陕西洁净室 郑州栀子净化工程有限公司

高大厂房洁净室设计
引言
    近年来，高大空间建筑物在工业和*工程中的应用逐步增多，但目前对于高大空间洁净空调技术的研究和应用都很少。在以往的洁净空调工程设计中，对于洁净厂房多采用全空间净化空调和完全净化装修的设计思路，能耗巨大，初投资大，受到的限制也比较多。但高大空间类型的洁净厂房，往往使用上有特定的要求，如空间上要求、可能使用吊车、并不要求全空间净化、下层工作区有洁净度等级和温湿度控制要求、温度湿度要求的精度不是很高等特点。
    采用简化装修和引用舒适性空调系统的喷口设计不仅较好地解决了与生产工艺配合和满足洁净度和温湿度等要求的问题，而且在满足工艺条件的同时，缩短了工程的施工周期，简化了洁净室的装修标准，减少了空调系统的循环处理风量和冷量，节约了初投资和运行费用。
1    高大厂房的特点分析
（1）高大厂房有其固有的特点，一般情况下高大厂房主要在生产的后工序，一般用在大型设备的组装为主，对洁净度要求不高，温湿度的控制精度要求不高，工艺生产期间设备发热量不大，人员相对较少。
（2）高大厂房通常为大框架结构，而且经常采用轻型材料，**板一般不易承受较大荷载。
（3）尘埃粒子的产生和分布对于高大洁净厂房，主要污染源与一般洁净室不同，除了人和运动设备发尘以外，表面发尘占有很大的比例。按照文献[1]所提供的数据，人静止时的发尘量取105粒/（min·人），人动作时的发尘量按照静止时的5倍计算，对于普通高度的洁净室，表面发尘量按8 m2地面的表面发尘量相当于一个人静止时的发尘量进行取值。对于高大洁净厂房，其下部人员活动区，净化负荷较大，上部区域净化负荷较小，同时，由于工程使用特点，为了安全和考虑到不可预见的尘埃污染，取适当安全系数是必要的。本工程表面发尘量按照6 m2地面的表面发尘量，相当于一个人静止时的发尘量进行取值。本工程按照每班20人工作计算，人员发尘量仅占总产尘量的20%，而一般洁净室中人员发尘量占总产尘量的90%左右。
2    高大厂房洁净室装修
    洁净室装修一般包括洁净室地面、墙板、吊顶、及配套的空调、照明、消防、给排水等与洁净室相关的内容，根据要求，洁净厂房的建筑围护结构和室内装修，应选用气密性良好，且在温度和湿度变化时变形小的材料。
    洁净室内墙壁和顶棚的装修应符合下列要求：
（1）洁净室内墙壁和顶棚的表面应平整、光滑、不起尘、避免眩光、便于除尘，并应减少凹凸面。
（2）洁净室不宜采用砌筑墙抹灰墙面，当必须采用时宜干燥作业，抹灰应采用抹灰标准。墙面抹灰后应刷涂料面层，并应选用难燃、不开裂、耐清洗、表面光滑、不易吸水变质发霉的涂料。这样一般情况下洁净室装修主要选择比较好的彩涂金属壁板作为内装修材料。但是对于高大空间厂房来说，因层高比较高，对金属壁板隔墙的安装比较困难，强度差，造**，不能承重等问题。本工程分析了高大厂房洁净室产尘的特点及房间洁净度的要求，没有采用常规的金属壁板的内装修做法，在原有土建墙体上打磨进行环氧涂层，整个空间不设吊顶，增加使用空间。
3    高大洁净厂房的气流组织
    按照文献[2]对于高大洁净厂房，采用洁净分层空调系统可以使系统的总送风量大为减少。风量减少了，要得到较好的洁净空调效果，采用合理的气流组织就显得尤为重要，既要保证送风和回风系统的均匀性，减少洁净工作区的涡流和气流回旋，又要增强送风气流的扩散特性，充分发挥送风气流的稀释作用。在万级或十万级洁净度要求的高大洁净厂房中，可以引用舒适性空调高大空间的设计理念，如机场、展馆等大空间使用喷口的方式。
    采用喷口，侧面送风，气流可以扩散较长的距离，喷口送风是依靠喷口吹出的高速射流实现送风的方式，主要实用于高大厂房或者层高很高的公共建筑空间的空气调节场所。喷口采用侧送风，将喷口与回风口布置在同一侧，空气以较高的速度、较大的风量集中由设置在空间上的若干个喷出，射流行至一定路程后折回，使整个空调区处于回流区，然后有设在下部的回风口抽走返回空调机组。其特点是，送风速度高、射程远。射流带动室内空气进行强烈混合，速度逐渐衰减，并在室内形成大的回旋气流，从而使空调区获得较均匀的温度场和速度场。
4    工程设计实例
    某高大洁净厂房（长40 m、宽30 m、高12m），要求5 m以下为洁净工作区，净化等级为静态万级，动态十万级，温度tn = 22℃±3℃，相对湿度fn= 30%~60%。剖面图见图1。
4.1  气流组织和换气次数的确定
    针对该高大洁净厂房的使用特点，宽**过30m，不设吊顶，常规的洁净厂房的送风方式很难满足使用要求，采用喷口分层送风的方式来保证洁净工作区（5 m 以下）的温湿度和洁净度。在侧墙上均匀布置了对吹的喷口送风口装置，在厂房侧墙下部距地面0.25 m 高度附近均匀布置了带阻尼层的回风口装置，构成了工作区在喷口回流、集中侧下回的气流组织形式。同时，为了使5 m以上非洁净工作区的空气从洁净度和温湿度上不形成死区，减少顶棚室外冷、热对工作区的影响，又能把上部吊车工作中产生的尘埃粒子及时排走，并充分利用扩散到5 m以上的洁净空气，在非洁净空调区布置了一排小型的带状回风口，形成了一个小的循环回风系统，可以大大减轻上部非洁净区域对下部洁净工作区的污染。本工程根据洁净度等级和污染物散发量，对6 m以下的洁净空调区采用了16 h-1的换气次数，对上部非洁净区域采用适量的排风，小于4 h-1的换气次数，实际上整个厂房的平均换气次数为10 h-1。这样，同全室进行洁净空调相比，洁净分层喷口送风方式不仅较好地保证了洁净空调区的换气次数，满足大跨度厂房的气流组织，而且大大节省了系统的风量、冷量和风机动力。
4.2  侧送喷口送风的计算
4.2.1  送风温差?ts
    洁净空调所需要的换气次数比一般空调大得多，于是充分利用洁净空调的大风量，减小送风气流的送风温差，不仅能够节省设备容量和运行费用，而且使其更有利于保证洁净空调区的空调精度。本工程计算出的送风温差为?ts= 6℃。
4.2.2   射流计算
    洁净厂房跨度比较大，宽为30 m，需要保证中间区域搭接要求，又保证工艺工作区在射流的回风区，同时要考虑噪音的要求，本工程送风速度v0= 5 m/s，喷口安装高度为6 m，气流以水平方向从喷口送出（ß = 00）。本工程对喷口送风气流进行了计算，喷口直径取0.36 m，根据文献[3]计算阿基米德数为0.0035，喷口的送风速度为4.8 m/s，末端的轴心速度为0.8 m/s，平均速度为0.4 m/s，回流的平均速度小于0.40 m/s，满足工艺使用要求。
    由于送风气流的风量大、送风温差小，几乎与等温射流无异，所以射流长度*保证，根据阿基米德数可以计算出相对射程x/ds = 37 m，能够满足对侧送气流15 m搭接的要求。
4.3  空调工况处理
    针对洁净室设计中送风量大、送风温差小的特点，充分利用回风，在夏季空调处理方式上取消一次回风，采用大比例的二次回风，只对新风进行一次性处理然后与大量的二次回风混合，从而取消了再加热，减少了设备的容量和运行能耗。
4.4  工程实测结果
    本工程竣工后，进行了全面的工程测试，整个厂房共设置了20个水平方向和垂直方向的测点。在静态情况下对洁净厂房的速度场、温度场、洁净度、噪声等进行了测试，实测效果比较好。在设计工况下的实测结果：
    送风口处气流的平均速度为3.0 m/s~4.3 m/s，两股对吹气流搭接处（即射流末端）风速为0.30m/s ~ 0.45 m/s。洁净工作区的换气次数保证在15h-1，测得其洁净度在万级以内，较好地满足了设计要求。
    室内A 声级噪声在回风口处为56 dB，其他工作区均在54dB以下。
5    结论
5.1  对于要求不是很高的高大洁净厂房，可以采用简化装修的做法来实现，既可以满足使用要求，又能满足洁净度的要求。
5.2  对于只要求某一高度以下区域洁净度级别为万级或十万级的高大厂房，采用洁净分层空调喷口的送风方式是一种比较经济实用和行之有效的方式。
5.3  对于这种类型的高大空间洁净厂房，在上部非洁净工作区设置一排带状回风口，排走吊车轨附近产生的尘埃，减少顶棚室外冷、热对工作区的影响，可以较好地保证工作区洁净度及温湿度。
5.4 高大洁净厂房的高度是一般洁净室的4倍以上，在正常产尘量的情况下，应该说单位空间净化负荷远远低于一般低矮洁净室，因此，从这个角度分析，换气次数的确定，完全可以低于国标推荐的净化级别的房间换气次数。研究分析表明，对于高大洁净厂房因洁净区的高度不同，换气次数也不同，一般可取国标推荐的换气次数的30%~80%即可满足净化要求。

河南晶立方净化工程有限公司 主要从事净化工程咨询、净化工程设计施工(手术室净化、层流手术室、净化手术室、十万级净化车间、无菌实验室以实验台)及配套净化装饰工程的公司，专为医药、、生物制药GMP净化、精密电子、食品、化学、生物、研究院所及其它高科技行业等领域净化设计施工、测试、维护，并且提供与洁净室相关的材料、设备、监测装置及家具等。河南晶立方净化工程有限公司，成立于二零一八年，注册资金五百万元，以“科技为先，以人为本”的经营宗旨；“立足河南，服务全国”的经营理念。公司将秉持初心、 诚信做人、严谨做事、谒诚为广大新老客户提供贴心服务，实实在在化的设计施工，为您实现蓝图。

生物洁净室设计方案
 生物洁净室设计在对实验室场地的建筑特色进行了认真分析之后，本着以人为本、方便实验操作、生物安全的设计理念，在充分满足实验场所提供的平面布局前提下完成方案设计。设计方案应集性、高安全性、实用性、经济性于一体。
一、 平面布局 
    设计根据实验场所提供的场地空间，设计微生物实验区，以建筑面积为23m2为例。应设有一个P2主实验室,一个一更缓冲间，一个二更缓冲间，一个洗刷消毒间。
    设计充分利用现有的空间，根据国家相关规范和实验场所的要求进行平面布置。考虑生物安全实验室应同时实施一级屏障和二级屏障的要求，其中一级屏障主要体现在微生物实验区的平面布置和维护结构方面，二级屏障主要体现在空调净化系统方面。在平面布置方面把和物流分隔开，防止人和物的交叉感染：实验操作人员通过一更缓冲间和二更缓冲间进入P2主实验室;实验物体通过两个互锁式传递窗进出P2主实验室，其中一个互锁式传递窗设在主实验室和准备间之间，另外一个设在主实验室和洗刷消毒室之间，保证了洁净物不受感染，同时保证了污染物尽快传进洗刷消毒室进行消毒灭菌。
    整个平面布局完**够满足国家规范及标准和实验场所终要求，而且充分利用了实验场所划分的建筑空间，按照实验室操作程序的要求配备了各种功能的房间，操作路线方便快捷，每间实验室的平面尺寸都是按照各种实验功能分配的。
二、围护结构、装潢装饰
    设计上将实验室主体框架为彩钢板玻璃隔断，颜色为哑白色，彩钢厚度每面0.426mm，彩钢岩棉夹芯板防火等级为不燃烧;聚苯乙烯彩钢夹芯板防火等级为阻燃。
    隔断玻璃厚度为5mm;为防止沉积灰尘窗料使用R25mm铝合金圆弧压线;所有二维连接处的内侧均使用R50mm铝合金内圆角，暴露在外的二维连接线的外侧则用R100mm铝合金外圆角连接;彩钢板的三维连接处使用三维接点过渡，而彩钢板与墙面地面则用铝合金槽铝联接。
    吊顶材料亦为彩钢板。微生物区室内地面采用进口PVC材质无缝隙焊接、具有耐腐蚀、耐磨性强、平整度好、*清洗的特性。
    地面地角线用阴角铝材装饰,美观且严密性好。整体实验室通过科学设计、精心施工、将使实验室内形成坚固、无缝、平滑、美观、不反光、不积尘、不生锈、防潮、抗菌、性能优良的无菌表面和内壳，从而解决了气密性和保洁等问题。
    所有物料均按设计图纸在工厂加工成型，运至现场组合快速安装而成。室内所有设备均嵌入墙内，使整间实验室墙面均光滑平整无缝，防止积尘，方便清洁、消毒。
三、微生物实验室基本配置
    净化实验室除了解决空气净化的问题以外，还要尽可能多的为实验工作提供方便，因此在设计上应考虑一些*的实验室用器具。
1、互锁式传递窗：在P2实验室配有两个传递窗。保证了实验室物流的安全性。互锁式传递窗内有紫外线灯,当污染过物品拿出实验室前进行消毒.互锁式传递窗还保证了室外和室内空气的隔绝,方便了实验人员的物品传递,减少了实验人员进出实验室的次数.传递窗室内室外都可控制。
2、自动闭门器：根据国家规范要求，在洁净实验室门上安装有自动闭门器。
3、互锁门：主实验室设置一套两门互锁的电子互锁,当其中有一扇门未关时,另外一扇门将无法打开这样就对进入洁净室内的气流起到缓冲作用.互锁门还配置有应急开关,当发生意外事故时,按应急开关方便实验室人员尽快逃离现场。
4、多功能微电脑控制仪：作为实验室的总控制柜，包括温湿度调节及显示、送排风机的起停和起停的顺序、照明开关、紫外灯控制等等。温度调节显示屏可准确地显示实验室内温度,调节方便,温度误差小。
5、微压差表：根据生物安全实验室规范要求，P2实验室配置一套微压差控制系统.可显示室内外压差量,并人为按要求控制压差，根据室内外压差的变化调节压差达到安全范围内。
6、插座：根据实验室使用要求。在每间实验室根据实验用途的不同，应配置足够数量的单相插座和三相插座。插座均采用嵌入式，气密型设计，选用进口多功能防尘、防水、防漏电组合电源插板，采用工艺安装。
7、紫外灯：考虑洁净室的消毒要求,在P2主实验室应配置了两支紫外消毒灯,方便实验人员实验前后的物理消毒。
⑴人体热释红外感应器：为方便实验人员使用和节省电源，在缓冲间门口处安放有红外线探测仪，感应人体热量，自动开启风机送出洁净风并自动延时关闭。
⑵洗刷台及污水处理器：根据实验室使用需要,在洗刷消毒间配有洗刷台和污水处理器,水槽和下水软管都为为耐酸碱的PP材料,水龙头为实验室三联水龙头。
⑶洗眼器和感应水龙头：根据规范要求,在微生物实验区的洗刷台上面配有洗眼器，在实验人员眼睛万一接触危险物质时，可用它冲洗眼睛。为方便实验人员，感应水龙头可自动感应人身热量，放水并自动延时关闭。
⑷样品车：为方便实验室人员移动样品和其它实验用品,应在洗刷消毒室内配置小型样品车,为不锈钢结构上下两层,小巧方便推动。
⑸滴水车：根据实验用品在洗刷消毒后还需晾干过程,应在洗刷消毒室配置有滴水车,一些洗刷消毒后的器皿可放在滴水车上滴水晾干,滴水车下还配有水桶收集滴下的水分.滴水车可移动，为不锈钢结构。
⑹实验边台：实验室必须配置放置实验设备和实验用品的实验台,实验台面为耐酸碱的理化实芯板,滑道为材料。钢木结构,并在台面下面配有抽屉和柜子方便放置实验用品，美观与实验室整体相协调。
⑺生物安全柜(BSC-Ⅱ-A2)：根据生物安全实验室的国家规范要求, P2实验室应配置一台生物安全柜。生物安全柜是用于生物实验室的主要隔离设备，可以防止有害悬浮微粒的扩散。基于对人员、环境与试验品样品所提供的保护依其等级不同而有所差异。Ⅱ级A2型生物安全柜能够提供对人员、试验样品、环境的全面保护，应用于对高危险微生物、有毒物质和放射寡核苷酸的操作。Ⅱ级A2型属前开门生物安全柜，通过垂直气流来保护工作人员，通过多层HEPA过滤保护样品，通过HEPA过滤排体来保护环境。气流通过HEPA进气过滤器从柜**部沉降，气体达到工作面后，约50%气体被吸进柜后部格栅中，其余气体与室内空气在前格栅相遇，其中30%的空气能通过HEPA排气过滤器被排出，剩下70%空气经HEPA过虑与新风混合共同形成一个无菌工作区，有效防止交叉污染。室内空气与HEPA过滤空气相遇处产生气体屏障，使工作人员和样品得到隔离,保护实验人员安全,样品不受污染。
五、净化空调系统
    微生物洁净室设置净化空调系统是为了建立一个温、湿度适宜、空气清新、无菌洁净的微环境，以利于实验操作。传统的空调系统仅能对温度起到一定的控制，洁净度无法完全得到控制，因而导致病菌的滋生和繁衍。这样的空调系统远远不能满足微生物实验室一个特定的洁净环境的卫生学要求。
    净化空调系统通过一系列的技术措施精心设计后完**够做到控制实验室内温度、尘埃、、有害气体的浓度和气流分布、保证室内人员所需新风量和室内合理的气流流向，并能维持整个微生物实验室合适的梯度压力及定向流动，全面实现“无菌环境**体系”的目的，减少实验过程中一切潜在的感染风险。结构设计上还有一个**特色是室内大多数空调设备的维修保养均在室外进行，减少非实验人员进入实验室的机会，减少污染，提高实验室的使用率。
1、净化空调系统划分
    每个洁净实验室为立的空调系统,并且缓冲间和净化实验室都是分开的立空调,防止实验时的内部交叉感染和防止危险气体向外泄漏。
2、空气处理净化过程
    室内回风由中效过滤器回风口(回风口采用获得国家**的定风向可调风量回风口，可以在实验室内很方便的拆卸更换滤料)。通过回风管回到净化组合式空气处理机的回风段，经冷却或加热，再经过机组内的初、中效过滤器(过滤器置于机组正压段)由送风管送至配有过滤器的送风末端后送出。室外新风经过虑处理后进入净化组合式空调机组的新风混合段与室内回风混合。再经卫生型净化组合式空气处理机进行温湿度处理后统一送入洁净区。
3、送风方式及气流组织形式
    实验室末端送风采用484送风静压箱。送风静压箱内满布进口低阻无隔板过滤器，底部装有送风扩散孔板(扩散孔板与实验室天花板相接处平整无缝);局部百级实验室配有层流罩采用垂直层流的气流组织形式,其外形尺寸为1240X635,内部满布过虑器,底部装有均流扩散孔板.洁净室内回风为四角底部回风保证了室内气流的充分流动,带来很好的稀释效果.缓冲间采用送风口上送下回风乱流气流组织形式.为墙面单侧底部回风。
1、压差控制：P2实验室的负压成梯度分布，气流从清洁区向半污染区到污染区流动，室内负压能达到大于负10Pa。
2、排风系统：为保证压差的实现,在P2实验室的准备间和操作间设置了一套排风系统,外排风通向建筑物的屋顶，系统上设置了风量调节阀。洗刷消毒间设有局部排风系统，保证洗刷消毒间空气清新。
通过一系列的空气控制，包括进入室内空气的净化处理,一定的新风量和排风负压的控制等措施，向实验人员提供了安全,洁净的空气环境。
3、净化空调机组选型
    净化实验室及缓冲间选用净化组合空调机组，该机组主要特点如下：
    1)机组皆由双层面板组成，达到佳的绝热和消音效果。传热系统K=0.54w/m2•k，平均噪音吸收系数R=39dB，框架设计为密封的小巧型碳钢;整机成形易清洁、耐腐蚀，不锈蚀。
    2)机组所采用的表冷器，其铝翅片表面还涂有一层亲水防腐涂层，因而不易形成水珠，提高了热交换效率，同时也不易积水、长菌。
    3)机组采用不锈钢集水盘，对积水盘的排水采用压力排水代替水封的措施，无论表冷器处于何种工况运行，均可顺畅排走凝水有效地避免了凝结水倒灌。
    4)过滤器的选用;粗效过滤器采用大容尘量的板式过滤器，进口玻纤滤料，坚固耐用，有清洗型及可换型两种型号选择，截留效率可达75%以上。中效过滤器采用低阻力的过滤器，过滤材料为**细聚丙烯纤维滤料，不会产生再污染现象，对末端的过滤器起到很好的保护作用。过滤器框架结构合理，与箱体内壁焊接牢靠，严格密封无泄漏，且过滤器装卸操作方便。
河南晶立方净化工程有限公司 主要从事净化工程咨询、净化工程设计施工(手术室净化、层流手术室、净化手术室、十万级净化车间、无菌实验室以实验台)及配套净化装饰工程的公司，专为医药、、生物制药GMP净化、精密电子、食品、化学、生物、研究院所及其它高科技行业等领域净化设计施工、测试、维护，并且提供与洁净室相关的材料、设备、监测装置及家具等。河南晶立方净化工程有限公司，成立于二零一八年，注册资金五百万元，以“科技为先，以人为本”的经营宗旨；“立足河南，服务全国”的经营理念。公司将秉持初心、 诚信做人、严谨做事、谒诚为广大新老客户提供贴心服务，实实在在化的设计施工，为您实现蓝图。

站在您的角度，为公平合理的比较各家净化手术室承包方的方案，应坚持所报材料相同、参数相同、承包方企业实力相近原则。
净化工程包括：结构部分、通风部分、空调部分、电气部分、地面部分、器械部分、上下水部分

公司从事：层流手术室、ICU病房、静脉用药配置中心、血液透析中心、中心供氧系统、空气净化工程、无菌灌装车间、实验室、无尘车间、GMP车间、净化间（百级、千级、万级、十万级）洁净室等净化工程的设计及施工；加工销售不锈钢风淋室、风淋房、货淋室、传递窗、净化器等。产品广泛应用于电子、医药、化工、饮用水生产、饮料、食品酿造、等行业。
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