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      負壓潔凈室設計、施工、調試注意事項

      2020-01-01 09:05:18

      負壓潔凈室

      隨著國內新版GMP規范的頒布,我國越來越重視醫藥的開發。加之近年來SARS的出現,禽流感的爆發,鑒于目前市場的行情,各地的生物實驗室、獸用疫苗生產廠房便迅速地發展起來。本文將介紹生物實驗室、獸用疫苗車間中的負壓潔凈室在設計、施工、調試過程中需要注意的一些事項。 


      1負壓潔凈室簡介 
          目前負壓潔凈室的應用越來越廣泛,大多集中在醫院手術室和病房、制藥廠、生物安全實驗室、動物房等。不同類型、不同用途的負壓潔凈室,工藝布局、生產流程其對潔凈區域的環境要求也各有特點,在滿足通用潔凈室環境要求前提下,如有的需要對高效排風系統進行檢漏;有的需要對潔凈室內沉降菌的含量進行檢測;有的需要對壓差進行特別關注。下面主要針對負壓潔凈室進行介紹,其從設計、施工、調試檢測等負壓潔凈室都要比正壓潔凈室難度要大。 
      1.1 潔凈室的正壓與負壓的概念 
          潔凈室中正壓、負壓是相對于大氣壓而言的(絕 對正、負壓)。簡單而言正壓就是壓力高于大氣壓,負壓就是壓力小于大氣壓。主要是對凈化空調系統的氣流方向和送風、回風、排風控制。如果只是要保證工作環境潔凈,一般用正壓潔凈室,這是潔凈室中見到的最多的情形,如電子廠房、光伏等。如果是要保證工作環境潔凈又不能對周圍環境造成污染,就需要用負壓潔凈室,如滅活疫苗生產車間、動物房等。當然具體情況會相對復雜,有的廠房是既有正壓又有負壓,具體以正壓為主還是以負壓為主,要根據實際情況來配置。 
      1.2負壓潔凈室的特點 
          負壓潔凈室需要的氣流流向不僅要保護產品不受外界污染空氣的干擾,還要保證操作區域內的污染物不會泄露到外界。 
          負壓區域必須形成有序的壓差梯度,根據各房間防毒等級不同,污染物毒性越大的房間負壓絕 對值越高,使每個房間的壓力成階梯排列,以保證這些房間內存在的污染物絕 對不會擴散到潔凈走廊,更不會擴散到外界大氣。這一點對負壓潔凈室的生產安全性是至關重要的。 
          負壓潔凈室的壁板、門窗安裝比較關鍵,因為圍護結構滲露對負壓潔凈室來說是最 大的隱患。如有形的孔洞,安裝時封堵不完全導致滲漏;細小的隙縫,安裝時無法封堵導致的滲漏,都會造成圍護結構密封不完全,100%不滲漏是很困難的。 
          負壓潔凈室壓差梯度的維持比較困難,開門關門,人員進出,設備自身的排氣運行等,都會對壓差產生干擾。 
          負壓潔凈室的排風系統比較重要,要求高的負壓潔凈室,排風機組通常要設計成一用一備的狀態,且要定期對排風機組的高效進行檢漏。 
          負壓潔凈室成“黑洞”效應,最負壓的房間,潔凈度最差,干擾最多。 
      2 設計部分 
      2.1 大面積負壓潔凈室設計采用無柱結構 
          對于負壓潔凈室來說,其土建結構的柱子或鋼結構柱子,是圍護結構泄露的最 大隱患。雖然施工過程中會采用凈化彩鋼板進行包柱處理,但是靠柱子一側根本沒有空間,沒有辦法進行密封處理。像實驗室這樣較小的負壓潔凈室還好,可以通過空間布局排布進行規避處理,像大面積的負壓潔凈廠房,不但柱子比較多而且工藝流程比較復雜,房間的布局不是特別好調整。對于這樣的負壓潔凈室,在設計時最 好采用如汽車站、火車站類似的網架結構屋頂,這樣整個一個大空間將沒有柱子。這樣的無柱結構,既節省出了空間、房間布局美觀又解決了包柱泄露問題。如圖1-1所示:
      負壓潔凈室
      2.2正壓源負壓匯 
          負壓潔凈室由于“黑洞”效應,周圍微小粒子會隨著壓差梯度不斷地向負壓絕 對值最 高的區域吸附,毫無疑問這就是負壓匯,對與這個房間的選擇通常是毒性最 大的房間或者是病毒最容易擴散的房間。 
          正壓源就是在整個負壓區入口的第 一個房間(緩沖間),設計成正壓,潔凈送風,無排風或回風,壓力控制在+10Pa~+15Pa,形成一個正壓源。如此設計,潔凈空氣通過門縫滲透到負壓區,同時隔斷了外界的污染空氣進入負壓區的路徑,負壓區內的病毒也無法通過正壓源(緩沖間)擴散到外界,就像安裝了一個氣閘一樣。如圖1-2 所示:
      負壓潔凈室
      2.3增強滲漏測的潔凈度 
          負壓潔凈室(尤其在靜壓差很大的房間)任何細小的縫隙都會對房間的潔凈度產生較大的影響,會使房間內的懸浮粒子增多。通常的醫藥潔凈廠房的壁板圍護施工,氣密性不是特別好,即使再好的施工質量也會形成很多細小的縫隙,很難完全的密封,要達到100%的不滲漏是非常困難的。 
          如果我們只從圍護結構考慮,致力于不斷提高氣密性,將會花很大的代價。從另一個思路考慮,既然有污染空氣從外部滲透進來,如果增強滲漏測的潔凈度,滲透到負壓區的微小粒子將會減少很多。對與圍護結構來說,吊頂上的區域將是最 大的滲漏源,設計時可以考慮在吊頂區域增加空調自凈系統,將會很有效的控制負壓潔凈室的潔凈度。如圖1-3 所示:
      負壓潔凈室
      2.4 壓差梯度設計、換氣次數 
          負壓潔凈室,壓差梯度設計應當合理,優化平面布局,盡量減少開向普通區域的進口?!耙宦坟摰降住笔巧锇踩刂频囊粭l經典理論,即從換鞋間開始一直到最 高 級別的負壓潔凈室,不斷加大負壓差,可以形成一條有序的負壓梯度,再采用“正壓源”原理,將進入負壓區的第 一個口設計成正壓,可以有效地控制潔凈度。這種情況對與比較小的負壓潔凈室是比較好的,如果負壓區比較大房間比較多,這樣可能會導致級別最在高的房間負壓差非常高,這樣也是不利的。 
          換氣次數設計時要充分考慮余量,當潔凈度滿足不了要求時,在保證壓差梯度的時候,同時加大送風量和排風量,以此沖淡微小顆粒。負壓潔凈室存在漏風、高效過濾器堵塞、送風機組與排風機組要匹配協調等,由于現在大多采用空調自控系統,適量考慮換氣次數余量,可以通過自控系統調節措施滿足工藝要求。 
      2.5 高效排風機組設計 
          排風機組是形成負壓的關鍵因素,重視負壓潔凈室的排風,不僅在于其排風量,而且還在于其除菌的有效性。所以有些對負壓要求特別嚴的潔凈室,排風機組設計時通常為一用一備的狀態;排風機組為了阻止病毒向外滲漏需要設置高效過濾器,按照規范要求必須逐一對高效過濾排風口進行檢漏,因此在設計時一定要考慮檢漏的操作空間,否則到檢測驗收時再來更換,代價就非常大了。如圖1-4所示:
      負壓潔凈室
      3 施工部分 
      3.1 圍護結構 
          負壓潔凈室,圍護結構安裝時一定要重點關注:壁板安裝時馬槽、可調地軌固定好后要與地面間打膠處理,壁板、頂板的拼縫要雙面打膠處理,且在固定圓弧角R條底座前打一次膠,固定好圓弧角R條底座后進行打膠處理,最后安裝圓弧角R條,安裝完成后再次打膠處理,這樣處理后能有效控制縫隙滲漏;回風夾道內部能打膠的地方全部打膠密封處理;潔凈門易選用密閉鋼制門,負壓潔凈室的門最 好是帶門檻,因為掃地條氣密性差,本來就有間隙,如果地面再不平整,漏風量將會很大(門鎖、門鉸鏈、門插銷孔、門固定孔都要用發泡劑進行密封處理);觀察窗易選用成品觀察窗,氣密性比較好;PVC地面或環氧地面與墻板間也要處理好,打膠要牢固、砂漿吸附要緊密。如圖1-5所示:
      負壓潔凈室
      3.2 技術夾層上的施工 
          負壓潔凈室吊頂上技術夾層管線施工時,不能按常規的潔凈室施工方式,頂板上除了必須要開孔的地方開孔,管線的固定、支架的安裝都盡量不要固定在頂板上,小到一顆螺絲眼。施工時盡量固定在龍骨上、吊筋上,避免對頂板完整性的破壞。 
          頂板上所有孔洞進行打膠處理,頂板靠土建墻的邊縫、靠土建結構柱的邊縫用發泡劑進行封堵。 
          技術夾層,要保持清潔,維持滲漏測的潔凈環境,有利于負壓潔凈室的潔凈度。如圖1-6所示:負壓潔凈室
      3.3 負壓潔凈室內的設備密封 
          負壓潔凈室內所有的設備要進行密封處理: 
          大型設備(傳遞窗、滅菌柜、凍干機等):需要在兩個房間之間互通的設備,首先要對設備自身的氣密性進行檢查密封,如設備的外框、設備的門散、設備的把手鎖芯、設備的儀表指示燈等,很多地方都有泄漏點,其次是設備嵌墻安裝的部位要重點關注,做好密封。如圖1-7所示:
      負壓潔凈室
          電氣設備(開關、插座、燈具、煙感探頭等):開關、插座的接線盒最 好采用專用的密閉性接線盒,且穿線接線完畢后將管口進行打膠密封;負壓潔凈區的燈具最 好采用吸頂式安裝方式,減少對頂板的完整性破壞,且吸頂式燈具在進線口處做完密封后將燈具的邊框與頂板間、燈罩與燈具邊框都要打膠密封,密封效果比較好;煙感探頭等底座先打膠,密封后安裝探測器,探測器與底座間再打膠密封。如圖1-8所示:
      負壓潔凈室
          管道設備(進入潔凈區管道、消防箱等):進入潔凈區的管道無需保溫的,裝飾環與壁板間、裝飾環與管道間,做好密封處理;需要保溫的管道,保溫套管易采用成品的保溫套管,密封性能較好;消防箱采購時與現場核對好,盡量少開孔,管道安裝完畢后要把孔洞的間隙進行封堵密封,消防箱也是很大的滲漏源。如圖1-9所示:
      負壓潔凈室
          通風設備(高效過濾器、回風口、排煙口等):這些設備孔洞開的都比較大,壁板開完洞后先做護邊處理之后才能安裝設備,高效箱邊框處需安裝密封墊。設備安裝就位后,且在保溫前(切記)將潔凈室內、吊頂上設備邊框間隙處做好密封處理。如圖1-10所示:
      負壓潔凈室
      3.4 高效過濾器及閥門選擇 
          高效過濾器滲漏是個常談論的話題,對醫藥潔凈室(特別是負壓潔凈室)來說,高效過濾器盡量采用液槽形式的,采用機械式密封保證不滲漏,基本上很難達到。 
          由于負壓潔凈室,因受到的干擾比較多,壓差維持比較困難,在與潔凈室高效送風口、回風口、排風口處的閥門,一定要選擇無級調閥桿形式的閥門,否則壓差將會非常難調,當然更好的可以選用變風量閥、定風量閥。 
      4 調試部分 
      4.1換氣次數的檢測要求 
          對與動物房、獸藥GMP中C級區域換氣次數規范中要求是≥15次即可,但是GMP第三方測試認證時,是要求換氣次數達到≥20次[7],這個還是比較關鍵的,前期施工前就要仔細看圖紙,核算一下換氣次數,確保滿足GMP第三方測試認證的要求。 
      4.2 自帶換氣的設備對調試的影響 
          很多實驗室、動物房的設備都自帶換氣系統,壓差調試時,最 好將這些設備開啟到正常的運行工況,否則當房間整體壓差調平衡后,正常生產時再開啟這些設備的換氣系統,壓差又會受到干擾,超過允許波動的范圍,又要重新調試。 
      4.3 潔凈度粒子分析原因 
          負壓潔凈室在測試潔凈度時,如果5.0μm顆粒不達標準,則表示潔凈室內大顆粒比較多,潔凈清掃做的不到位,還要仔細打掃衛生;如果0.3μm顆粒不達標準,則表示潔凈室內微小粒子比較多,房間可能存在滲漏,要仔細排查滲漏點,進行堵漏。 
      5 結論 
          以上只是對負壓潔凈室在設計、施工、調試過程中遇到的問題略作闡述,希望能夠為相類似的工程建設起到一定的幫助作用,我想隨著科技的發展,新版GMP規范的頒布,潔凈室建設水平的不斷提高,負壓潔凈室的技術將會越來越成熟。




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