除此之外，由于国内外差异性，在进行设计时要做到思考全面、因地制宜、积极沟通，切不可盲目套用传统经验。