淺談醫藥工業潔凈廠房類智能照明設計與選型

摘 要:結合工程設計實踐，介紹醫藥工業潔凈廠房照明系統的總體設計思路，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、生產房間、技術夾層及實驗室等場所的照明設計及節能措施進行分析。

關鍵詞:醫藥工業 潔凈室 照明設計 照明供電 照度標準光源 燈具 節能

0.引言

潔凈廠房是現代科學技術發展的產物隨著科學技術發展的日新月異新技術新工藝新產品不斷出現，對生產環境提出了更高的要求。醫藥工業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。

醫藥工業潔凈廠房相對封閉，基本沒有自然采光，主要依靠人工照明，且生產車間內房間分隔大小不一，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。

1.照明相關要求

醫藥工業潔凈廠房的照明有其自身特點，本文將根據照明種類、照明供電系統、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

醫藥工業潔凈廠房因內部分隔多、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:用于確保正常活動繼續或暫時繼續進行的應急照明(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

醫藥工業潔凈廠房需要高質量的照明，為獲得良好、穩定的照明質量，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)車間至關重要，照明電源的中斷意味著生產的中斷，這將造成較大的損失。根據 GB 50457-2008《醫藥工業潔凈廠房設計規范》第 11.1.1條要求，醫藥工業潔凈廠房的照明負荷宜由變電所專線供電。照明系統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定性，設計中應注意此要求。

1.3 照度標準

在無窗的潔凈區工作時，封閉及無自然光的環境會使人的生理和心理上產生一種沉悶封閉的感覺，照明設計時應使室內空間顯得盡量開闊些，對空間的照度要求應高些。制藥生產房間照度一般300 lx:制藥生產流轉通道考慮到與生產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

醫藥工業廠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故醫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)行防電理醫藥工業廠房的室內環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:廠房內經常存在或使用有機溶劑及臭氧等物品。而且出于生產及管理的要求，潔凈室內會有定期的清洗、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:醫藥廠房內照度較高，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，建議醫藥工業廠房內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)。

(3)高氣密性的圓弧燈罩設計，不會擾亂氣流。

2.照明設計

醫藥工業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(場所)環境進行分析，針對不同環境采用不同的設計。

2.1門廳照明設計

門廳是工作人員經常出入的地方，照明設計應給工作人員創造一種工作氣氛，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，并設計照明節能控制。

醫藥工業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，這是區別于普通建筑內門廳的主要特點。室內誘蟲燈設計安裝時，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

醫藥工業廠房平面布局復雜，有人流路線和物流路線之分。人流路線一般經過換鞋、更衣、洗手等一系列程序后進入潔凈室(區)。這一出入路線所經房間面積較小、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生產房間照明設計

生產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，潔凈室的照明開關宜設置在門外。

當燈具布置與風口等其它設備發生沖突時，應與建筑及相關專業協調解決，避免燈具遠離工藝生產設備。

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《爆炸危險環境電力裝置設計規范》的有關規定。

2.4技術夾層照明設計

技術夾層內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。生物安全實驗室內因需經常清洗、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(Ra)應大于80，以利于實驗觀察，保證鑒定正確和不產生疲勞感，便于長時間的工作。另外生物安全實驗室內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的燈光信號，方便實驗室外的人員了解實驗室內的工作狀態，避免實驗時非工作人員進人實驗室內。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

醫藥工業廠房是密閉廠房，內部分隔多，室內人員流動路線復雜，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。

   應急照明商根據工藝及建筑專業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藥工業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.照明設計的節能措施

3.1合理選擇照度

因醫藥工業廠房相對封閉，自然采光較少，主要依靠人工照明，生產車間內房間眾多，分隔大小不一，燈具安裝數量很大，因此，照度的選擇至關重要，關系到是否節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，經濟:在保證規定的照摩水平且滿足生產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、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廠房的體用特點，綜合考慮人流路線、物流路線及生產工藝流程的控制要求。廠房內的走廊、樓梯間、門廳等公共場所的照明可采用集中控制，按照廠房的生產市用要求采取分區，分組控制措施，每個生產間(區域)獨立控制:對較大生產間，照明控制按生產線設置。當業主資金充裕時可以考慮智能照明控制系統，根據生產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

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

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

4.安科瑞智能照明控制系統

4.1 概述

ALIBUS智能照明產品采用RS485總線技術，技術成熟可靠，安全穩定。開關驅動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，同時預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業微電網管理云平臺進行數據交換。

4.2 應用場所

適合于各類智能小區、醫院、學校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車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）實時檢測并顯示各個模塊的在線狀態，反饋現場受控回路的開關狀態，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來瀏覽。

（2）當發生模塊離線、網關設備掉線或者狀態反饋和下發控制命令不一致時會發生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

（3）可以對單個照明回路實現開關控制；每個模塊、樓層都有相應的模塊控制開關和樓層控制開關，也可以一個模塊或者整個樓層實現開關控制。

（4）開關驅動器支持過零觸發功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時進行；可有效減少電磁干擾以及對電網的沖擊，延長燈具與控制裝置的壽命。

（5）對每個照明回路可以預設掉電狀態，當照明電源掉電時，開關驅動器會自動切換到預設的掉電狀態；確保重新上電時燈具的開關狀態是確定與可控的。

（6）拖動調光控件，照明設備從0%到100%進行調光，可以對單個照明回路實現調光控制，調光總控可以對一個模塊的照明回路實現調光控制，也可以對多個照明回路實現調光控制，通過圖標的亮滅狀態反饋現場開關的狀態。

（7）點擊場景控件，打開或者關閉對應場景設置，軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標的亮滅顯示對應的場景狀態是打開還是關閉。

（8）設置定時時間，確認時間點后，對該事件點執行的動作進行設置，設置燈在設定的時間點亮或者滅。

（9）系統可以通過預設的當地經緯度信息，自動計算每天的日升日落時間；根據天文時鐘控制照明開關，實現日落開燈、日出關燈的功能。

（10）所有定時控制計劃均可下發保存至驅動模塊；當上位機系統故障或模塊離線時，驅動模塊可以利用自帶的RTC時鐘維持定時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結構；系統內各元件不依賴于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過程序的設定實現功能的多樣性。

（12）預留BA或第三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

4.5技術參數

5.結語

醫藥工業廠房的設備眾多、專業技術復雜、要求嚴格，其設計需要多種專業協同配合，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、設備專業的協調都是潔凈廠房照明設計中的重要課題，一個好的醫藥工業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，也才能保證醫藥工業廠房的潔凈度要求，既節能又方便維護管理。

參考文獻

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

[2]中國電子工程設計院GB5073-2013潔凈廠房設計規范咱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醫藥工業潔凈廠房設計規范[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范[S]北京:中國建筑工業出版社，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.潔凈廠房的設計與施工「M].北京:化學工業出版社，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:中國建筑工業出版社，2014.

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

[9]安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.05版

[10]醫藥工業潔凈廠房照明設計.張永林