淺談醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房類智能照明設(shè)計與選型

摘 要:結(jié)合工程設(shè)計實(shí)踐，介紹醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房照明系統(tǒng)的總體設(shè)計思路，探討工程設(shè)計中需關(guān)注的照明供電、照度標(biāo)準(zhǔn)、光源及燈具選擇等技術(shù)問題，并對門廳、人流入口、生產(chǎn)房間、技術(shù)夾層及實(shí)驗(yàn)室等場所的照明設(shè)計及節(jié)能措施進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞:醫(yī)藥工業(yè) 潔凈室 照明設(shè)計 照明供電 照度標(biāo)準(zhǔn)光源 燈具 節(jié)能

0.引言

潔凈廠房是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物隨著科學(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(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(jìn)行控制，更應(yīng)對空氣中微生物進(jìn)行控制，所以其設(shè)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(fù)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(shè)計的合理與否就顯得尤為重要。合理的照明設(shè)計不僅能保證生產(chǎn)過程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，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(yī)藥工業(yè)潔凈廠房的照明有其自身特點(diǎn)，本文將根據(jù)照明種類、照明供電系統(tǒng)、照度標(biāo)準(zhǔn)、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(fù)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(shè)有以下照明種類:

（1）正常照明:所有工作場所設(shè)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(jìn)行的應(yīng)急照明(如有毒、易燃易爆場所，生物安全實(shí)驗(yàn)室等)。

（3）明用保通道被有效地辨認(rèn)和使用的應(yīng)急照明(如走廊、技術(shù)夾層及生物安全實(shí)驗(yàn)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(shè)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(guān)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(shè)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(fù)荷宜由變電所專線供電。照明系統(tǒng)供電應(yīng)與動力供電分開設(shè)置，避免引起照明電源頻繁和較大的波動，增強(qiáng)其供電的可靠性和穩(wěn)定性，設(shè)計中應(yīng)注意此要求。

1.3 照度標(biāo)準(zhǔn)

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(shè)計時應(yīng)使室內(nèi)空間顯得盡量開闊些，對空間的照度要求應(yīng)高些。制藥生產(chǎn)房間照度一般300 lx:制藥生產(chǎn)流轉(zhuǎn)通道考慮到與生產(chǎn)車間的明暗適應(yīng)問題，其照度值不低于 2001x:一般場所備用照明照度不應(yīng)低于正常照明照度標(biāo)準(zhǔn)的10%。GB50034-2013《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》對相關(guān)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(biāo)準(zhǔn)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(fēng)口數(shù)量和位置條件的限制這就要求在達(dá)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(yīng)滿足如下幾點(diǎn)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(yán)格的要求，安裝的燈具不應(yīng)積塵且不應(yīng)擾亂氣流流型，燈具結(jié)構(gòu)簡單，便于清掃工作和維護(hù)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(yīng)具有在頂棚內(nèi)與潔凈室之間建成能隔斷空氣流通的構(gòu)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(yīng)帶密封墊片，其螺栓孔、電源孔亦應(yīng)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(shè)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(jī)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(hù)視覺健康有十分重要的意義。

針對以上特點(diǎn)，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(jìn)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(cè)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(dāng)器具安裝后能有效防止空氣從安裝孔及電源進(jìn)線處進(jìn)人燈具，從而防止灰塵進(jìn)人潔凈室(區(qū))。

(3)高氣密性的圓弧燈罩設(shè)計，不會擾亂氣流。

2.照明設(shè)計

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

2.1門廳照明設(shè)計

門廳是工作人員經(jīng)常出入的地方，照明設(shè)計應(yīng)給工作人員創(chuàng)造一種工作氣氛，應(yīng)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(yīng)盡可能充分利用自然光，并設(shè)計照明節(jié)能控制。

醫(yī)藥工業(yè)廠房需采取防止蚊蟲進(jìn)入工作場所的措施，故門廳一般均設(shè)置誘蟲燈，這是區(qū)別于普通建筑內(nèi)門廳的主要特點(diǎn)。室內(nèi)誘蟲燈設(shè)計安裝時，應(yīng)避免光線直射至室外。誘蟲燈應(yīng)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(yīng)設(shè)置誘蟲燈，設(shè)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(shè)計

醫(yī)藥工業(yè)廠房平面布局復(fù)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(jìn)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(yīng)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(shè)置照明開關(guān)即可。當(dāng)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(shè)置開關(guān)控制，如圖 2所示。 

圖 2 人流路線入口照明設(shè)計

2.3生產(chǎn)房間照明設(shè)計

生產(chǎn)房間內(nèi)應(yīng)設(shè)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(dú)設(shè)置備用照明燈具，潔凈室的照明開關(guān)宜設(shè)置在門外。

當(dāng)燈具布置與風(fēng)口等其它設(shè)備發(fā)生沖突時，應(yīng)與建筑及相關(guān)專業(yè)協(xié)調(diào)解決，避免燈具遠(yuǎn)離工藝生產(chǎn)設(shè)備。

當(dāng)頂棚密布風(fēng)機(jī)過濾單元FFU時，應(yīng)采用淚珠式熒光燈，燈具安裝在過濾器的框架下側(cè)。

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

2.4技術(shù)夾層照明設(shè)計

技術(shù)夾層內(nèi)因布置安裝了大量的設(shè)備及管線，所以會有維修管理人員在此維護(hù)。大量的設(shè)備及管線使得夾層維護(hù)路線復(fù)雜，一日發(fā)生緊急情況，沒有照明將對人員疏散造成嚴(yán)重影響，因此夾層內(nèi)除應(yīng)設(shè)置正常照明外，更應(yīng)注意應(yīng)急照明的設(shè)置。

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

為便于維護(hù)人員找到夾層出口，應(yīng)在夾層出口處設(shè)置安全出口指示燈。

2.5生物安全實(shí)驗(yàn)室照明設(shè)計

生物安全實(shí)驗(yàn)室不同于其它普通實(shí)驗(yàn)室，是從事對人可能產(chǎn)生危害的生物實(shí)驗(yàn)的場所，因此其照明設(shè)計是否合理直接影響實(shí)驗(yàn)室的安全性。生物安全實(shí)驗(yàn)室內(nèi)因需經(jīng)常清洗、消毒，故應(yīng)采用密閉防水型燈具及開關(guān)。所選光源應(yīng)為高顯魚光源，顯色指數(shù)(Ra)應(yīng)大于80，以利于實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室內(nèi)需設(shè)置適量固定安裝的紫外線殺菌燈，紫外線殺菌燈的開關(guān)應(yīng)與其它照明燈開關(guān)分開設(shè)置，并在外觀上有所區(qū)別，用以避免誤操作。生物安全實(shí)驗(yàn)室的入口應(yīng)設(shè)置實(shí)驗(yàn)室工作狀態(tài)的燈光信號，方便實(shí)驗(yàn)室外的人員了解實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的工作狀態(tài)，避免實(shí)驗(yàn)時非工作人員進(jìn)人實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。設(shè)計時可在實(shí)驗(yàn)室的門口上方設(shè)置帶“實(shí)驗(yàn)中"字樣的紅色標(biāo)志燈，其開關(guān)設(shè)置在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)供實(shí)驗(yàn)人員控制。生物安全實(shí)驗(yàn)室應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明，為實(shí)驗(yàn)操作人員處理中斷的實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行消毒滅菌、撤離過程服務(wù)，且應(yīng)設(shè)置緊急發(fā)光疏散指示標(biāo)志。

圖3是某二級生物實(shí)驗(yàn)室照明設(shè)計示意圖。

圖 3 生物實(shí)驗(yàn)室照明設(shè)計示意

2.6應(yīng)急照明設(shè)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(fù)雜，出人通道迂回，為便于事故情況下人員的疏散及火災(zāi)時能救災(zāi)滅火，應(yīng)合理布置消防應(yīng)急照明、安全出口和疏散指示燈。

   應(yīng)急照明商根據(jù)工藝及建筑專業(yè)提供的蔬放路線進(jìn)行設(shè)計，并應(yīng)使得疏散路線上的照明合理。當(dāng)建筑設(shè)有專用消防口時應(yīng)設(shè)"紅色應(yīng)急照明燈，以便于消防人員及時進(jìn)入建筑進(jìn)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(shù)夾層，這便使得樓梯間相對復(fù)雜，故應(yīng)設(shè)計應(yīng)急照明，且應(yīng)設(shè)置用于指示疏散方向的樓層疏散標(biāo)志燈。廠房內(nèi)的疏散指示燈應(yīng)采用暗裝型，以防止積塵及物品運(yùn)輸時磕碰損壞。

3.照明設(shè)計的節(jié)能措施

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(guān)重要，關(guān)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(fèi)。確定照度應(yīng)以人為本，達(dá)到適用，經(jīng)濟(jì):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(yīng)嚴(yán)格遵守 GB50034-2013《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》確定的標(biāo)準(zhǔn)。

3.2合理選擇節(jié)能光源、燈具及附件

照明設(shè)計中應(yīng)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(yīng)小于0.9

3.3 合理的照明控制

照明控制應(yīng)考慮醫(yī)藥工業(yè)廠房的體用特點(diǎn)，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(dú)立控制:對較大生產(chǎn)間，照明控制按生產(chǎn)線設(shè)置。當(dāng)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(yīng)考慮醫(yī)藥工業(yè)廠房的使用特點(diǎn)，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(dú)立控制:對較大生產(chǎn)間，照明控制按生產(chǎn)線設(shè)置。當(dāng)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.安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

4.1 概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩(wěn)定。開關(guān)驅(qū)動器具備獨(dú)立工作的能力，適用于一些中小型的項(xiàng)目；模塊化設(shè)計，可以任意拼接擴(kuò)展，同時預(yù)留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

4.2 應(yīng)用場所

適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店，以及體育場所、機(jī)場、隧道、車站等大型公建項(xiàng)目的照明控制需求。

4.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

（1）實(shí)時檢測并顯示各個模塊的在線狀態(tài)，反饋現(xiàn)場受控回路的開關(guān)狀態(tài)，監(jiān)控界面按照樓層各分區(qū)的布局和回路列表來瀏覽。

（2）當(dāng)發(fā)生模塊離線、網(wǎng)關(guān)設(shè)備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時會發(fā)生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

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

（4）開關(guān)驅(qū)動器支持過零觸發(fā)功能，負(fù)載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)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(yù)設(shè)掉電狀態(tài)，當(dāng)照明電源掉電時，開關(guān)驅(qū)動器會自動切換到預(yù)設(shè)的掉電狀態(tài)；確保重新上電時燈具的開關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

（6）拖動調(diào)光控件，照明設(shè)備從0%到100%進(jìn)行調(diào)光，可以對單個照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，調(diào)光總控可以對一個模塊的照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，也可以對多個照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，通過圖標(biāo)的亮滅狀態(tài)反饋現(xiàn)場開關(guān)的狀態(tài)。

（7）點(diǎn)擊場景控件，打開或者關(guān)閉對應(yīng)場景設(shè)置，軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標(biāo)的亮滅顯示對應(yīng)的場景狀態(tài)是打開還是關(guān)閉。

（8）設(shè)置定時時間，確認(rèn)時間點(diǎn)后，對該事件點(diǎn)執(zhí)行的動作進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置燈在設(shè)定的時間點(diǎn)亮或者滅。

（9）系統(tǒng)可以通過預(yù)設(shè)的當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度信息，自動計算每天的日升日落時間；根據(jù)天文時鐘控制照明開關(guān)，實(shí)現(xiàn)日落開燈、日出關(guān)燈的功能。

（10）所有定時控制計劃均可下發(fā)保存至驅(qū)動模塊；當(dāng)上位機(jī)系統(tǒng)故障或模塊離線時，驅(qū)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(zhí)行，不影響日常的照明控制效果。

（11）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是分布式總線結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)內(nèi)各元件不依賴于其他元件而能夠獨(dú)立工作；系統(tǒng)內(nèi)各元件可以通過程序的設(shè)定實(shí)現(xiàn)功能的多樣性。

（12）預(yù)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(shù)

5.結(jié)語

醫(yī)藥工業(yè)廠房的設(shè)備眾多、專業(yè)技術(shù)復(fù)雜、要求嚴(yán)格，其設(shè)計需要多種專業(yè)協(xié)同配合，是綜合性強(qiáng)的工程設(shè)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(shè)備專業(yè)的協(xié)調(diào)都是潔凈廠房照明設(shè)計中的重要課題，一個好的醫(yī)藥工業(yè)廠房照明設(shè)計做到照度適當(dāng)、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(dá)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(hù)管理。

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[9]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版

[10]醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房照明設(shè)計.張永林