標準化生物醫藥廠房的設計要點

來源：建科 瀏覽：- 發布日期：2024-05-29 08:42:32

1、園區規劃

1）功能布局

每棟廠房以模塊化的布局，整體將更為實用高效，可以充分利用容積率和建筑密度，交通流線也便捷通暢。整體建筑宜南北向布局，同時重點考慮城市形象界面，結合入口、人行空間打造園區景觀軸線。

園區的行政及生活配套建筑宜根據地塊條件結合生活配套的功能設置園區公共開放空間，并結合園區出入口及主要形象界面，打造園區主要形象展示空間。如綜合樓一般可考慮設在園區主入口或者靠近園區中央的位置，又如宿舍樓的布局需考慮交通流線、日照、運維管理等問題，需充分結合周邊環境，一般布置在采光良好的靠近市政道路的一側，能夠兼顧獨立對外運營和分隔管理的要求。

設備配套功能用房集中布置，不影響園區主要形象界面，并應綜合考慮用房對周邊區域的影響。如開關站、用戶站應設置在供電半徑相對接近負荷中心且對于市政和園區進出線都方便的地面位置。如水泵房一般設置在供水半徑相對均勻的地面位置，消防水池一般設置在地下室或地面，事故水池容積大小需結合環評要求并根據市政條件確定水池個數，結合場地條件靠近市政出口均勻分布。雨水回用池、雨水調蓄池可結合事故水池設置，對于無事故水池的項目，位置靠近雨水系統末端。

甲類庫房的總面積需根據政府審批要求確定，距離園區外道路不小于20m，距離園區內主要道路不小于10m，次要道路不小于5m。根據以往項目經驗，有部分客戶有此需求，庫房內獨立分隔若干房間，土建毛坯交付，待后續客戶租用后，根據存儲物品的理化性質，做二次深化改造。

此外，由于此類園區項目大多廠房下部無地下室，故需在其首層建筑周邊預留一定的設備擴展場地，進深約6-8m，面積約50㎡，供后續入駐企業布置必須設置在室外的工藝設備。該區域應盡量避開各類管線布置，使其保留原地開挖的可能性。

2）交通設計

客貨流線應清晰，盡量減少交叉，各類車位均勻布置，卸貨區可采用共用模式，以節約場地。生物醫藥園區一般以中型車為主，因此交通性主干路不宜小于9.0m，用于消防道及一般交通的次干路一般為7.0m。道路轉彎半一般按12m進行設置。

3）建筑間距

建筑間距需滿足各地的“城市規劃管理技術規定”及現行消防規范，同時尚需符合《精細化工企業工程設計防火標準》的要求。一般來說，后者對于建筑間距的要求更高，需著重關注。

2、建筑設計

1）面積段

單體建筑的面積段根據各企業的發展階段及自身工藝確定。處于孵化器階段的企業，即研究初步成果、小試階段的企業，其需求的面積段在1000～4000平方米左右；而加速器階段的企業，即深入研究、中試階段的企業，其需求的面積段在4000～8000平方米左右；而再往上產業化生產的企業，為生產+質檢+倉儲的全流程，其單體的面積段在8000～20000平方米左右；或更大規模的采用自建廠區的模式。

根據不同面積段的需求，在一個園區內部可通過適當的面積配比，結合招商的前期介入，達到最大化的市場適配性。

2）平面設計

通過對單抗、醫療器械生產、疫苗試劑生產、基因檢測實驗等多角度的對比，發現盡管工藝各不相同，但最終的平面卻殊途同歸，生產輔助功能占據平面邊緣，包圍中心的生產及倉庫區。

尤其是醫療器械生產工藝對廠房適應性較強，適用平面形態范圍廣，還可與研發樓混用。

3）建筑層高

生物醫藥廠房的建筑層高源于潔凈室的需求，其理想的層高結構應為三層，即上部為上層的結構梁，中間層為技術夾層區，下部為生產空間。技術夾層區包含送排風管、橋架、消防管道即吊頂燈具等等。通常的建筑梁高為0.9～1米，技術夾層在2～2.4米左右，生產空間在2.6～3.1米左右。

不同的潔凈度要求對于設備高度的影響不同，潔凈等級越高，風量越大，需要風管越高，不同工藝、不同規模的生產車間對于高度的影響程度也不一致，在技術夾層及生產空間內預留0.4米和0.5米浮動值可以滿足市場絕大部分工藝生產需求。

4）建筑層數

大部分企業會將生產空間放下層，將研發空間放上層，并適當增加首層的層高，因此按多層控制高度反推，多層廠房可設計為3-4層，從經濟性上考慮，3層增加到4層，土建單方造價會降低，因此建議4層為主力層數。

而目前越來越火的“工業上樓”非常適用于生物醫藥廠房。考慮到垂直貨運效率、工藝要求、設備管井設置、得房率、建設成本等因素，高層廠房建議做到6-8層，并采用“多首層”的設計思路。

5）結構荷載

根據規范標準，醫藥工業的車間樓面活載標準值在5～8KN/㎡之間，對于生物工程類（提取、發酵）車間一般取8KN/㎡。動物房3.5～5.0KN/㎡，研發留樣間5.0KN/㎡。

高層廠房可以根據產業引導，優化樓層荷載布置分配。根據下層生產、上層研發的原則，每隔3層左右一個輪回。

3、工藝需求

1）三廢排放

仍然著眼于產品的標準化和不同企業的差異化兩者的矛盾和統一。

不同企業對于廢水處理的要求和規模不同，因此不建議統一設置廢水處理設施，可以預留場地空間以后給企業自行擴展，或在主樓投影的地下室區域預留設備區域。

同理，不同企業對于廢氣排放的要求也各不相同，因此對于多層建筑而言，在屋面預留盡可能空間，留給企業布置廢氣處理和排放設施；而對于高層建筑，尚需考慮在每層設置設備區域，結合建筑立面布置室外設備。

2）事故水池

布置原則較為固定，即靠近市政出口并均勻分布，同時要有一定的頂板覆土深度便于管線接駁。位置需要避開園區內管線集中行走區域，水池范圍內一般無法走其他管線。水池上部地坪設置綠化為宜。若設置機動車停車位，尚應避開水池入口及出地面的其他附屬設施。

3）供配電

產業的特點為通常有不可斷用電負荷（生物培養、分裝、實驗通風、凍干機、冷庫或冰箱等），需要園區提供至少雙電源，且上級電源分別來自10kV不同母線，需考慮預留柴油發電機安裝位置，例如地下室或一層室外場地。

從以往項目以及研究案例分析，產業的單位用電指標較高，用電總負荷裝機容量大，通常會配備冷機或熱泵等大容量設備，單回路可達500kW。

同時，小客戶10kV供電需求較大。大于8000㎡或供電容量大于1600kW用戶，采用380V供電已不滿足合理性和經濟性要求，可采用10kV供電，且大部分用戶更傾向于10kV專線到戶。

此外，由于開發前期及設計階段目標客戶的不確定性，且不同產業對于用電量的差異較大，從以往項目的經驗來看，在無定制客戶的前提下，室外總體可多預留30%左右的備用出墻管、室外電纜管，方便后期增容，避免開挖及頂管。對于園區后期改造的成本控制及整體室外效果而言，性價比較好。

4）通風與管井

針對不同工藝類別對管井的需求進行梳理排序，大體順序是：傳統制藥 ＞ 生物醫藥 ＞ 醫療器械。由于不同工藝對于管井面積的需求各不相同，管道形式，凈化要求等的不確定，致使無法定量設計預留管井尺寸。

由此，我們重點研究更靈活的管井預留方式，不受面積制約，同時滿足不同企業需求，兼顧整體立面形象。

除常規的室內設置預留管井外，這里推薦室外管廊的做法。其優勢在于滿足不同企業工藝需求的同時，更有利于建筑師們對于建筑形體及立面的把控，易實現整個園區的和諧統一。

在單體建筑有內天井的條件下，也可以將設備管道布置于此。雖然天井內部管道十分“壯觀”，但是可以不影響建筑的“外立面”。

5）蒸汽與燃氣

蒸汽主要用于無菌生產區域的凈化空調、工藝滅菌及藥用注射蒸餾水，來源可采用市政蒸汽、自建鍋爐房、蒸汽發生器等提供。

客戶自建鍋爐房一般建筑規模在1*2個柱跨左右，需要設置相應泄爆口和疏散口。鍋爐房泄爆口不能直接面向道路和人員活動場所，鍋爐房選址應貼臨組團間綠化，泄爆口面對內部綠化。盡可能減小對園區形象面影響。

燃氣系統主要為空調熱源設備、產生蒸汽的設備提供燃料。一次土建階段僅預留燃氣調壓裝置及燃氣表間。燃氣管道實施一般由用戶后期自行申請，并由當地燃氣公司設計及施工。

總之，面對各種客戶的不同工藝，可以標準化的設計要素為層高、荷載、供電。小試研發類層高建議4.8米，中試生產類層高建議5.5米以上，生產類首層層高建議6.5-7.2米。研發類荷載取500kg/㎡，生產類為800kg/㎡。供電方面，有條件的取200-300W/㎡。設施方面，盡可能預留場地和建筑公共空間給與后期不同工藝使用，原則為在成本可控的范圍內保證最大的兼容性。