第八章制药公用工程设计基础

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•柱网的尺寸是由柱距和跨度组成。•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是根据下列因素确定：•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。生产类别火灾危险性特征甲使用或产生下列物质的生产：丙酮、丁酮、环己酮、甲醇、乙醇等易燃溶剂，闪点＜28℃的液体爆炸下限＜10%的气体常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致迅速自燃或爆炸的物质常温下受到水或空气中水蒸气的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质遇酸、受热、撞击、磨擦、催化以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂。受撞击、磨擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质在密闭设备内操作温度等于或超过物质本身自燃点的生产乙使用或产生下列物质的生产：闪点≥28℃至＜60℃的液体爆炸下限≥10%的气体不属于甲类的氧化剂不属于甲类的化学易燃危险固体助燃气体能与空气形成爆炸性混合物的浮游状态的粉尘、纤维、闪点≥60℃的液体雾滴丙使用或产生下列物质的生产：闪点≥60℃的液体可燃固体丁具有下列情况的生产：1.对非燃烧物质进行加工，并在高热或熔化状态下经常产生强辐射、火花或火焰的生产2.利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行燃烧作其它用的各种生产3.常温下使用或加工非燃烧物质的生产戊常温下使用或加工非燃烧物质的生产•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。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）燃烧性能和耐火极限h构件名称耐火等级一级二级三级四级墙防火墙非燃烧体4.00非燃烧体4.00非燃烧体4.00非燃烧体4.00承重墙、楼梯间电梯井的墙非燃烧体3.00非燃烧体2.50非燃烧体2.50难燃烧体0.50非承重外墙、疏散走道两侧的隔墙非燃烧体1.00非燃烧体1.00非燃烧体0.50难燃烧体0.25房间隔墙非燃烧体0.75非燃烧体0.50难燃烧体0.50难燃烧体0.25柱支承多层的柱非燃烧体3.00非燃烧体2.50非燃烧体2.50难燃烧体0.50支承单层的柱非燃烧体2.50非燃烧体2.00非燃烧体2.00燃烧体梁非燃烧体2.00非燃烧体1.50非燃烧体1.00难燃烧体0.50楼板非燃烧体1.50非燃烧体1.00非燃烧体0.50难燃烧体0.25屋顶承重构件非燃烧体1.50非燃烧体0.50燃烧体燃烧体疏散楼梯非燃烧体1.50非燃烧体1.00非燃烧体1.00燃烧体吊顶（包括吊顶搁栅）非燃烧体0.25难燃烧体0.25难燃烧体0.15燃烧体•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、层数和占地面积生产类别耐火等级最多允许层数防火分区最大允许占地面积，m2单层厂房多层厂房高层厂房厂房的地下室和半地下室甲一级二级除生产必须采用多层者外，宜采用单层4000300030002000————乙一级二级不限6500040004000300020001500——丙一级二级三级不限不限2不限8000300060004000200030002000—500500—丁二级三级四级不限31不限40001000不限2000—4000——1000——戊二级三级四级不限31不限50001500不限3000—6000——1000——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厂房的防火间距耐火等级耐火等级一、二级三级四级二级三级四级101214121416141618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）生产类别耐火等级单层厂房多层厂房高层厂房厂房的地下室、半地下室甲一、二级3025——乙一、二级755030—丙一、二级三级8060604040—30—丁一、二级三级四级不限6050不限50—50——45——戊一、二级三级四级不限10060不限75—75——60——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厂房层数一、二层三层≥四层宽度指标，m/百人0.60.81.0注：①当使用人数少于50人，楼梯、走道和门的最小宽度可适当减小；②本条和以后有关条文中规定的宽度均指净宽度。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