2023-07-17
中国电子系统工程第三建设有限公司 郭嘉奇
通过对某医药厂房项目、某电子厂房项目、某电池厂房项目三个项目的着手，从医药制造与电子元器件制造行业的厂房需求出发，在暖通施工方面对两个行业的洁净室进行比对，最后以调试结果为导向，总结对施工方面的指导性需求。
涉足于洁净室行业，规模较大的洁净室主要分为医药生产与电子元器件生产，相应两个生产领域中，又分别为中成药提取、注射制剂生产；半导体车间、模组车间、锂电池生产等，其中最主要的区别在微粒的级别要求上，锂电池生产厂房近年来对微粒级别要求越来越严格，湿度控制要求非常高。在医药厂房采用的GB 50457以及ISO14644，其中对洁净度的要求为：
表1：医药厂房洁净区洁净度对应微粒要求
在电子厂房中因洁净度要求比较高，洁净度级别和规定为：
表2：ISO14644-1中对不用级别洁净度微粒要求
从上述的洁净度标准可以看出，在医药厂房中主要以A\B\C\D四个洁净度等级为标准，对应的洁净度标准来看，医药厂房的洁净度主要是4级到7级，而电子厂房最高做到1级的洁净度，所以在微粒的控制上，电子厂房要求更为严格。
在实际施工中，可以从房间需求表中很明显的提现此项差异，如下图所示，电子厂房的实际需求会达到4级洁净度要求，而在医药厂房，大部分集中在6级洁净度要求。
表3：某电子厂房项目项目房间参数表
表4：某医药厂房项目百白破车间房间参数表
表5：某电池厂房项目房间温湿度表
对照表3-表5，在洁净室内除特殊房间要求低温外，洁净室内的温度要求一般为舒适性温度要求，但是在后期工艺生产中，电子厂房相比较于医药厂房，设备的热能一般都要超过设计参数，导致在厂房内温度超标，在某半导体项目、某电池厂房项目项目，业主对环境的调试温度要求为直接低于设计值2℃，建设方一般会严格要求温度，对温度的控制要求比较敏感，所以在施工过程中，要对此项施工进行注意、把控。相反对比医药厂房，医药厂房内的温度要求更多的是保证人员的舒适性要求，但是，因药品的涉及提纯、萃取等相关工艺，医药厂房对湿度的要求比较严格，在部分冻干制剂车间中严格要求湿度低于20%，这对我们的调试和施工是一个很重要的控制参数。所以，在电子厂房中，需要更加关注温度的控制；在医药厂房中，反而是对湿度控制要求比较严格。当然在调试时，也需要考虑到操作人员封闭式洁净服，对舒适性一定要注意。
在医药厂房中，需求的功能性房间比较多，参照图1，医药厂房内包括更衣间、脱毒间、称量间、配置间、消毒间等多种功能性房间，房间需求面积不大，基本在25㎡以内，造成的医药洁净室内小隔间较多。对比电子厂房，参照图2、图3，电子厂房的功能性房间较少，且功能性房间需求面积较大，基本大于150㎡，由图可以看到该电子厂房项目分子束外延间面积达到了426㎡，在更大的厂房，部分洁净室面积达到1000㎡。所以在施工过程中，一定要对医药厂房和电子厂房的布局结构有基本的概念，这样在施工中才更容易抓住重点。
图1：某医药厂房项目百白破疫苗车间平面图
图2：某电池厂房项目中间品车间一楼模组平面图
图3：某电子厂房项目项目平面图
由于医药厂房与电子厂房房间布局的不同，导致暖通送回风系统的差异尤为明显，从图4、图5可以看出，由于医药厂房的房间布局较为密集，且各个房间的洁净度需求不同，为了满足洁净室的梯度需求，在一个平面内，在百白破车间内布置了四套空调系统，而且四台机组的风量均比较小，四台机组风量合计为40000m\h，单台机组的风量都比较小，所对应的全压、余压、风速均比较小；相反在昆明电子厂房项目项目，大开间较多，两台机组并联组成一套空调系统就可以满足厂房内的所有新风系统，但是机组风量比较大，单台机组的风量为67000 m\h，并且为了满足实际需求，会采用备用机组，所对应的全压、余压都比较大。所以在深化设计、采购、施工安装过程中，一定要注意相关参数的影响，合理优化，使后面调试阶段能够满足风量、噪声等相关的功能性使用。
在图中我们也可以看到，电子厂房中的风管布局简单，往往是一条大的主风管，进行再分支后就可以满足送风的功能性要求，且支管往往不会进行错综复杂得布置，风量损耗非常少，在后期调试中的风量测定口，风量调试都比较容易实现。反观医药厂房，送风系统较多，有些房间可能是两个系统同时送风，支管排布较为复杂，支管较多，风量损耗比较严重，送回风系统的调试难度比较大。
在医药厂房和电子厂房的气流模型中也有很大的差异。由于洁净室的造价和运行费用巨大，在目前的电子厂房中，提出“主流区”，设计结合生产采用局部层流，通常采用开孔的高架地板，气流组织为直流模式，上送下回，所以在布置FFU及高效时，一定要考虑到工艺设备的定位情况；对比医药厂房，通常采用上送侧回的方式，在室内一般会根据工艺需求安装超净工作台，在施工及布局中需要考虑到超净工作台对房间整体的气流组织影响。
在医药厂房中，因为小隔间的压差梯度要求，对新风占比比较少，由此对风平衡的要求比较高；在电子厂房中，由于房间比较大，更容易保持洁净室的正压系统，所以对比医药厂房和电子厂房，更需要我们在施工过程中把握相关的区别，在施工中相应的增加侧重点。
图4：某医药厂房项目百白破疫苗车间送回风系统平面图
图5：某电子厂房项目项目新风系统平面图
因为空气总是从绝对压差高的地方流向绝对压差低的地方，所以我们必须保证洁净度越高的房间绝对压差越高，洁净度越低的房间绝对压差越低，这样，当洁净室在正常工作或房间的密闭性受到破坏时（比如开门），空气都能从洁净度高的区域流向洁净度低的区域，使高洁净级别的房间的洁净度不受到低级别房间的空气的污染和干扰。因为这种污染和交叉污染是无形的，被很多人所忽视的，同时这种污染又是非常严重的、不可逆转的，一旦被污染，后患无穷。所以我们把洁净室的空气污染列为仅次于“人的污染”的“第二大污染源”。有人说这种污染可以通过自净来解决，但是自净需要时间，瞬间如果污染到了房间的设备设施、甚至已经污染到了物料，自净是没有任何作用的。所以保证压差控制的必要性显而易见。
《洁净厂房设计规范》GB50073-2013中规定对不痛登记的洁净室之间的差压不小于5Pa，洁净室与非洁净室之间的压差不小于10Pa。
由此因前文所叙述的医药厂房和电子厂房的差异中，我们就更能理解到两种洁净厂房对压差梯度需求的不同，在电子厂房中，更直接的是洁净区与非洁净区的差异，需要保持很好的正压系统，保障洁净室的洁净度和温湿度，但对于医药厂房的小隔间较多的厂房，往往需要从核心区域、高级别区域开始，一步步将各个洁净度界别差异的房间压差梯度调试出来。
必须遵循洁净空调相应的规范及要求《洁净厂房设计规范》、《洁净室施工及验收规范》、《通风与空调施工验收规范》、《医院洁净手术部建筑技术规范》等是洁净方面的主要规范，规范里严格规定了洁净室材料的要求、构造与装饰的要求以及洁净室装饰表面质量要求等。必须充分领会设计意图，严格执行国家关于工程质量管理方面的文件精神，严谨组织施工才能保证质量。
合理安排施工顺序是保证洁净度的基础合理的施工程序原则是：“八个先后”，“六个同时”。即：先清理卫生后安装；先上部吊装后中间安装；先隔断后吊顶；先大设备进场后隔断封闭；先净化安装后工艺安装；内装修先上后下，先内后外；洁净室完成后进行地面处理；先调整后检测。“六个同时”是：设备组织与工程同时进行；辅配件生产与材料组织同时进行；空调管路安装与工艺管路安装同时进行；洁净系统工程与交货空调设备同时进行；洁净系统工程各专业同时试运转、同时调整检测；土建收尾工程与洁净安装部分同时进行。具体施工中，必须保证上道工序的成品、半成品不受损坏，不同专业之间施工交叉作业必须精诚合作，高度统一指挥。装配式洁净系统的施工在各种主干管基本安装完成后，对室内地面、柱、墙、空间进行一次彻底清扫，达到清洁无尘方可开始。其流程分顶棚安装和墙板安装。顶棚安装：现场准备－测量放线－顶棚开洞－支吊架龙骨安装、调整－顶棚安装、做护口安装－风口，灯具底板安装－灯具安装－撕膜、清洁、打胶－空吹、清洁－高效过滤器安装。墙板安装：现场准备－测量放线－墙板龙骨安装－各专业预埋件－门窗、风淋室安装－撕膜、清洁、打胶－空吹清洁－回风百叶、余压阀安装。
洁净风管的制作、搬运、安装是确保洁净度的关键许多施工员在施工中都会注意到洁净系统安装的特殊要求，即：安装部位清洁；系统安装清洁（塑料膜封口）；场地、安装人员着衣干净；选用不产尘的材料；接缝处应严密，防止漏风等。但仍有几点要注意：接缝：不允许管道有横向接缝，纵向接缝也应尽量少，当底边小于等于800mm时，底边也不许有纵向接缝；咬口：应尽量采用联合角或转角咬口，6级以上的洁净风管不得使用按扣式咬口；密封：所有咬口缝、法兰翻边及铆钉处必须涂密封胶防止漏风；各种密封垫严禁表面涂刷涂料；加固筋：不许设在管内；法兰：四角应设螺钉孔，孔距小于100mm，螺钉、螺母、垫片及铆钉均应镀锌；测孔：管径大于500mm的应设清扫及各种测孔；存放：制作完成后用中性清洗液清洗，干燥后用塑料膜封口以待安装；拆封：只允许在安装时拆开管道端口封膜，安装中间停顿时应再封好端口；清洁：风管零部件安装时要清除表面的油污和尘土，并使用不易掉纤维的材料多次擦拭系统内表面；漏风检查：系统安装后，保温前进行漏风检查。（1～5级系统按高压系统风管规定执行，6～9级系统按中压系统风管执行），可以用大于100W的低压照明灯进行漏光检测，低压系统每10米接缝漏光点不大于2处，每100米平均不大于16处为合格；中压系统每10米接缝漏光点不大于1处，每100米平均不大于8处为合格。
对高效过滤器安装的要求安装高效过滤器也是洁净室施工的关键。必须在系统试运转达12小时后再次清洁洁净室，方可现拆高效过滤器包装，外观检查后进行现场检漏（重点检查过滤器边框密封质量），然后做阻力调配。
洁净室的压差控制是保证洁净度的重要条件我国《洁净厂房设计规范》中对洁净室的压差控制有如下规定：洁净室与周围的空间必须维持一定的压差，并按照生产工艺要求决定维持正压或负压差。不同等级的洁净室以及洁净区与非洁净区之间的压差不小于5Pa，洁净区与室外的压差应不小于10Pa。在考虑洁净室的压差控制时，国内外洁净室压差风量的确定，多数是采用房间换气次数来估算的，这就要求设计师和施工员对换气次数的概念要有足够的重视。洁净空调系统的换气次数最少在10次／h以上，甚至高达数百次。实际工程中往往因为建筑物的柱子、梁等凸出结构导致送、回风系统阻力过大，致使换气次数不能符合设计要求。假如采用非单向流的双层壁回风顶送风气流组织形式，这种情况更为明显。
工程验收后，维护工作也要做好洁净室的施工完成后，对洁净室的运行和管理也是非常重要的，要定期检查室内和设备，设备主要是监测，而室内项目除常规的室内顶棚送风天花（或高效送风口）和墙面回风口目测清洁度等必须监测的项目外，更重要的还应包括尘埃粒子数、细菌菌落数、送风风量、室内正（负）压等。日常管理必须保证洁净室正确运行，这样所制造的产品才不至于受到污染。这就要求从人员与材料的入场，到服装的选择、洁净室的规定、洁净室的清洁都必须正确地予以实施。必要时还应对维护人员进行培训。
洁净厂房在施工原则上是共同的，但是在医药厂房和电子厂房的施工中，一定要有侧重点。根据功能需求和结构的差异性，在施工中一定要注意暖通施工的重点，以便于更好的保障业主的功能性需求。
1、 蒋成国 《浅谈暖通空调安装施工中存在的问题》【J】，华南科技，2010
2、 曾志杰，《探析暖通空调安装现状》【J】，科技资讯，2010
3、 贺平等主编，《供热工程 》(第四版),中国建筑工业出版社
4、 孙一坚主编《工业通风 》(第四版)， 中国建筑工业出版社
5、 许仲麟等主编《空气洁净技术原理》，,同济大学出版社
