淺談醫(yī)藥工業(yè)潔凈類廠房智能照明設計與選型

摘 要:結合工程設計實踐，介紹醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房照明系統(tǒng)的總體設計思路，探討工程設計中需關注的照明供電、照度標準、光源及燈具選擇等技術問題，并對門廳、人流入口、生產(chǎn)房間、技術夾層及實驗室等場所的照明設計及節(jié)能措施進行分析。

關鍵詞:醫(yī)藥工業(yè) 潔凈室 照明設計 照明供電 照度標準光源 燈具 節(jié)能

潔凈廠房是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的產(chǎn)物隨著科學技術發(fā)展的日新月異新技術新工藝新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，對生產(chǎn)環(huán)境提出了更高的要求。醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房不僅要對空氣的微粒進行控制，更應對空氣中微生物進行控制，所以其設計有別于其它的潔凈廠房。

醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房相對封閉，基本沒有自然采光，主要依靠人工照明，且生產(chǎn)車間內(nèi)房間分隔大小不一，平面布局復雜，路線曲折，一日照明中斷，將造成人員疏散困難，還會對生產(chǎn)造成損失，因此照明設計的合理與否就顯得尤為重要。合理的照明設計不僅能保證生產(chǎn)過程的正常運轉，而且有利于減少工作人員心理上的壓抑感，有利于提高工作效率，便于事故情況下人員的疏散。

醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房的照明有其自身特點，本文將根據(jù)照明種類、照明供電系統(tǒng)、照度標準、照明光源及燈具幾方面分別作簡要分析。

1.1 照明種類

醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房因內(nèi)部分隔多、人流及物流路線復雜、出人通道迂回，而且有時存在易燃易爆物品或有毒物品，一般設有以下照明種類:

（1）正常照明:所有工作場所設置、在正常情況下使用的照明。

（2）備用照明:用于確保正?；顒永^續(xù)或暫時繼續(xù)進行的應急照明(如有毒、易燃易爆場所，生物安全實驗室等)。

（3）明用保通道被有效地辨認和使用的應急照明(如走廊、技術夾層及生物安全實驗室等)。

其它特殊要求:某些環(huán)境有特殊要求(如滅菌、殺蟲等)，這便需要設置紫外殺菌燈及誘蟲燈等。

1.2 照明供電系統(tǒng)

醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房需要高質(zhì)量的照明，為獲得良好、穩(wěn)定的照明質(zhì)量，重要的是保證供電電源的可靠性和穩(wěn)定性。照明電源的可靠性對 GMP(GoodManufacturing Practice)車間至關重要，照明電源的中斷意味著生產(chǎn)的中斷，這將造成較大的損失。根據(jù) GB 50457-2008《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設計規(guī)范》第 11.1.1條要求，醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房的照明負荷宜由變電所專線供電。照明系統(tǒng)供電應與動力供電分開設置，避免引起照明電源頻繁和較大的波動，增強其供電的可靠性和穩(wěn)定性，設計中應注意此要求。

1.3 照度標準

在無窗的潔凈區(qū)工作時，封閉及無自然光的環(huán)境會使人的生理和心理上產(chǎn)生一種沉悶封閉的感覺，照明設計時應使室內(nèi)空間顯得盡量開闊些，對空間的照度要求應高些。制藥生產(chǎn)房間照度一般300 lx:制藥生產(chǎn)流轉通道考慮到與生產(chǎn)車間的明暗適應問題，其照度值不低于 2001x:一般場所備用照明照度不應低于正常照明照度標準的10%。GB50034-2013《建筑照明設計標準》對相關場所均有具體的照度要求，如表1所示。

表 1 制藥工業(yè)一般照明標準值

 

1.4 照明光源及燈具

1.4.1光源的選擇

醫(yī)藥工業(yè)廠房的照明一般要求照度相對較高但燈具安裝的數(shù)量受到風口數(shù)量和位置條件的限制這就要求在達到相同照度的情況下盡量減少燈具安裝數(shù)量由于熒光燈光效高堯顯色性好光譜接近于自然光壽命長故醫(yī)藥潔凈廠房一般均采用熒光燈作為照明光源。

1.4.2燈具的選擇

潔凈室的照明燈具除滿足照度要求外，還應滿足如下幾點要求:

（1）外部造型簡單、不易積塵、便于擦拭:潔凈室對塵埃及氣流有嚴格的要求，安裝的燈具不應積塵且不應擾亂氣流流型，燈具結構簡單，便于清掃工作和維護操作。

(2)燈具本體及安裝時具有良好的氣密性:潔凈室燈具應具有在頂棚內(nèi)與潔凈室之間建成能隔斷空氣流通的構造，能夠維持潔凈室的空氣潔凈度及壓差。選擇的燈具本體背面周圍應帶密封墊片，其螺栓孔、電源孔亦應帶密封墊片。

(3)行防電理醫(yī)藥工業(yè)廠房的室內(nèi)環(huán)境中許多場合要求采取防靜電設計，防止靜電吸附塵埃而影響環(huán)境空氣潔凈度，故燈具的防靜電處理是十分必要的。

(4)有良好的耐腐蝕性、耐氧化性、易于消毒滅菌:廠房內(nèi)經(jīng)常存在或使用有機溶劑及臭氧等物品。而且出于生產(chǎn)及管理的要求，潔凈室內(nèi)會有定期的清洗、消毒及滅菌，這便要求燈具具有良好的耐腐蝕性并易于消毒滅菌。

(5)能夠有效抑制眩光:醫(yī)藥廠房內(nèi)照度較高，限制眩光對提高工作效率、降低視覺疲勞、保護視覺健康有十分重要的意義。

針對以上特點，建議醫(yī)藥工業(yè)廠房內(nèi)采用密閉型潔凈熒光燈吸頂安裝。下面就工程中所采用的潔凈熒光燈具進行說明(如圖1所示):

圖 1 潔凈熒光燈具

(1)燈具的燈罩采用透明擠出成型面板，并在材料中加人抗UV劑及靜電防止劑:在燈罩的內(nèi)側加人條紋，增加漫反射的效果，從而有效地抑制眩光。是度2.0mm，透光率極住，熱變形系數(shù)小，不易老化。受燈管長期照射也不易變色。不易積灰塵，清潔起來非常方便。

(2)本體背面周圍帶密封墊片，螺栓孔、電源孔帶密封墊片。天花板與燈具之間使用防塵襯套及防塵電源襯套，當器具安裝后能有效防止空氣從安裝孔及電源進線處進人燈具，從而防止灰塵進人潔凈室(區(qū))。

(3)高氣密性的圓弧燈罩設計，不會擾亂氣流。

2.照明設計

醫(yī)藥工業(yè)廠房有固定的用途及要求，其照明設計應在深刻理解其用途及特點的前提下進行設計。首先照明回路設計應根據(jù)防火分區(qū)及工藝分區(qū)分別設置，不應出現(xiàn)跨越防火分區(qū)或工藝分區(qū)的情況;其次應對其房間(場所)環(huán)境進行分析，針對不同環(huán)境采用不同的設計。

2.1門廳照明設計

門廳是工作人員經(jīng)常出入的地方，照明設計應給工作人員創(chuàng)造一種工作氣氛，應以簡潔明快的燈具為主，不宜選擇豪華的裝飾燈具。有條件的場所應盡可能充分利用自然光，并設計照明節(jié)能控制。

醫(yī)藥工業(yè)廠房需采取防止蚊蟲進入工作場所的措施，故門廳一般均設置誘蟲燈，這是區(qū)別于普通建筑內(nèi)門廳的主要特點。室內(nèi)誘蟲燈設計安裝時，應避免光線直射至室外。誘蟲燈應高于門框上沿0.2m以上且距墻及門框不少于0.2m。

其它與GMP生產(chǎn)車間相通的入口處亦應設置誘蟲燈，設置方法與門廳處相同，本文不再贅述。

2.2人流路線入口照明設計

醫(yī)藥工業(yè)廠房平面布局復雜，有人流路線和物流路線之分。人流路線一般經(jīng)過換鞋、更衣、洗手等一系列程序后進入潔凈室(區(qū))。這一出入路線所經(jīng)房間面積較小、燈具少，一般采用同一燈具兼作正常照明與應急照明;又因這一路線上的房間均同時使用。故在一個房間外統(tǒng)一設置照明開關即可。當人流路線入口分男女兩條路線時，可在各自一個專用房間外分別設置開關控制，如圖 2所示。

圖 2 人流路線入口照明設計

2.3生產(chǎn)房間照明設計

生產(chǎn)房間內(nèi)應設有正常照明與備用照明，備用照明可利用房間內(nèi)10%~30%的燈具作為備用照明并兼顧正常照明，不必單獨設置備用照明燈具，潔凈室的照明開關宜設置在門外。

當燈具布置與風口等其它設備發(fā)生沖突時，應與建筑及相關專業(yè)協(xié)調(diào)解決，避免燈具遠離工藝生產(chǎn)設備。

當頂棚密布風機過濾單元FFU時，應采用淚珠式熒光燈，燈具安裝在過濾器的框架下側。

有爆炸危險的房間，照明設計應符合GB 50058-2014《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》的有關規(guī)定。

2.4技術夾層照明設計

技術夾層內(nèi)因布置安裝了大量的設備及管線，所以會有維修管理人員在此維護。大量的設備及管線使得夾層維護路線復雜，一日發(fā)生緊急情況，沒有照明將對人員疏散造成嚴重影響，因此夾層內(nèi)除應設置正常照明外，更應注意應急照明的設置。

夾層照明宜單獨設置照明配電箱，以便于管理及維護。因夾層內(nèi)的照明只有在有人員維護時才使用點亮，故其照明可不用設置強制點亮措施(即無人員維護時即使出現(xiàn)緊急情況也不用點亮)，但其照明配電應引自應急照明配電箱。

為便于維護人員找到夾層出口，應在夾層出口處設置安全出口指示燈。

2.5生物安全實驗室照明設計

生物安全實驗室不同于其它普通實驗室，是從事對人可能產(chǎn)生危害的生物實驗的場所，因此其照明設計是否合理直接影響實驗室的安全性。生物安全實驗室內(nèi)因需經(jīng)常清洗、消毒，故應采用密閉防水型燈具及開關。所選光源應為高顯魚光源，顯色指數(shù)(Ra)應大于80，以利于實驗觀察，保證鑒定正確和不產(chǎn)生疲勞感，便于長時間的工作。另外生物安全實驗室內(nèi)需設置適量固定安裝的紫外線殺菌燈，紫外線殺菌燈的開關應與其它照明燈開關分開設置，并在外觀上有所區(qū)別，用以避免誤操作。生物安全實驗室的入口應設置實驗室工作狀態(tài)的燈光信號，方便實驗室外的人員了解實驗室內(nèi)的工作狀態(tài)，避免實驗時非工作人員進人實驗室內(nèi)。設計時可在實驗室的門口上方設置帶“實驗中”字樣的紅色標志燈，其開關設置在實驗室內(nèi)供實驗人員控制。生物安全實驗室應設置應急照明，為實驗操作人員處理中斷的實驗并進行消毒滅菌、撤離過程服務，且應設置緊急發(fā)光疏散指示標志。

圖3是某二級生物實驗室照明設計示意圖。

圖 3 生物實驗室照明設計示意

2.6應急照明設計

醫(yī)藥工業(yè)廠房是密閉廠房，內(nèi)部分隔多，室內(nèi)人員流動路線復雜，出人通道迂回，為便于事故情況下人員的疏散及火災時能救災滅火，應合理布置消防應急照明、安全出口和疏散指示燈。

應急照明商根據(jù)工藝及建筑專業(yè)提供的蔬放路線進行設計，并應使得疏散路線上的照明合理。當建筑設有專用消防口時應設"紅色應急照明燈，以便于消防人員及時進入建筑進行滅火因醫(yī)藥工業(yè)廠房的樓梯間一般為封閉樓梯間，且樓梯間還通往技術夾層，這便使得樓梯間相對復雜，故應設計應急照明，且應設置用于指示疏散方向的樓層疏散標志燈。廠房內(nèi)的疏散指示燈應采用暗裝型，以防止積塵及物品運輸時磕碰損壞。

3.1合理選擇照度

因醫(yī)藥工業(yè)廠房相對封閉，自然采光較少，主要依靠人工照明，生產(chǎn)車間內(nèi)房間眾多，分隔大小不一，燈具安裝數(shù)量很大，因此，照度的選擇至關重要，關系到是否節(jié)能且能否獲得較高的視覺功效和視覺滿意度。照度過低容易造成疲勞和精神不振，影響工作效率:照度過高則易于產(chǎn)生眩光，體人煩躁難以忍受，同時還造成浪費。確定照度應以人為本，達到適用，經(jīng)濟:在保證規(guī)定的照摩水平且滿足生產(chǎn)工作需要的前提下盡量節(jié)省能源，并應嚴格遵守 GB50034-2013《建筑照明設計標準》確定的標準。

3.2合理選擇節(jié)能光源、燈具及附件

照明設計中應采用效率高、配光合理、壽命長、性能穩(wěn)定的節(jié)能光源和燈具，并按房間的室空比選擇具有合適配光曲線的燈具。采用熒光燈替代普通熒光燈，使用三基色熒光燈代替普通鹵粉熒光燈。熒光燈采用節(jié)能電子鎮(zhèn)流器，燈具功率因數(shù)不應小于0.9

3.3 合理的照明控制

照明控制應考慮醫(yī)藥工業(yè)廠房的體用特點，綜合考慮人流路線、物流路線及生產(chǎn)工藝流程的控制要求。廠房內(nèi)的走廊、樓梯間、門廳等公共場所的照明可采用集中控制，按照廠房的生產(chǎn)市用要求采取分區(qū)，分組控制措施，每個生產(chǎn)間(區(qū)域)獨立控制:對較大生產(chǎn)間，照明控制按生產(chǎn)線設置。當業(yè)主資金充裕時可以考慮智能照明控制系統(tǒng)，根據(jù)生產(chǎn)體用情況有選擇地控制照明器具開啟。

3.4合理的照明控制

照明控制應考慮醫(yī)藥工業(yè)廠房的使用特點，綜合考慮人流路線、物流路線及生產(chǎn)工藝流程的控制要求。

廠房內(nèi)的走廊、樓梯間、門廳等公共場所的照明可采用集中控制。按照廠房的生產(chǎn)使用要求采取分區(qū)、分組控制措施，每個生產(chǎn)間(區(qū)域)獨立控制:對較大生產(chǎn)間，照明控制按生產(chǎn)線設置。當業(yè)主資金充裕時可以考慮智能照明控制系統(tǒng)，根據(jù)生產(chǎn)使用情況有選擇地控制照明器具開啟。

4.1平臺概述

AcrelEMS-BP能效管理系統(tǒng)，集電力監(jiān)控、能源管理、設備運維于一體。平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、氣、冷熱量及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)針對各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產(chǎn)線、班組、重大能耗設備等的能源利用情況等進行能耗統(tǒng)計、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業(yè)加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎數(shù)據(jù)和支持。

安科瑞生物制藥能效管理系統(tǒng)是一個深度集成的自動化平臺，它集成35KV/10KV的10KV/O.4KV電力監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達監(jiān)控系統(tǒng)、能耗管理系統(tǒng)、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、消防設備電源系統(tǒng)、消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)，充電樁管理系統(tǒng)。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數(shù)據(jù)，通過一個平臺即可對制藥廠區(qū)全局的用電和用電安全進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，同時滿足用戶用電可靠、安全、穩(wěn)定、有序的要求。

4.2平臺拓撲圖

4.3平臺子系統(tǒng)

（1）電力監(jiān)控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監(jiān)控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數(shù)和用能情況，可實時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、事故報警及記錄

 

（2）能耗管理系統(tǒng)

建立的能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)，對生物制藥各點位的能源使用、報警等情況進行實時的監(jiān)控。以便生物制藥用戶能夠實時的監(jiān)測各個點位的運作情況，同時能更快速的掌握點位的報警，并為生物制藥削峰填谷、調(diào)整負載等技改措施提供數(shù)據(jù)支撐。

 

（3）馬達監(jiān)控

馬達監(jiān)控實現(xiàn)對管廊電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，實現(xiàn)對電機過載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護、監(jiān)測和報警。在需要的情況下可以設置聯(lián)動控制。

（4）智慧消防

智慧消防云平臺基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術，將分散的火災自動報警設備、電氣火災監(jiān)控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網(wǎng)絡，并對這些設備的狀態(tài)進行智能化感知、識別、定位，實時動態(tài)采集消防信息，通過云平臺進行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學預警火災、網(wǎng)格化管理、落實多元責任監(jiān)管等目標。實現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實現(xiàn)智慧消防“自動化”、“智能化”、“系統(tǒng)化”需求。從火災預防，到火情報警，再到控制聯(lián)動，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺內(nèi)運行，用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現(xiàn)細節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內(nèi)，相關報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關人員。

（5）充電樁管理平臺

充電樁在“源、網(wǎng)、荷、儲、充”信息能源結構中是必*。充電樁應用管理同樣是校園生活服務中必*一部分。

4.4相關平臺部署硬件選型清單

4.4.1電力監(jiān)控及馬達保護系統(tǒng)

 

4.4.2能源管理系統(tǒng)

 

4.4.3智慧消防系統(tǒng)

(1)電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

(2)消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)

(3)防火門監(jiān)控系統(tǒng)

(4)消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)

 

4.4.4充電樁理系統(tǒng)

 

醫(yī)藥工業(yè)廠房的設備眾多、專業(yè)技術復雜、要求嚴格，其設計需要多種專業(yè)協(xié)同配合，是綜合性強的工程設計。照明是它的一個重要組成部分，照明照度的確定、光源和燈具的選擇、燈具的布置與建筑、設備專業(yè)的協(xié)調(diào)都是潔凈廠房照明設計中的重要課題，一個好的醫(yī)藥工業(yè)廠房照明設計做到照度適當、空間明亮，并且合理使用頂棚空間，巧妙布置安裝燈具才能達到美觀、舒適、照度均勻、氣流組織合理，也才能保證醫(yī)藥工業(yè)廠房的潔凈度要求，既節(jié)能又方便維護管理。

 

[1]中國建筑科學研究院.GB50034-2013建筑照明設計標準[S].北京中國建筑工業(yè)出版社2013

[2]中國電子工程設計院GB5073-2013潔凈廠房設計規(guī)范咱S暫. 北京院中國計劃出版社袁 2013.

[3]中國石化集團上海工程有限公司.GB50457 -2008醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設計規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社，2009.

[4]中國建筑科學研究院，江蘇雙樓建設集團有限公司.GB 50346-2011生物安全實驗室建筑技術規(guī)范[S]北京:中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[5]公安部天津消防研究所，公安部四川消防研究所GB50016-2014建筑設計防火規(guī)范[S]. 北京:中國計劃出版社，2014.

[6]陳霖新，等.潔凈廠房的設計與施工「M].北京:化學工業(yè)出版社，2003.

[7]建筑照明設計標準編制組.建筑照設標準實施指南「M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2014.

[8]北京照明學會照明設計專業(yè)委員會.照明設計手冊[M].3版。北京:中國電力出版社，2016.

[9]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版

[10]醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房照明設計.張永林

 

任運業(yè)，男,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。