武汉某制药厂洁净空调系统设计
武汉科技大学 姚 远 * 焦良珍
摘 要 结合具体工程实例，阐述了生物洁净室洁净空调设计基本理念与方法。着重总结设计计算的方法和其 中一些经验数据的选取，并结合实例图纸分析系统风管管路与机组平面布置的方法。采用的工程案例是具有代 表性的集中式单风机洁净空调系统。
关键词 洁净空调；集中式单风机系统；计算方法
本工程中 1 层新风量为 10200 m3/h，新风比 40.6%，2 层新风量为 19317 m3/h，新风比 46.6%。
2.4.2 送风量计算
在实际洁净空调工程设计中的送风量计算一般 均采用经验换气次数进行计算，表 1 中列举了 GB 50073-2001《洁净厂房设计规范》和《医药洁净 厂房设计规范》所规定的不同级别非单向流洁净室 送风量计算所需的经验换气次数。在本工程中，由 于厂房内人员密度很小，洁净等级为 100000 级的 1 层洁净区域换气次数取 15 次 /h，2 层洁净等级为 300000 级，换气次数取 13 次 /h，经计算 1 层总送 风量为 25124 m3/h，2 层为 41493 m3/h。
2.6.1 气流组织图
本工程气流组织采用非单向流，顶送风对角回 风的形式，设回风柱与排风柱进行回排风，非单向 流的气流组织示意图见图 2。
传热系数，W/( m2·℃)；A 为内围护结构的面积， i
m2；t 为夏季空调室外计算日平均温度，℃； o.m
为附加温升，可按表 1 选取。
表１ 附加温升
另外，对于洁净空调系统，负荷还应包括新 风负荷和 2 次加热负荷。本工程经负荷计算后 1 层
总冷负荷 161 kW，总热负荷 91 kW，2 层总冷负 正压的进风量与工艺排风量之和。所以总送风量应
２．３ 冷、热负荷计算 洁净室空调负荷包括夏季的空调冷负荷和冬季 的空调热负荷，冷、热负荷的计算与一般空调相通， 但洁净空调的冷负荷又有其特殊性，一般情况下洁 净室处于建筑的内区，所以围护结构引起的冷负荷 可按稳定传热计算，见公式 1。
（1 ）
式中：K 为内围护结构（如内墙、楼板等）的 i
The Design of Clean Air Conditioning System of a Pharmaceutical Plant in Wuhan
Yao Yuan and Jiao Liangzhen
Abstract The design concepts and methods for bio-cleanroom air conditioning was described with actual projects. The calculation methods and selection of experienced data in design were summarized, with analysis of duct routing and system layout of actual drawing. The project was a typical centralized single-fan clean air conditioning system. Keywords Clean air conditioning; Centralized single-fan system; Calculation method
空气净化一方面是送入洁净空气对室内污染空 气进行稀释，另一方面是迅速排出室内浓度高的污 染空气。而为保证生产环境或其他用途的洁净室所 要求的空气洁净度，需要采取控制污染源，减少污 染发生量，阻止室外的污染物侵入室内等多方面的 综合措施才能达到目标。 现结合武汉某制药厂房的洁净空调设计，总 结洁净室空调系统的设计方法，并对设计计算中经 验数据的选取进行总结和分析，探讨风口布置的射
* 姚远，男，1 9 8 4 年 7 月生，硕士研究生
430070，武汉市雄楚大街 199 号 武汉科技大学洪山校区五栋 306 15926318540 收稿日期：2009- 7- 2
流计算和气流组织计算中气流方向与房间正压的设 定。
１ 工程概况
本工程制药厂房总建筑面积 6750 m2，洁净空 调区域面积 1710 m2 ，建筑高度 18.3 m，共 3 层， 1 层与 2 层主要为制药车间和仓库，3 层为备用车 间。本工程洁净空调系统采用集中式单风机系统，1 层车间洁净等级为 100000 级，2 层车间洁净等级为 300000 级。
图 1 外廊回收型建筑布局
２ 生产车间净化空调系统的设计
合理的净化空调系统是保障整个生产车间处于 受控状态的重要环节。洁净厂房要求空调系统能够 控制各等级生产车间及辅助用房的室内温度、湿度、 洁净度、细菌与有害气体浓度、气流分布，保证室 内人员所需新风量，维持室内合理的气流流向和各 房间合理、有序的压力梯度。一般空调系统通常只 有粗效一级过滤，要求高一些的系统有粗效、中效 两级过滤处理。而洁净空调系统则要求粗、中、高 效三级过滤或者粗、中、亚高效三级过滤。同时，为 了消除室内排风对大气环境的影响，需要依据不同 的情况在排风系统设排风ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ滤或排风净化处理。 ２．１ 洁净空调设计计算步骤 洁净室对于室内环境的要求比一般房间要高，所 以洁净空调系统的设计计算是整个设计中极其重要的 一个环节，设计计算一般步骤如下：
计算满足洁净室卫生标准的新风量分 2 种情
况，一是根据 GB 50073-2001《洁净厂房设计规 范》规定，保证供给室内的新鲜空气量不小于 40 m3/h· 人；二是保证室内新风量可以补充室内排风
和维持室内正压的渗漏风量之和。比较 2 种情况下
计算所得新风量，取其中大者为房间新风量。一般 空调系统的新风量约占总风量的 10%~30%，相比 之下洁净空调系统的新风比例稍大，可以达到总风 量的 40% 以上。
（1 ）根据工艺要求确定洁净室的洁净度等 级，选择气流流型，并决定采用全室空气净化还是 局部空气净化。
（2 ）计算新风量。取下列 2 项中的大者。 a. 补偿室内排风量和保持室内正压值所需新鲜
空气量之和。 b. 保证供给洁净室内的新鲜空气量不小于 40
m 3 / （h · 人）。 （3 ）计算洁净室的冷、热负荷。 （4 ）计算送风量。取下列 3 项中的最大值。
回风量 = 送风量 – 新风量； 新风量 = 排风量 + 正压风量。
按要求本工程 2 层中心十字走廊做防排烟通
风，排烟风量按每平米 60 m3/h 计算。风量计算结 果见表 2 。
本工程的风量汇总如表 2 。
表２ 某制药厂房风量汇总

2.4.1 满足洁净室卫生标准的新风量计算

a. 为保证空气洁净度等级的送风量。 b. 根据热、湿负荷计算确定的送风量。 c. 向洁净室内供给的新风量。 （5 ）根据送风量、冷热负荷和选择的气流组 织形式，计算气流组织各参数。 （6 ）选择空气处理器。 （7 ）校核洁净室内的微粒浓度和细菌浓度。
２．２ 室内设计参数的选取 在洁净室空调设计之初，要严格按照《药品
应该按生产工艺要求决定维持正压差或负压差。不 同等级的洁净室以及洁净区之间的压差应不小于 5 Pa ，洁净区与室外的压差应不小于 10 Pa ［2］。 根据各洁净室功能用途和污染物数量种类等因 素设计房间压差阶梯顺序，按生产或灌装用房且污 染物较少的房间到污染物较多的走廊、更鞋室的顺 序，房间压差由高至低。根据工程设计经验设计本 工程房间压力和各房间之间的压差，使房间压力按 照用途呈一个压力梯度：
荷 203 kW，总热负荷 167 kW。
为工艺排风量、回风量与压差风量之和。在送风
２．４ 风量计算 洁净空调系统的风量计算是设计计算中最重要
过程中，压差风量算入新风量中送入室内，压差 风量的计算见 2.4。则通过风量之间的平衡关系就 可算得回风量与新风量：
的环节之一，但在设计中一直存在着如何选取经验 数据的难题。这些数值的选取是否合理直接影响设 计结果，所以我们应结合工程实际情况进行合理分 析后选取适宜的参数，令计算结果处于相关规范和 手册中所规定的范围之内。
生产质量管理规范》、《洁净厂房设计规范》、《医药 工业洁净厂房设计规范》等手册取定室内温湿度、 洁净等级等数据。
本工程中 1 层厂房洁净度等级为 100000 级，2 层厂房为 300000 级，采用非单向流全室空气净 化。根据《药品生产质量管理规范》规定，洁净室 内的温湿度要求为：生产工艺对温度、湿度无特殊 要求时，以穿着洁净工作服不产生不舒服感为宜。 本工程洁净厂房室内设计温度取冬季 21℃夏季 26 ℃，室内湿度 50%~65%。其他室内技术指标数据 的选取可参照《洁净厂房设计规范》或《空气洁 净 技 术 》。
根据此大楼的整体平面，结合我国现在的国情 和关于《药品生产质量管理规范》中对于生产环境 的要求，该建筑采用外廊回收型布局（见图 1），充
分体现洁污分流、流程最短的原则，主要生产房 间和直接为生产房间服务的辅助用房形成生产核心 区。此种建筑布局配合合理的空调系统房间正压布 局，我们就可以有效的控制污染物的流向，将药 品在生产、传送和储存中所受到的污染降到最低。

０ 前言
随着科学技术的发展，医疗水平和人民生活 质量的提高，人们对药品生产环境的要求越来越高， 所以在设计洁净厂房的空调系统时，我们应严格遵 守国家统一的标准、规范，以防止在生产过程中因 不洁微粒和微生物而引起药品污染、交叉污染。目 前已有的相关规范，除了已在世界各国制药企业中 得到广泛推广的《药品生产质量管理规范》（又称 GMP），还有我国的 GB 50073-2001《洁净厂房 设计规范》和国家医药管理局 1997 年 1 月颁布实施 的《医药工业洁净厂房设计规范》。
２．５ 静压差
为了避免外界污染空气的渗入或不同洁净室 （区）不同物质的相互影响，工业洁净室和一般生物 洁净室采用正压措施，只允许室内洁净空气往外漏， 而避免室外空气往里渗，即防止室外或邻室的空气 携带污染物质通过门窗或其他缝隙、孔洞侵入造成 污染。