制药公用工程设计基础.doc

第八章制药公用工程设计基础第一节工业建筑概论和安全防火•一工业厂房结构分类和基本组件• 1.工业厂房结构分类•工业厂房的结构按构成材料分主要有：混凝土框架结构、全钢框架结构、半钢框架结构等，•按层数分类有单层、双层和多层结构.•⑴单层厂房•这类厂房主要用于重型机械制造工业、冶金工业、纺织工业、药物制剂工业等;•单层厂房具有占地面积多、建筑物空间高大、屋面保温、隔热、防水、排水面积大和天窗构造较复杂等特点.⑵双层厂房•这类厂房主要用于机械制造工业、药物制剂工业等•⑶多层厂房•这类厂房广泛用于原料药工业、食品工业、电子工业、化学工业、精密仪器工业等;•多层厂房比单层厂房占地少，单位建筑面积上的外围护结构的面积比单层厂房减少1/2～1/5，可以降低采暖费用和减少有隔热措施的屋顶的面积；•节约用地、节约能所源和降低造价；地基土石方工程量相应也较少。

2.工业厂房的基本组件•一般是由基础、墙或柱、楼板层及地坪、楼梯、屋顶和门窗等六大部分所组成。

•（1）基础•基础是位于建筑物最下部的承重物件，承受着建筑物的全部荷载，并将这些荷载传给地基。

•（2）墙•要求墙体具有足够的强度、稳定性、保温、隔热、隔声、放火、防水等能力以及具有经济性和耐久性。

•（3）柱•柱是框架或排架结构的主要承重构件。

•（4）地坪•作为地坪则要求具有耐磨、防潮、防水和保温的能力•一般有水泥沙浆地面、水磨石地面、环氧自流平地面等。

•（5）楼梯•（6）门与窗•除上述基本组成的构件外，还包含许多特有的构件和配件，如工业建筑则有吊车梁、托架、天窗架等构、配件。

二、工业厂房的结构尺寸•（一）柱网尺寸的确定•柱网的尺寸时由柱距和跨度组成。

•柱距指的是相邻两柱之间的距离。

•跨度系指屋架或屋面梁的跨度。

•柱距和跨度尺寸必须符合国家规范《厂房建筑模数协调标准》（GBT6-86）的有关规定。

•⑴跨度尺寸的确定•跨度尺寸主要时根据下列因素确定：•①生产工艺中生产设备的大小及布置方式。

•②车间内部通道的宽度。

•③满足《厂房建筑模数协调标准》的要求。

⑵柱距尺寸的确定•我国单层工业厂房设计主要采用装配式钢筋混凝土结构体系，其基本柱距是6米。

•（二）厂房高度的确定•确定厂房高度时，应在满足生产要求的前提下充分利用空间，使柱顶标高降低。

•对于洁净厂房而言，不论是多层或单层, 其室内地面的标高应高出室外地坪0.5—1.5m 。

三、原料药和制剂厂房对安全防火、卫生的特殊要求•（一）原料药和制剂厂房对安全防火特殊要求••根据我国建筑设计防火规范等的规定，生产火灾危险分为五大类，见表8-1生产的火灾危险性分类•耐火等级是以建筑构件的耐火极限和燃烧性能两因素确定的•构件的耐火极限是指建筑构件在规定的耐火试验条件下，能经受火灾考验的最大限度，用小时表示。

•对于原料药的化学合成过程等生产用厂房，其建筑物采用一、二级耐火等级；对于原料药的结晶精制和干燥等工序、医药制剂生产用洁净厂房的耐火等级要求不低于二级，•测定耐火极限的方法一般按以下三种情况进行测定：•从构件受到火灾的作用开始到构件失去支持能力为止的这段时间叫耐火极限，例如木制构件即可按这种状态进行测定。

•从构件受到火的作用起到出现穿透性裂缝为止的这段时间叫耐火极限，如砖石构件、混凝土构件的耐火极限即按此法进行测定。

•从构件受到火的作用起到构件背面温度升高到220¡æ为止的这段时间叫耐火极限，例如金属构件即按此法进行测定。

构件的燃烧性能被分为三类•第一类为非燃烧体：指用非燃烧材料做成的构件，如石材、金属材料等。

•第二类为燃烧体：指用容易燃烧的材料做的构件，如木材等。

•第三类为难燃烧体：指用不易燃烧的材料做成的构件，或者用燃烧材料做成，但用非燃烧材料作为保护层的构件。

例如沥青混凝土构件，木板条抹灰的构件均属于难燃烧体。

•一般地，建筑物的耐火等级分为四级，各级建筑物构件的耐火极限和燃烧性能均不应低于表8-2的规定（另有规定者除外）•生产安全防火不但对各类厂房的耐火等级给出要求，而且对厂房的层数和占地面积有所限制，并且应符合表8-3。

•表8-3 厂房的耐火等级、层数和占地面积防火安全间距•除了厂房自身的防火外，厂房之间的防火安全间距亦非常重要。

•厂房之间的防火安全间距不应小于表8-4的规定，建筑设计防火规范（GBJ16-87）另有规定者除外。

•厂区围墙与厂内建筑的间距不宜小于5m。

•表8-4 厂房的防火间距防爆•有爆炸危险的甲、乙类厂房宜独立设置，最好采用敞开或半敞开式的厂房；•应设置必要的泄压设施，泄压设施宜采用轻质屋盖作为泄压面积，易于泄压的门、窗、轻质墙体也可作为泄压面积。

作为泄压面积的轻质屋盖和轻质墙体的每平方米重量不宜超过120kg。

•泄压面积与厂房体积的比值（m2/m3）宜采用0.05~0.22。

•对于散发较空气轻的可燃气体、可燃蒸汽的甲类厂房，宜采用全部或局部轻质屋盖作为泄压设施。

•有爆炸危险的甲、乙类生产部门，宜设在单层厂房靠外墙或多层厂房的最上一层靠外墙处。

•有爆炸危险的甲、乙类生产厂房内不应设置办公室、休息室，如必须贴邻本厂房设置时，应采用一、二级耐火极限不低于3h的非燃烧体防护墙隔开和设置直通室外或疏散楼梯的安全出口。

•有爆炸危险的设备应尽量避开厂房的梁、柱等承重布置。

•有爆炸危险的甲、乙类厂房总控制室应独立设置；其分控制室可毗邻外墙设置，并应用耐火极限不低于3h的非燃烧体墙与其他部分隔开。

•使用和生产甲、乙、丙类液体的厂房管、沟不应和相邻厂房的管、沟相通，该厂房的下水道应设有隔油设施。

安全疏散•安全疏散的要求：•⑴厂房安全出口的数目不应少于2个；且洁净厂房每一生产层、每一防火分区或每一洁净区的安全出口的数量，均不应少于2个安全出口，且应分散均匀布置，从生产地点至安全出口不得经过曲折的人员净化路线。

但符合下列要求的可设1个：•①洁净生产厂房中，甲、乙类生产厂房每层的总建筑面积不超过50平方米，且同一时间内的生产人员总数不超过5人；•②丙类厂房，每层面积不超过250m2且同一时间的生产人数不超过20人；丁、戊类类厂房，每层面积不超过400m2且同一时间的生产人数不超过30人。

•⑵厂房的地下室、半地下室的安全出口的数目不应少于两个，但面积不超过50m2且人数不超过10人可设一个。

地下室、半地下室如用防火墙隔成几个防火分区时，每个防火分区可利用防火墙上通向相邻分区的防火门作为第二安全出口，但每个防火区必须有一个直通室外的安全出口•⑶厂房内最远工作点到外部出口或楼梯的距离，不应超过表8-5的规定。

表8-5 厂房安全疏散距离（m）•⑷厂房每层的疏散楼梯、走道、门的各自总宽度应按表8-6的规定计算。

•楼梯最小宽度不宜小于1.1m。

底层外门的总宽度应按该层或该层以上人数最多的一层人数计算，但疏散门的最小宽度不宜小于0.9m；疏散走道宽度不宜小于1.4m。

•表8-6 厂房疏散楼梯、走道和门的高度指标•⑸甲、乙、丙类厂房和高层厂房的分散楼梯应采用封闭楼梯间，高度超过32m的且每层人数超过10人的高层厂房宜采用防烟楼梯间或室外楼梯。

•⑹高度超过32m的设有电梯的高层厂房，每个防火分区内应设一台消防电梯（可与客、货梯兼用），并应符合下列条件：•①消防电梯间应设前室，其面积不应小于6m2，与防烟楼梯间合用的前室，其面积不应小于10m2。

•②消防电梯的前室宜靠外墙，在底层应设直通室外的出口，或经过长度不超过30m的通道通向室外。

•③消防电梯井、机房与相邻电梯井、机房之间应采用耐火极限不低于2.5h的墙隔开，如在隔墙上开门时，应设甲级防火门。

•④消防电梯前室应采用乙级防火门或防火卷帘，消防电梯的井底应设排水设施。

•⑤消防电梯应设电话和消防对专用的操纵按钮。

•⑺洁净厂房同一层的外墙应设有同往洁净区的门窗或专用消防口，以方便消防人员的进入及扑救。

•（二）原料药和制剂厂房对安全卫生特殊要求•详见GMP章节四、土建设计条件•工艺专业向土建专业提供的土建设计条件由文字数据资料和条件图组成•1、文字资料•（1）药厂的发展远景、永久性设施、暂时性设施。

•（2）药厂生产规模，产品（式中间产品）品种及规格。

•（3）各设备荷重情况。

•（4）各楼层、各操作检修平台的荷重、检修荷重、检修件最大尺寸及特殊防腐要求。

•（5）管道支架的单位荷重及对支架的要求。

•（6）防腐要求，需防水、防震、放火、隔音等特殊要求。

•（7）提供车间劳动定员、工作制度、最大班人员数，男、女劳动定员的比例，对生活福利设施的要求。

2、条件图主要生产工艺配置图及土建基础条件图，必要时提供工艺流程图。

工艺配置及土建基础条件图主要内容：•（1）各楼层的工艺平面配置图、车间剖面图。

•（2）设备定位尺寸及设备间的关系尺寸。

•（3）设备明细表。

•（4）设备和设备基础外形尺寸，配置标高。

•（5）坑槽的位置、大小、标高。

•（6）地面污水收集、集水坑，地沟的位置、走向、坡度。

•（7）检修、安装大门的位置、尺寸、吊装孔的位置。

•（8）吊车类型，轨道标高、活动范围。

•（9）堆放物料的名称、位置范围及荷重。

•（10）设备、管道支架位置、高度及其操作平台大小。

•（11）设备基础尺寸，地脚螺栓的位置、规格、数量、伸露长度的预留孔形式的，•（12）要求提供孔的规格、深度、数量及防腐要求。

•（13）设备及φ500mm以上的管道穿过楼板或者操作台的预留孔、尺寸及要求。

•（14）分工段提出地面污水的浓度、成分、pH值及地面防腐蚀要求。

•（15）起重设备的类型、数量、起重量、跨距、活动范围，工作制度，操纵室的出入口位置。

隔壁、楼板、平台等的预留孔位置、规格。

第二节公用系统•制药工业生产公用系统与化工等过程工业类似，包括供排水、供气和供热、强电和弱电、制冷以及通风和采暖等系统。

五、采暖通风（一）非洁净厂房的通风采暖•1、通风•对于在工艺上无恒温恒湿要求的，均可采用自然通风。

自然通风的设计原则：•对于多层防爆车间，通过屋面集中排风，结合墙面气动窗的开启来实现事故排风，该防爆排风系统由“三级排风”组成•第一级排风量是在车间中最容易泄露的设备附近，最容易有害气体积聚的地方设置排风点，以尽量避免有害气体的扩散•第二级排风，即对整个车间进行全面排风，在屋面上设置一台大风量防爆离心风机对车间空气进行稀释，排风口直接设在屋面气楼侧墙上，进风靠外墙上设置的进风百叶窗；•第三级排风也即紧急情况事故排风，由多台大风量防爆离心风机来承担，进风靠设在外墙上气动窗的开启来实现。

•在热水或蒸汽采暖系统，应根据不同情况，装设必要的排气、泄水和疏水装置。

2、空气的热湿处理•为将一定的送风状态参数的空气送入空调房间，需对空气进行热湿处理，如夏季需冷却减湿，冬季需加热加湿处理等。

•（1）表面式空气处理•加热剂或冷却剂通过散热器对空气进行冷热交换的方法称为表面式空气处理。