對于潔凈室而言，維持其潔凈度級別至關(guān)重要。

潔凈室的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行都要盡量減少周圍環(huán)境對潔凈室內(nèi)部空間的干擾和影響，而壓差控制是維持潔凈室潔凈度等級、減少外部污染、防止交叉污染的最重要、最有效的手段。潔凈室靜壓差具有如下作用：

（1）潔凈室門窗關(guān)閉時(shí)，防止周圍環(huán)境的污染由門窗縫隙滲入潔凈室內(nèi)；

（2）潔凈室門窗開啟時(shí)，保證足夠的氣流速度，盡量減少門窗開啟和人員進(jìn)入瞬時(shí)進(jìn)入潔凈室的氣流，保證氣流方向，以便把進(jìn)入的污染減小到最低程度。

電子、醫(yī)療衛(wèi)生、醫(yī)藥工業(yè)、動物實(shí)驗(yàn)等行業(yè)的潔凈室，因?yàn)樾袠I(yè)背景不同以及其污染控制需求不同，產(chǎn)生了各自不同的壓差控制要求。本文將對醫(yī)藥工業(yè)潔凈室壓差控制的要求及方法進(jìn)行探討。

國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范對醫(yī)藥工業(yè)潔凈室壓差控制的推薦值不盡相同?！夺t(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，“不同空氣潔凈度等級的醫(yī)藥潔凈室（區(qū)）之間以及醫(yī)藥潔凈室（區(qū)）與非潔凈室（區(qū)）之間的空氣靜壓差不應(yīng)小于5Pa，醫(yī)藥潔凈室（區(qū)）與室外大氣的靜壓差不應(yīng)小于10Pa”。

歐盟GMP推薦醫(yī)藥工業(yè)潔凈室不同級別的相鄰房間之間需保持10～15Pa的壓差。WHO的指南里指出，相鄰區(qū)域之間通常采用15Pa的壓差，一般可接受的壓差為5～20Pa。中國2010年修訂版GMP中要求，“潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間、不同級別潔凈區(qū)之間的壓差應(yīng)當(dāng)不低于10帕斯卡。必要時(shí)，相同潔凈度級別的不同功能區(qū)域（操作間）之間也應(yīng)當(dāng)保持適當(dāng)?shù)膲翰钐荻取薄?/span>

WHO的指南中指出，設(shè)計(jì)壓差太低而壓差控制精度較低時(shí)，會發(fā)生氣流逆轉(zhuǎn)。比如兩相鄰潔凈室之間的設(shè)計(jì)壓差為5Pa，而壓差控制精度為±3Pa時(shí)，極端情況下會發(fā)生氣流逆轉(zhuǎn)。

從藥品生產(chǎn)安全和防止交叉污染的角度考慮，醫(yī)藥工業(yè)潔凈室的壓差控制要求較高，因此，在醫(yī)藥工業(yè)潔凈室的設(shè)計(jì)過程中，不同級別之間推薦

采用10～15Pa的設(shè)計(jì)壓差。這一推薦值符合中國2010年修訂版GMP、歐盟GMP等的要求，且正在被越來越廣泛地采用。

2.相對負(fù)壓要求

醫(yī)藥工業(yè)潔凈室中，如下房間（或區(qū)域）對同級別的相鄰房間應(yīng)保持相對負(fù)壓：有大量熱濕產(chǎn)生的房間，如: 清洗間、隧道烘箱洗瓶間等；

有大量粉塵產(chǎn)生的房間，如:物料的稱量、取樣等房間，以及固體制劑車間中的混合、篩粉、制粒、壓片、膠囊填充等房間；

有有毒物質(zhì)、易燃易爆物質(zhì)產(chǎn)生的房間，如：固體制劑生產(chǎn)車間中使用有機(jī)溶媒的配漿、包衣間等；

有病原體操作的房間，如：質(zhì)檢實(shí)驗(yàn)室的陽性對照室等；

有高致敏性、高風(fēng)險(xiǎn)性物質(zhì)產(chǎn)生的房間，如：青霉素類、避孕藥、疫苗類等特殊藥品的生產(chǎn)車間；

放射性物質(zhì)操作區(qū)，如：放射性藥品生產(chǎn)車間。

設(shè)置相對負(fù)壓可以有效防止污染物、有毒物質(zhì)等的擴(kuò)散，保護(hù)周圍環(huán)境和人員的安全。

不考慮空氣比容的變化，進(jìn)入潔凈室的風(fēng)量和排出潔凈室的風(fēng)量是平衡的，即SA=RA+EA+LA（1）其中，SA 為送風(fēng)量，m³/h；RA 為回風(fēng)量，m³/h；EA 為排風(fēng)量，m³/h；LA 為滲透風(fēng)量，m³/h。

當(dāng)房間對外漏風(fēng)時(shí)，滲透風(fēng)量值為正，反之則為負(fù)值。

潔凈室的對外壓差，是和滲透風(fēng)量與房間的嚴(yán)密性相關(guān)的。在房間的嚴(yán)密性不變的情況下，房間的對外壓差直接決定于滲透風(fēng)量的大小。

由此，空調(diào)系統(tǒng)通過對系統(tǒng)內(nèi)各房間的送風(fēng)、回風(fēng)及排風(fēng)風(fēng)量的合理設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)來達(dá)到各個(gè)不同潔凈級別之間以及室內(nèi)外壓差控制要求。

在設(shè)計(jì)階段根據(jù)壓差進(jìn)行房間的風(fēng)量計(jì)算時(shí)，需計(jì)算送風(fēng)量與回排風(fēng)量之間的差值，即差值風(fēng)量。差值風(fēng)量等于公式（1）中的設(shè)計(jì)控制的滲透風(fēng)量。

2.差值風(fēng)量的計(jì)算

差值風(fēng)量的設(shè)計(jì)計(jì)算方法通常有兩種，其一是附加換氣次數(shù)法，其二是縫隙法。

附加換氣次數(shù)法，就是根據(jù)潔凈室相對正壓的值確定附加換氣次數(shù)，依此計(jì)算差值風(fēng)量。對于房間正壓與附加換氣次數(shù)之間的關(guān)系，有關(guān)資料給出了推薦數(shù)值，見下表。

由于潔凈室的密封性會影響差值風(fēng)量，相同體積的潔凈室維持同樣的壓差實(shí)際所需的差值風(fēng)量可能是不同的。而且，由于醫(yī)藥工業(yè)潔凈室的密封性較好，根據(jù)上表選用的醫(yī)藥工業(yè)潔凈室附加換氣次數(shù)往往偏大很多。因此，附加換氣次數(shù)法可以作為初步設(shè)計(jì)參考，但不宜用于施工圖設(shè)計(jì)。縫隙法即根據(jù)潔凈室縫隙的滲透風(fēng)量統(tǒng)計(jì)計(jì)算房間的差值風(fēng)量。

可將潔凈室的縫隙分為兩類，一類是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的縫隙，一類是門窗等的縫隙。

LA= LA_W + LA_M　（2）

其中，LA_W 為通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)縫隙的滲透風(fēng)量，m³/h；LAM 為通過門窗縫隙的滲透風(fēng)量，m³/h。

通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)縫隙的滲透風(fēng)量與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的縫隙特性（長度、寬度）相關(guān)，可通過如下公式進(jìn)行簡化計(jì)算：

LA_W =α×A×ΔP^β?。?）

其中，α 為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，通常取0.15~0.5；A 為潔凈室面積，單位m²；ΔP 為房間對外壓差，Pa；β 為指數(shù)，一般取0.5。

通過門窗縫隙的滲透風(fēng)量與門窗的縫隙量相關(guān)。因?yàn)獒t(yī)藥工業(yè)潔凈室的縫隙所在平面一般比較平整，縫隙也不復(fù)雜，可通過簡化的公式進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)ISPE GPG給出的公式通過單位換算，得出如下公式：

LA_M= 4640×S×ΔP^β　（4）

其中，S 為縫隙總面積，單位m²。

通過縫隙法計(jì)算的差值風(fēng)量數(shù)值比通過附加換氣次數(shù)法計(jì)算得到的滲透風(fēng)量數(shù)值準(zhǔn)確，可用于潔凈室的施工圖設(shè)計(jì)。

為了更好的控制潔凈室的潔凈度，并減少潔凈室內(nèi)部與外部環(huán)境的相互影響，氣鎖室（Air Lock）被廣泛用于潔凈室設(shè)計(jì)中。

氣鎖室按其壓差設(shè)計(jì)分為三種：其一是從高凈化級別房間到低凈化級別房間或非凈化區(qū)壓差依次降低，這可以有效防止低級別或無級別房間對高級別房間的影響，稱為梯級（Cascade）氣鎖；其二是氣鎖室對兩邊的房間均為正壓，這樣可以有效防止兩邊房間的相互干擾，稱為正壓（Bubble）氣鎖；其三是氣鎖室對兩邊的房間均為負(fù)壓，這樣也可以有效防止兩邊的相互干擾，稱為負(fù)壓（Sink）氣鎖。

如圖1 所示（圖中箭頭方向表示壓差方向）。

其中，梯級氣鎖一般用于不同級別的潔凈區(qū)之間；或有防泄漏需求的同級別潔凈室之間。

正壓氣鎖和負(fù)壓氣鎖用于有防泄漏需求（如：高致敏性、高毒性的藥品生產(chǎn)區(qū)、疫苗等生產(chǎn)區(qū)）的不同級別潔凈區(qū)之間，通常正壓氣鎖用于無污染操作（進(jìn)入更衣和物料進(jìn)入氣鎖），負(fù)壓氣鎖用于有污染操作（脫衣、物料消毒和物料出口氣鎖）。有低濕度要求的潔凈室（區(qū)）也宜設(shè)置正壓氣鎖。

當(dāng)氣鎖用于不同級別潔凈區(qū)之間時(shí)，只要保證高級別和低級別之間10~15Pa的壓差即可，無需每個(gè)門兩側(cè)均按10~15Pa 的壓差設(shè)計(jì)。

圖2　所示為各種氣鎖的典型壓差設(shè)計(jì)。

對于大空間的潔凈室，保持較高的正壓值有一定的困難，也可設(shè)置一個(gè)對兩邊都是正壓的氣鎖，從而降低大空間潔凈室的對外正壓值。

在醫(yī)藥工業(yè)潔凈室設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)選用合適的氣鎖形式，以保證區(qū)域之間的壓差，并防止污染和交叉污染。

2.獨(dú)立壓差控制系統(tǒng)

一般潔凈室只設(shè)置一套空調(diào)系統(tǒng)（同一空調(diào)區(qū)域內(nèi)），以實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)內(nèi)溫濕度和壓差的控制。由于進(jìn)行壓差控制需對系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)潔凈室送、回、排風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性因此下降。對于壓差影響因素較多、變量較多且壓差控制要求較高的潔凈室，可采用兩套空調(diào)系統(tǒng)。其中一套自循環(huán)空調(diào)系統(tǒng)恒定風(fēng)量，主要用于對室內(nèi)的溫濕度、潔凈度進(jìn)行控制；另外一套新風(fēng)系統(tǒng)主要用于控制潔凈室的壓差。用于壓差控制由獨(dú)立的系統(tǒng)提供，調(diào)節(jié)方便且不會影響到房間的溫濕度控制。詳見圖3。獨(dú)立壓差控制系統(tǒng)應(yīng)用不多，國內(nèi)有固體制劑車間的使用案例。在我國潔凈手術(shù)部應(yīng)用較多。

03

一般對潔凈室的壓差控制是在潔凈室的送、回、排風(fēng)支管上安裝手動風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)調(diào)節(jié)手動風(fēng)量調(diào)節(jié)閥的開度，將潔凈室壓差調(diào)整至設(shè)定值。由于GMP并沒有要求房間壓差一定要采用自動控制，因此，使用手動風(fēng)量調(diào)節(jié)閥是符合GMP要求的比較經(jīng)濟(jì)的做法。

在潔凈室運(yùn)行過程中，潔凈室的壓差可能會發(fā)生變化，甚至超出可接受的范圍，此時(shí)需要人工進(jìn)行調(diào)整。手動控制方法復(fù)雜，且可能存在人為延誤和人為誤差。對于壓差控制要求很高的潔凈室，可以采用一定的自控手段，以簡化操作，消除不必要的誤差。圖4所示為某項(xiàng)目已建成同一車間內(nèi)設(shè)手動控制和設(shè)自動控制的兩個(gè)不同潔凈室在同一個(gè)月內(nèi)的壓差記錄?？梢钥闯觯謩涌刂品块g的壓差波動較大，且可能因系統(tǒng)變化或部件失靈造成壓差較大的變化。

通常在房間的送風(fēng)支管上設(shè)置定風(fēng)量閥，維持房間送風(fēng)量恒定；在房間的回風(fēng)支管上設(shè)置變風(fēng)量閥或電動調(diào)節(jié)閥（當(dāng)房間為直流系統(tǒng)時(shí)，變風(fēng)量閥或電動調(diào)節(jié)閥設(shè)置在排風(fēng)管），在房間內(nèi)設(shè)置壓差傳感器，根據(jù)其反饋信號控制變風(fēng)量閥或電動調(diào)節(jié)閥的開度，從而維持房間壓差恒定。如圖5所示。

變風(fēng)量閥包括文丘里閥、帶壓差傳感器的多葉調(diào)節(jié)閥等。其中文丘里閥的調(diào)節(jié)性能較好、反應(yīng)速度較快，但價(jià)格相對較高，可用于控制要求較高的潔凈室。

（1）在醫(yī)藥工業(yè)潔凈室的設(shè)計(jì)過程中，不同級別潔凈室之間建議采用10～15Pa的設(shè)計(jì)壓差。

（2）根據(jù)筆者設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，建議采用縫隙法作為醫(yī)藥工業(yè)潔凈室施工圖設(shè)計(jì)時(shí)差值風(fēng)量的計(jì)算方法。

（3）醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)中應(yīng)合理布置、采用并設(shè)計(jì)合適的氣鎖室。

（4）獨(dú)立壓差控制系統(tǒng)可用于壓差影響因素較多、變量較多且壓差控制要求較高的潔凈室。

（5）對于壓差控制要求很高的潔凈室，可采用回（排）風(fēng)變風(fēng)量控制壓差。