标准化生物医药厂房的设计要点

来源：建筑设计 浏览：- 发布日期：2024-05-29 08:42:32

1、园区规划

1）功能布局

每栋厂房以模块化的布局，整体将更为实用高效，可以充分利用容积率和建筑密度，交通流线也便捷通畅。整体建筑宜南北向布局，同时重点考虑城市形象界面，结合入口、人行空间打造园区景观轴线。

园区的行政及生活配套建筑宜根据地块条件结合生活配套的功能设置园区公共开放空间，并结合园区出入口及主要形象界面，打造园区主要形象展示空间。如综合楼一般可考虑设在园区主入口或者靠近园区中央的位置，又如宿舍楼的布局需考虑交通流线、日照、运维管理等问题，需充分结合周边环境，一般布置在采光良好的靠近市政道路的一侧，能够兼顾独立对外运营和分隔管理的要求。

设备配套功能用房集中布置，不影响园区主要形象界面，并应综合考虑用房对周边区域的影响。如开关站、用户站应设置在供电半径相对接近负荷中心且对于市政和园区进出线都方便的地面位置。如水泵房一般设置在供水半径相对均匀的地面位置，消防水池一般设置在地下室或地面，事故水池容积大小需结合环评要求并根据市政条件确定水池个数，结合场地条件靠近市政出口均匀分布。雨水回用池、雨水调蓄池可结合事故水池设置，对于无事故水池的项目，位置靠近雨水系统末端。

甲类库房的总面积需根据政府审批要求确定，距离园区外道路不小于20m，距离园区内主要道路不小于10m，次要道路不小于5m。根据以往项目经验，有部分客户有此需求，库房内独立分隔若干房间，土建毛坯交付，待后续客户租用后，根据存储物品的理化性质，做二次深化改造。

此外，由于此类园区项目大多厂房下部无地下室，故需在其首层建筑周边预留一定的设备扩展场地，进深约6-8m，面积约50㎡，供后续入驻企业布置必须设置在室外的工艺设备。该区域应尽量避开各类管线布置，使其保留原地开挖的可能性。

2）交通设计

客货流线应清晰，尽量减少交叉，各类车位均匀布置，卸货区可采用共用模式，以节约场地。生物医药园区一般以中型车为主，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为7.0m。道路转弯半一般按12m进行设置。

3）建筑间距

建筑间距需满足各地的“城市规划管理技术规定”及现行消防规范，同时尚需符合《精细化工企业工程设计防火标准》的要求。一般来说，后者对于建筑间距的要求更高，需着重关注。

2、建筑设计

1）面积段

单体建筑的面积段根据各企业的发展阶段及自身工艺确定。处于孵化器阶段的企业，即研究初步成果、小试阶段的企业，其需求的面积段在1000～4000平方米左右；而加速器阶段的企业，即深入研究、中试阶段的企业，其需求的面积段在4000～8000平方米左右；而再往上产业化生产的企业，为生产+质检+仓储的全流程，其单体的面积段在8000～20000平方米左右；或更大规模的采用自建厂区的模式。

根据不同面积段的需求，在一个园区内部可通过适当的面积配比，结合招商的前期介入，达到最大化的市场适配性。

2）平面设计

通过对单抗、医疗器械生产、疫苗试剂生产、基因检测实验等多角度的对比，发现尽管工艺各不相同，但最终的平面却殊途同归，生产辅助功能占据平面边缘，包围中心的生产及仓库区。

尤其是医疗器械生产工艺对厂房适应性较强，适用平面形态范围广，还可与研发楼混用。

3）建筑层高

生物医药厂房的建筑层高源于洁净室的需求，其理想的层高结构应为三层，即上部为上层的结构梁，中间层为技术夹层区，下部为生产空间。技术夹层区包含送排风管、桥架、消防管道即吊顶灯具等等。通常的建筑梁高为0.9～1米，技术夹层在2～2.4米左右，生产空间在2.6～3.1米左右。

不同的洁净度要求对于设备高度的影响不同，洁净等级越高，风量越大，需要风管越高，不同工艺、不同规模的生产车间对于高度的影响程度也不一致，在技术夹层及生产空间内预留0.4米和0.5米浮动值可以满足市场绝大部分工艺生产需求。

4）建筑层数

大部分企业会将生产空间放下层，将研发空间放上层，并适当增加首层的层高，因此按多层控制高度反推，多层厂房可设计为3-4层，从经济性上考虑，3层增加到4层，土建单方造价会降低，因此建议4层为主力层数。

而目前越来越火的“工业上楼”非常适用于生物医药厂房。考虑到垂直货运效率、工艺要求、设备管井设置、得房率、建设成本等因素，高层厂房建议做到6-8层，并采用“多首层”的设计思路。

5）结构荷载

根据规范标准，医药工业的车间楼面活载标准值在5～8KN/㎡之间，对于生物工程类（提取、发酵）车间一般取8KN/㎡。动物房3.5～5.0KN/㎡，研发留样间5.0KN/㎡。

高层厂房可以根据产业引导，优化楼层荷载布置分配。根据下层生产、上层研发的原则，每隔3层左右一个轮回。

3、工艺需求

1）三废排放

仍然着眼于产品的标准化和不同企业的差异化两者的矛盾和统一。

不同企业对于废水处理的要求和规模不同，因此不建议统一设置废水处理设施，可以预留场地空间以后给企业自行扩展，或在主楼投影的地下室区域预留设备区域。

同理，不同企业对于废气排放的要求也各不相同，因此对于多层建筑而言，在屋面预留尽可能空间，留给企业布置废气处理和排放设施；而对于高层建筑，尚需考虑在每层设置设备区域，结合建筑立面布置室外设备。

2）事故水池

布置原则较为固定，即靠近市政出口并均匀分布，同时要有一定的顶板覆土深度便于管线接驳。位置需要避开园区内管线集中行走区域，水池范围内一般无法走其他管线。水池上部地坪设置绿化为宜。若设置机动车停车位，尚应避开水池入口及出地面的其他附属设施。

3）供配电

产业的特点为通常有不可断用电负荷（生物培养、分装、实验通风、冻干机、冷库或冰箱等），需要园区提供至少双电源，且上级电源分别来自10kV不同母线，需考虑预留柴油发电机安装位置，例如地下室或一层室外场地。

从以往项目以及研究案例分析，产业的单位用电指标较高，用电总负荷装机容量大，通常会配备冷机或热泵等大容量设备，单回路可达500kW。

同时，小客户10kV供电需求较大。大于8000㎡或供电容量大于1600kW用户，采用380V供电已不满足合理性和经济性要求，可采用10kV供电，且大部分用户更倾向于10kV专线到户。

此外，由于开发前期及设计阶段目标客户的不确定性，且不同产业对于用电量的差异较大，从以往项目的经验来看，在无定制客户的前提下，室外总体可多预留30%左右的备用出墙管、室外电缆管，方便后期增容，避免开挖及顶管。对于园区后期改造的成本控制及整体室外效果而言，性价比较好。

4）通风与管井

针对不同工艺类别对管井的需求进行梳理排序，大体顺序是：传统制药 ＞ 生物医药 ＞ 医疗器械。由于不同工艺对于管井面积的需求各不相同，管道形式，净化要求等的不确定，致使无法定量设计预留管井尺寸。

由此，我们重点研究更灵活的管井预留方式，不受面积制约，同时满足不同企业需求，兼顾整体立面形象。

除常规的室内设置预留管井外，这里推荐室外管廊的做法。其优势在于满足不同企业工艺需求的同时，更有利于建筑师们对于建筑形体及立面的把控，易实现整个园区的和谐统一。

在单体建筑有内天井的条件下，也可以将设备管道布置于此。虽然天井内部管道十分“壮观”，但是可以不影响建筑的“外立面”。

5）蒸汽与燃气

蒸汽主要用于无菌生产区域的净化空调、工艺灭菌及药用注射蒸馏水，来源可采用市政蒸汽、自建锅炉房、蒸汽发生器等提供。

客户自建锅炉房一般建筑规模在1*2个柱跨左右，需要设置相应泄爆口和疏散口。锅炉房泄爆口不能直接面向道路和人员活动场所，锅炉房选址应贴临组团间绿化，泄爆口面对内部绿化。尽可能减小对园区形象面影响。

燃气系统主要为空调热源设备、产生蒸汽的设备提供燃料。一次土建阶段仅预留燃气调压装置及燃气表间。燃气管道实施一般由用户后期自行申请，并由当地燃气公司设计及施工。

总之，面对各种客户的不同工艺，可以标准化的设计要素为层高、荷载、供电。小试研发类层高建议4.8米，中试生产类层高建议5.5米以上，生产类首层层高建议6.5-7.2米。研发类荷载取500kg/㎡，生产类为800kg/㎡。供电方面，有条件的取200-300W/㎡。设施方面，尽可能预留场地和建筑公共空间给与后期不同工艺使用，原则为在成本可控的范围内保证最大的兼容性。