淺談醫藥工業(yè)潔凈廠(chǎng)房類(lèi)智能照明設計與選型

淺談醫藥工業(yè)潔凈廠(chǎng)房類(lèi)智能照明設計與選型

摘 要:結合工程設計實(shí)踐，介紹醫藥工業(yè)潔凈廠(chǎng)房照明系統的總體設計思路，探討工程設計中需關(guān)注的照明供電、照度標準、光源及燈具選擇等技術(shù)問(wèn)題，并對門(mén)廳、人流入口、生產(chǎn)房間、技術(shù)夾層及實(shí)驗室等場(chǎng)所的照明設計及節能措施進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞:醫藥工業(yè) 潔凈室 照明設計 照明供電 照度標準光源 燈具 節能

0.引言

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

醫藥工業(yè)潔凈廠(chǎng)房相對封閉，基本沒(méi)有自然采光，主要依靠人工照明，且生產(chǎn)車(chē)間內房間分隔大小不一，平面布局復雜，路線(xiàn)曲折，一日照明中斷，將造成人員疏散困難，還會(huì )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(guò)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。

1.照明相關(guān)要求

醫藥工業(yè)潔凈廠(chǎng)房的照明有其自身特點(diǎn)，本文將根據照明種類(lèi)、照明供電系統、照度標準、照明光源及燈具幾方面分別作簡(jiǎn)要分析。

1.1 照明種類(lèi)

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

（1）正常照明:所有工作場(chǎng)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?dòng)繼續或暫時(shí)繼續進(jìn)行的應急照明(如有毒、易燃易爆場(chǎng)所，生物安全實(shí)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(shù)夾層及生物安全實(shí)驗室等)。

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

1.2 照明供電系統

醫藥工業(yè)潔凈廠(chǎng)房需要高質(zhì)量的照明，為獲得良好、穩定的照明質(zhì)量，重要的是保證供電電源的可靠性和穩定性。照明電源的可靠性對 GMP(GoodManufacturing Practice)車(chē)間至關(guān)重要，照明電源的中斷意味著(zhù)生產(chǎn)的中斷，這將造成較大的損失。根據 GB 50457-2008《醫藥工業(yè)潔凈廠(chǎng)房設計規范》第 11.1.1條要求，醫藥工業(yè)潔凈廠(chǎng)房的照明負荷宜由變電所專(zhuān)線(xiàn)供電。照明系統供電應與動(dòng)力供電分開(kāi)設置，避免引起照明電源頻繁和較大的波動(dòng)，增強其供電的可靠性和穩定性，設計中應注意此要求。

1.3 照度標準

在無(wú)窗的潔凈區工作時(shí)，封閉及無(wú)自然光的環(huán)境會(huì )使人的生理和心理上產(chǎn)生一種沉悶封閉的感覺(jué)，照明設計時(shí)應使室內空間顯得盡量開(kāi)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(chē)間的明暗適應問(wèn)題，其照度值不低于 2001x:一般場(chǎng)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(guān)場(chǎng)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

醫藥工業(yè)廠(chǎng)房的照明一般要求照度相對較高但燈具安裝的數量受到風(fēng)口數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(cháng)故醫藥潔凈廠(chǎng)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(mǎn)足照度要求外，還應滿(mǎn)足如下幾點(diǎn)要求:

（1）外部造型簡(jiǎn)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(jiǎn)單，便于清掃工作和維護操作。

(2)燈具本體及安裝時(shí)具有良好的氣密性:潔凈室燈具應具有在頂棚內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?chē)鷳獛芊鈮|片，其螺栓孔、電源孔亦應帶密封墊片。

(3)行防電理醫藥工業(yè)廠(chǎng)房的室內環(huán)境中許多場(chǎng)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(chǎng)房?jì)冉?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，潔凈室內會(huì )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:醫藥廠(chǎng)房?jì)日斩容^高，限制眩光對提高工作效率、降低視覺(jué)疲勞、保護視覺(jué)健康有十分重要的意義。

針對以上特點(diǎn)，建議醫藥工業(yè)廠(chǎng)房?jì)炔捎妹荛]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(jìn)行說(shuō)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，熱變形系數小，不易老化。受燈管長(cháng)期照射也不易變色。不易積灰塵，清潔起來(lái)非常方便。

(2)本體背面周?chē)鷰芊鈮|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(jìn)線(xiàn)處進(jìn)人燈具，從而防止灰塵進(jìn)人潔凈室(區)。

(3)高氣密性的圓弧燈罩設計，不會(huì )擾亂氣流。

2.照明設計

醫藥工業(yè)廠(chǎng)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(diǎn)的前提下進(jìn)行設計。首先照明回路設計應根據防火分區及工藝分區分別設置，不應出現跨越防火分區或工藝分區的情況;其次應對其房間(場(chǎng)所)環(huán)境進(jìn)行分析，針對不同環(huán)境采用不同的設計。

2.1門(mén)廳照明設計

門(mén)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(jiǎn)潔明快的燈具為主，不宜選擇豪華的裝飾燈具。有條件的場(chǎng)所應盡可能充分利用自然光，并設計照明節能控制。

醫藥工業(yè)廠(chǎng)房需采取防止蚊蟲(chóng)進(jìn)入工作場(chǎng)所的措施，故門(mén)廳一般均設置誘蟲(chóng)燈，這是區別于普通建筑內門(mén)廳的主要特點(diǎn)。室內誘蟲(chóng)燈設計安裝時(shí)，應避免光線(xiàn)直射至室外。誘蟲(chóng)燈應高于門(mén)框上沿0.2m以上且距墻及門(mén)框不少于0.2m。

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

2.2人流路線(xiàn)入口照明設計

醫藥工業(yè)廠(chǎng)房平面布局復雜，有人流路線(xiàn)和物流路線(xiàn)之分。人流路線(xiàn)一般經(jīng)過(guò)換鞋、更衣、洗手等一系列程序后進(jìn)入潔凈室(區)。這一出入路線(xiàn)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(xiàn)上的房間均同時(shí)使用。故在一個(gè)房間外統一設置照明開(kāi)關(guān)即可。當人流路線(xiàn)入口分男女兩條路線(xiàn)時(shí)，可在各自一個(gè)專(zhuān)用房間外分別設置開(kāi)關(guān)控制，如圖 2所示。 

圖 2 人流路線(xiàn)入口照明設計

2.3生產(chǎn)房間照明設計

生產(chǎn)房間內應設有正常照明與備用照明，備用照明可利用房間內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(kāi)關(guān)宜設置在門(mén)外。

當燈具布置與風(fēng)口等其它設備發(fā)生沖突時(shí)，應與建筑及相關(guān)專(zhuān)業(yè)協(xié)調解決，避免燈具遠離工藝生產(chǎn)設備。

當頂棚密布風(fēng)機過(guò)濾單元FFU時(shí)，應采用淚珠式熒光燈，燈具安裝在過(guò)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)境電力裝置設計規范》的有關(guān)規定。

2.4技術(shù)夾層照明設計

技術(shù)夾層內因布置安裝了大量的設備及管線(xiàn)，所以會(huì )有維修管理人員在此維護。大量的設備及管線(xiàn)使得夾層維護路線(xiàn)復雜，一日發(fā)生緊急情況，沒(méi)有照明將對人員疏散造成嚴重影響，因此夾層內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。因夾層內的照明只有在有人員維護時(shí)才使用點(diǎn)亮，故其照明可不用設置強制點(diǎn)亮措施(即無(wú)人員維護時(shí)即使出現緊急情況也不用點(diǎn)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(shí)驗室照明設計

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

圖3是某二級生物實(shí)驗室照明設計示意圖。

圖 3 生物實(shí)驗室照明設計示意

2.6應急照明設計

醫藥工業(yè)廠(chǎng)房是密閉廠(chǎng)房，內部分隔多，室內人員流動(dòng)路線(xiàn)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(shí)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。

   應急照明商根據工藝及建筑專(zhuān)業(yè)提供的蔬放路線(xiàn)進(jìn)行設計，并應使得疏散路線(xiàn)上的照明合理。當建筑設有專(zhuān)用消防口時(shí)應設"紅色應急照明燈，以便于消防人員及時(shí)進(jìn)入建筑進(jìn)行滅火因醫藥工業(yè)廠(chǎng)房的樓梯間一般為封閉樓梯間，且樓梯間還通往技術(shù)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(chǎng)房?jì)鹊氖枭⒅甘緹魬捎冒笛b型，以防止積塵及物品運輸時(shí)磕碰損壞。

3.照明設計的節能措施

3.1合理選擇照度

因醫藥工業(yè)廠(chǎng)房相對封閉，自然采光較少，主要依靠人工照明，生產(chǎn)車(chē)間內房間眾多，分隔大小不一，燈具安裝數量很大，因此，照度的選擇至關(guān)重要，關(guān)系到是否節能且能否獲得較高的視覺(jué)功效和視覺(jué)滿(mǎn)意度。照度過(guò)低容易造成疲勞和精神不振，影響工作效率:照度過(guò)高則易于產(chǎn)生眩光，體人煩躁難以忍受，同時(shí)還造成浪費。確定照度應以人為本，達到適用，經(jīng)濟:在保證規定的照摩水平且滿(mǎn)足生產(chǎn)工作需要的前提下盡量節省能源，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(cháng)、性能穩定的節能光源和燈具，并按房間的室空比選擇具有合適配光曲線(xiàn)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。熒光燈采用節能電子鎮流器，燈具功率因數不應小于0.9

3.3 合理的照明控制

照明控制應考慮醫藥工業(yè)廠(chǎng)房的體用特點(diǎn)，綜合考慮人流路線(xiàn)、物流路線(xiàn)及生產(chǎn)工藝流程的控制要求。廠(chǎng)房?jì)鹊淖呃?、樓梯間、門(mén)廳等公共場(chǎng)所的照明可采用集中控制，按照廠(chǎng)房的生產(chǎn)市用要求采取分區，分組控制措施，每個(gè)生產(chǎn)間(區域)獨立控制:對較大生產(chǎn)間，照明控制按生產(chǎn)線(xiàn)設置。當業(yè)主資金充裕時(shí)可以考慮智能照明控制系統，根據生產(chǎn)體用情況有選擇地控制照明器具開(kāi)啟。

3.4合理的照明控制

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

廠(chǎng)房?jì)鹊淖呃?、樓梯間、門(mén)廳等公共場(chǎng)所的照明可采用集中控制。按照廠(chǎng)房的生產(chǎn)使用要求采取分區、分組控制措施，每個(gè)生產(chǎn)間(區域)獨立控制:對較大生產(chǎn)間，照明控制按生產(chǎn)線(xiàn)設置。當業(yè)主資金充裕時(shí)可以考慮智能照明控制系統，根據生產(chǎn)使用情況有選擇地控制照明器具開(kāi)啟。

4.安科瑞智能照明控制系統

4.1 概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線(xiàn)技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩定。開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器具備獨立工作的能力，適用于一些中小型的項目；模塊化設計，可以任意拼接擴展，同時(shí)預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿(mǎn)足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進(jìn)行數據交換。

4.2 應用場(chǎng)所

適合于各類(lèi)智能小區、醫院、學(xué)校、酒店，以及體育場(chǎng)所、機場(chǎng)、隧道、車(chē)站等大型公建項目的照明控制需求。

4.3 系統結構

4.4系統功能

（1）實(shí)時(shí)檢測并顯示各個(gè)模塊的在線(xiàn)狀態(tài)，反饋現場(chǎng)受控回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來(lái)瀏覽。

（2）當發(fā)生模塊離線(xiàn)、網(wǎng)關(guān)設備掉線(xiàn)或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會(huì )發(fā)生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

（3）可以對單個(gè)照明回路實(shí)現開(kāi)關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應的模塊控制開(kāi)關(guān)和樓層控制開(kāi)關(guān)，也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現開(kāi)關(guān)控制。

（4）開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器支持過(guò)零觸發(fā)功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過(guò)零時(shí)進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)的沖擊，延長(cháng)燈具與控制裝置的壽命。

（5）對每個(gè)照明回路可以預設掉電狀態(tài)，當照明電源掉電時(shí)，開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器會(huì )自動(dòng)切換到預設的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開(kāi)關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

（6）拖動(dòng)調光控件，照明設備從0%到100%進(jìn)行調光，可以對單個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，調光總控可以對一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現調光控制，也可以對多個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，通過(guò)圖標的亮滅狀態(tài)反饋現場(chǎng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。

（7）點(diǎn)擊場(chǎng)景控件，打開(kāi)或者關(guān)閉對應場(chǎng)景設置，軟件界面上顯示不同的場(chǎng)景模式和場(chǎng)景功能，通過(guò)圖標的亮滅顯示對應的場(chǎng)景狀態(tài)是打開(kāi)還是關(guān)閉。

（8）設置定時(shí)時(shí)間，確認時(shí)間點(diǎn)后，對該事件點(diǎn)執行的動(dòng)作進(jìn)行設置，設置燈在設定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。

（9）系統可以通過(guò)預設的當地經(jīng)緯度信息，自動(dòng)計算每天的日升日落時(shí)間；根據天文時(shí)鐘控制照明開(kāi)關(guān)，實(shí)現日落開(kāi)燈、日出關(guān)燈的功能。

（10）所有定時(shí)控制計劃均可下發(fā)保存至驅動(dòng)模塊；當上位機系統故障或模塊離線(xiàn)時(shí)，驅動(dòng)模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計劃的正常執行，不影響日常的照明控制效果。

（11）系統結構是分布式總線(xiàn)結構；系統內各元件不依賴(lài)于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過(guò)程序的設定實(shí)現功能的多樣性。

（12）預留BA或第三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

4.5技術(shù)參數

5.結語(yǔ)

醫藥工業(yè)廠(chǎng)房的設備眾多、專(zhuān)業(yè)技術(shù)復雜、要求嚴格，其設計需要多種專(zhuān)業(yè)協(xié)同配合，是綜合性強的工程設計。照明是它的一個(gè)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(zhuān)業(yè)的協(xié)調都是潔凈廠(chǎng)房照明設計中的重要課題，一個(gè)好的醫藥工業(yè)廠(chǎng)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(guān)、舒適、照度均勻、氣流組織合理，也才能保證醫藥工業(yè)廠(chǎng)房的潔凈度要求，既節能又方便維護管理。

參考文獻

[1]中國建筑科學(xué)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(chǎng)房設計規范咱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醫藥工業(yè)潔凈廠(chǎng)房設計規范[S].北京:中國計劃出版社，2009.

[4]中國建筑科學(xué)研究院，江蘇雙樓建設集團有限公司.GB 50346-2011生物安全實(shí)驗室建筑技術(shù)規范[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建筑設計防火規范[S]. 北京:中國計劃出版社，2014.

[6]陳霖新，等.潔凈廠(chǎng)房的設計與施工「M].北京:化學(xué)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(shí)施指南「M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2014.

[8]北京照明學(xué)會(huì )照明設計專(zhuān)業(yè)委員會(huì ).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]醫藥工業(yè)潔凈廠(chǎng)房照明設計.張永林