医药厂房设计方法和使用研究

张方鑫、刘双龙 2024-04-08

近几十年来，医药产品的类型和生产工艺不断更新换代，与之配套的生产厂房和建筑已经由普通的工业厂房转变成洁净度更高、专业性更强的医药厂房建筑[1]。医药厂房建筑作为医药生产加工的重要场所和载体，已经发展成了一种新的建筑类型，该类型的建筑是将一般工业建筑设计的要求与医药企业生产的具体需求相结合形成的建筑类型[2]。如今医药厂房的设计已经向专业化、精细化、智能化等方向发展，实际的生产需求也对设计提出了更高的要求和标准[3]，其设计质量的优劣直接决定了未来医药企业在生产过程中的生产加工效率、物流运输能力、发展潜力等。本文在梳理医药工业建筑基本特点的基础上，针对医药厂房建筑设计的相关内容进行研究，对比了厂房结构形式；针对化学药厂的建设要求和特点进行厂房平面布局的分析；最后分析药厂废水和废弃物设计的相关内容，以期为相关项目提供有力的参考。

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医药工业建筑

医药工业建筑的分类方式有很多，生产工艺上来讲可以分为：中医药生产建筑、化学药生产建筑、生物制药建筑3大类^[4]。

1.1

医药工业建筑的特点

不论是哪一种类型的医药建筑，总体来讲具有以下特点：

（1）医药建筑必须符合GMP良好作业规范的生产要求，主要依据《医药工业洁净厂房设计规范》进行设计。

（2）由于绝大多数的医药生产企业都会涉及到危化品的使用，建筑物的平面布局、消防专业的设计等需要严格依据《建筑设计防火规范》的要求进行设计。

（3）医药建筑对厂房的洁净度有较高的要求，在结构上优先选择现浇钢筋混凝土框架结构。主要原因是钢结构厂房在防渗能力和耐火等级方面存在明显的劣势。

（4）医药建筑除了生产厂房以外，还包括：办公区域、仓库、科研实验室、后勤设施设备用房等，这部分设计内容需要根据项目的具体要求，在满足整个生产流程需要的前提下，将建筑形式和厂区环境、城市环境有机的结合和统一。

1.2

医药厂房的结构形式

医药厂房的结构可以选择现浇钢筋混凝土结构和钢结构两种形式，前者的使用率较高，两者的结构形式具有以下的特点。现浇钢筋混凝土结构的主要优势为：较好的防火性能，医药厂房的耐火等级最低为二级，采用该结构更为有利；防水和防潮效果较好，有效的避免因建筑物渗漏影响生产的情况；良好的耐久性，后期的维修成本相对较低。该方式的主要缺点为：建设周期相对较长，建筑物的结构跨度相对较小，需要生产线配合柱跨进行调整，对工艺布局的限制较大^[5-6]。

钢结构的形式其主要优缺点如表1所示。

表1 钢结构形式的优缺点

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医药厂区总平面布局

现在新建的医药厂房一般都位于产业园区内，配套设施齐全、交通便利、周边管理体系较完善，厂房的布局类型和加工医药产品的类型相关，主要可以分为：化学药生产企业、中药和生物制药3种类型。

2.1

化学药生产企业

化学药的生产企业是通过化学合成或生物合成的方法生产药物，市场上化学合成药物占据主流地位。化学药生产过后包括：催化、置换、过滤、分离等工序，生产过程一般都会使用不同类别的危化品，生产过程的危险程度较高，厂房的布置要着重关注安全间距和消防要求。

2.1.1 厂区总平面规划要点

根据厂区的具体生产流程和功能需要划分出不同的功能区域，包括：厂前区和生产区两部分。在设计之前首先明确建筑物的生产类别，按照生产的火灾危险性决定建筑物之间的间距。明确厂房内车流、人流、物流的流线，确保最大限度的“人车分流”减少各个流线之间冲突，科学的设计原材料的运输路线。

2.1.2 化学药厂的总平面规划设计

化学药厂的布置一般至少有一侧朝向主干道，另一侧靠近次要道路，以便于物料的运输和安全疏散。总平面的布局可以分为3种布置形式。

（1）横向划分布置形式。 横向划分布置形式是厂前区和生产区按照横向划分来布局，如图1（1）所示，厂前区全部面向城市主干道路，生产厂区布置于后侧，厂前区可以布置景观，提升园区和城市的景观，避免厂区内的景观单一。医药厂房内的员工出入口可以设置在城市和工业园区的主干道上，原料运输和成品外运等车辆可由次干道路上出入，以减少大型车辆对主干道交通的压力。

图1 药房厂区的布置形式

（2）竖向划分布置形式。 竖向划分布置形式为：厂前区和生产区按照城市和园区的主干道路垂直的方式进行布置，如图1（2）所示。该布置方式厂前区全部面向城市的次干道路，生产区可以和城市的主干道路直接相连，提升药厂物料的运输能力，更有有利于生产，厂区的工作人员经由次干道进入厂区。但是，该布局很难发挥绿植美化的效果，对园区的整体景观不利，需要采取更灵活的设计手法，避免呆板乏味的建筑设计外观。

（3）周边式划分的布置形式。 周边式划分的布置是将厂前区灵活的布置于生产区的任意一侧，生产区占据整个厂区大部分的空间，这样生产区就可以同时通过城市主干道和次干道与外界相连，如图1（3）所示。该设计方案的优势是：原材料和生产产品通过不同的通道运输，形成较好的物流流线，厂区可利用的生产用地面积也会增大。该方案适用于场地面积较大的项目或者厂前区建筑的数量和面积较小的情况。

2.2

中药生产企业

中药的生产过程与化学药的区别较大，在生产过程中常使用酒精和丙酮等甲类危险品进行提纯。其厂房的布置形式与化工药品的布置形式相同，在设计之前，需要明确建筑物的生产类别、人流、物流的运输路线和出入口，合理的布置库房，特别是提取后中药材废弃物的堆放和运输，选择最佳的布局方案。

另外，中药厂房的设计应该充分考虑到中医药生产的具体过程，中药材的提取需要甲类物质，这决定了提取车间为甲类建筑，提取后的废渣由于残留甲类物质与之对应的存放区也属于甲类物料堆场。中药厂房的原料的废料的处理量较大对周边环境的影响也较为突出，注意风向和料场的位置关系，减少中医药生产中产生的粉尘和气味对洁净区和周边环境的污染。

2.3

生化药品厂房

生物生化药品企业注重产品的研发和试验，在规划园区区域时，必须预留充分的科研用地，满足企业长久的发展。科研类的建筑应设置于上风向区域内，科研活动和药品的检验会使用小动物，实验过程势必会对空气产生污染，注意实验区域对洁净度的要求。

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医药工厂的环保设计

医药厂房的污染物处理是设计的难点，医药生产会产生：污水、废渣、废气、噪音4种主要的污染物，所以对药厂和环保设计需要着重考虑。

（1）污水处理设计。 医药企业的生产过程会产生生活污水和生产废水。生活污水主要来自于餐厅和生活粪便，可根据普通建筑的设计标准进行设计。对于生产废水需要根据药厂的生产类型和处理的具体要求，明确污水的处理流程。以中医药企业的生产为例，其生产污水处理流程如图2所示。

图2 中药厂污水处理工艺流程图

中医药生产企业经过如图2所示的流程，将生产污水通过降解和沉淀后，将泥饼外运，清水排放至市政管网。化学和生物药品企业需要建设污水处理站、设置污水收集池、废液罐，污水先收集到污水收集池后，然后将污水送入废液罐，最后经过污水管送至污水处理站集中处理。污水提升泵一般安装自动控制装置，便于系统的运行。不同医药企业的废渣和废气处理设计如表2所示。