文章简介：洁净室建造：节能与环保同行
编者按：
在药品、食品、医疗仪器制造业以及生化及细菌培养等工作中，为了提高产品品质及安全性，需要一种特殊的无菌生产空间，即洁净室。
医药制造行业的洁净室除了应该符合建设项目主管部门、药品监督部门、GMP认证部门的要求外，全球的能源紧张以及环境问题也促使洁净室建设中的节能问题被放到了重要的位置。而目前我国的大部分药厂洁净室节能效果差，加大了药品生产成本，并且不可避免地对环境产生了影响。本文主要阐述了洁净室建造中的节能和环保措施，希望对读者有所裨益。
洁净室的温度、湿度和压力应根据产品生产工艺或使用要求确定。其空气洁净度等级的确定也应该依据产品品种、生产工艺或使用要求确定。比如，药品生产用洁净室的控制粒径及洁净度等级通常为0.5微米，ISO7级、8级（10000级、100000级），局部要求ISO5级（100级）；微生物最大允许数为：浮游菌为5/100/500/1000，沉降菌为1/3/10/15等。
洁净室技术是一门综合技术。根据洁净室的不同用途需设置不同的生产工艺及设备、空气净化、通风空调、洁净建筑、电气与照明、消防与安全、高纯物质的供应、环保设施等功能设施，因此各专业技术的密切配合是建造一个好的洁净室的重要条件。另外，某些特殊产品生产工艺还需使用特定的专业技术或装置，如医药工厂洁净室的清洗、消毒、灭菌设施或措施的设置；青霉素等高致敏性药品生产用洁净室建造时的特殊要求和相应的技术措施等。
洁净室还有一个重要的特点，即能量消耗巨大。为达到洁净室要求的空气洁净度等级，洁净室的送风量或循环空气量大，一般空调房间的小时换气次数仅数次，而洁净室是10~600次；有的洁净室为确保生产环境要求，尚需设有必要的局部排风甚至全室排风即直排系统，所以洁净室所需冷（热）量、耗电量均很大，洁净室的能量消耗是一般写字楼的10~30倍，冷量负荷是一般写字楼的5~15倍，甚至更大。
能量消耗的特征
洁净室的能量消耗包括：洁净室中的生产设备用电、用热、用冷，净化空调系统的耗电、耗热和冷负荷，冷冻机组的耗电，排气装置的耗电、耗热，各种高纯物质的制取、输送耗电、耗热和冷负荷，公用设施的用电和照明用电等。洁净室的能量消耗是一般写字楼的10～30倍，如一个大规模集成电路生产用洁净室的电力负荷约数万千瓦；药品生产工厂因药品种类、规模不同，能量消耗各不相同，一般药品洁净室面积3000～5000平方米的电力负荷约为1500～2000千瓦。在各类能量消耗中除生产设备随产品品种、生产工艺不同而不同外，能量消耗总量中比例较大的是冷热源和净化空调系统，如冷冻机的电耗，通常要占总量的15%～35%。
为确保各类洁净室的空气洁净度等级一致，室内各种功能参数稳定，许多洁净室都采用连续运转的方式，通常是昼夜24小时或16小时连续运行。由于洁净室的连续运行，要求供电、供冷、供热等均需按洁净室内的产品生产工艺要求或生产计划的安排进行调度，及时供应各种能源。在各类洁净室的能量消耗中，除产品生产设备和与产品品种关系密切的冷却水、高纯物质、化学品和特种气体等的能量供应随产品品种、生产工艺变化外，在洁净室的能量消耗总量中占有较大比例的是制冷机、净化空调系统的电能、冷（热）能消耗。
节能潜力巨大
洁净室的工程实践和一些统计数据表明，各类洁净室或各个洁净室因各种原因使各个洁净室的能量消耗差异很大，即使是同类产品的洁净室能量消耗也差距较大；各类洁净室中的各种耗能装置的能耗占总能量消耗的比例也是差异不小。虽然因产品品种、生产工艺不同，能耗比例理应有所不同；洁净室所在地区的气象条件不同，能耗量及相应的能耗比例也会有所差异，但是，研究数据表明，同样的药品生产工厂能量消耗可能相差50%～100%，而在这些被消耗的能量中，相当一部分是可以被节约下来的，也就是说，洁净室的节能潜力大有可挖。挖掘洁净室节能潜力，涉及洁净室的平面、立面布置，净化空调系统和相关公用动力设施的合理选择、系统集成及各类节能设备的选择、配置等。
节能与环保同行
减少能量消耗，不只是为了节约能源、减少运行费用，更重要的是减少污染物---温室气体、SOX、NOX的排放量，也就说，节能实际上是保护环境的重要措施。
为降低洁净室的能量消耗，洁净室的规划、设计是十分重要的环节。降低洁净室能量消耗的主要途径是根据所生产的产品生产工艺要求，合理确定洁净室的面积和恰当选择洁净度等级；合理选择净化空调系统形式，准确计算冷负荷和配置节能型设备；选用先进的、能耗低的公用动力系统、设备；合理确定洁净室建筑围护结构，选择好能降低冷（热）损失、气密性好的建材和构造等。在洁净室规划、设计时应考虑的节能措施主要有：
（1）尽量选择大气污染小、产尘量少的场地建厂；厂内布置时洁净室应布置在污染少的场所，注意朝向的安排，加强绿化带的设置等。
（2）洁净室的平面布置应尽量减少洁净室的面积或减少洁净度要求严格的洁净室面积；能不设置在洁净室内的工序、设备应设在非洁净区；恰当的确定各类房间的空气洁净度等级，不应随意提高洁净度要求；组织好人流、物流和安排好辅助用房；与相关专业配合选择好洁净室的形式、空间布置等。
（3）合理确定墙体、顶棚构造及选材，特别注意围护结构的确定及建材选择，门窗的构造及选材；在立面选型、门窗数量的确定注意洁净室的特点，避免大窗、多窗以降低冷量损失。
（4）设法降低冷(热)负荷，降低冷负荷是降低洁净室能耗的有效途径，主要措施有：
利用洁净室的回风；减少洁净室、生产设备的排气量；减少洁净室、净化空调系统的泄漏量；降低洁净室内生产设备的散热量；减少洁净室内的发尘量，降低送风量；合理划分净化空调系统，了解清楚产品生产情况，注意对班次不同、不常开工的工序或设备或房间划分为不同系统；合理选用局部净化/隔离装置/微环境装置，降低整个生产过程/洁净室的冷量消耗；采取措施减少系统阻力；选用能耗低、效率高的风机；加强隔热措施，选用优质隔热材料；采用变风量、变频机等。
（5）提高设备效率，在可能条件下采用热回收装置：采用高效冷冻机、风机、水泵和换热设备；采用高效电气装置（含照明），合理配线；合理配置设备，尽力防止大马拉小车现象；采用回风冷（热）量回收装置、排气冷（热）量利用装置；在合适的条件下采用冷冻机的冷凝热利用装置；生产设备的冷（热）量回收；合理配置公用动力设备，如采用自由冷却系统、冷热电联产等。近年来，隔离装置/微环境技术的应用使得有些微电子工厂、药品生产工厂取得了明显的技术经济效益。
（本文经中国医药工程设计协会审定）
责任编辑：JJSKT
