第8章 车间布置设计

第三节 化工车间的布置设计
车间布置设计既要考虑车间内部各区域之间的协调，又要考虑车间与厂区的供水、供
2.层数 根据生产工艺要求，工业厂房的层数可以是单层，也可以是多层或单层和多层相结合 的形式。一般情况下，单层厂房的投资较少，利用率较高，缺点是占地面积较大。常见制 药厂房的剖面形式如图 8­2 所示。
(a) 单层厂房
(b) 有天窗的单层厂房
(c) 多层厂房
(d) 有天窗的多层厂房 (e) 有内走廊的多层厂房 (f) 有内走廊及天窗的多层厂房
原料药车间和制剂车间都是常见的制药车间。原料药作为精细化学品，属于化学工业 的范畴，其车间设计与一般的化工车间具有许多共同点。但药品是一种特殊商品，其质量 好坏直接关系到人体健康、疗效和安全。为保证药品质量，原料药车间的成品工序(精制、 烘干、包装工序)与制剂车间一样，其生产环境都有相应的洁净等级要求。
用集中式布置形式。而对于生产规模较大或各工段的生产特点有显著差异的车间，则多采
用单体式布置形式。药品生产中因生产规模大而采用单体式布置的车间也很多，例如，对
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于青霉素和链霉素的生产，可将发酵和过滤工段布置在一栋厂房内，而将提炼和精制工段
布置在另一栋厂房内；又如，维生素 C 的生产，千吨级以上规模的车间都采用单体式布置 形式。
第二节 厂房建筑和车间组成
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一、建筑的分类 建筑是建筑物和构筑物的总称。凡用于人们在其中生产、生活或进行其它活动的房屋 或场所，均称为建筑物，如车间、住宅、教学楼、办公楼、体育馆等；而人们不在其中生 产、生活的建筑，则称为构筑物，如水塔、烟囱、桥梁等。 建筑的种类很多，特点不一，可按不同的方式进行分类。例如，按主要承重结构的材 料不同，建筑可分为砖木结构建筑、砖混结构建筑、钢结构建筑、钢筋混凝土结构建筑等。 又如，按层数不同，可将厂房建筑分为单层厂房、多层厂房和混合层数厂房；将住宅建筑 分为低层(1~3层)、多层(4~6层)、中高层(7~9层)和高层(10~30层)住宅。 二、建筑模数 建筑模数是建筑的标准尺寸单位。建筑物的长度、宽度、高度及立柱之间的距离应按 照《建筑模数协调统一标准》(GBJ2­86)中规定的模数进行设计。 《建筑模数协调统一标准》中采用的基本模数为 100mm，建筑物的有关尺寸应是基本 模数的倍数。建筑物在水平方向可分别按 300、600、1200、1500、3000、6000mm 的尺寸 进级，在垂直方向可分别按 300、600mm 的尺寸进级。显然，建筑物的柱距、跨度以及门、 窗洞口在墙的水平或垂直方向的尺寸等均为 300mm 的倍数。 三、厂房建筑的定位尺寸 厂房建筑的定位尺寸可用柱距和跨度来表示。如图 8­1 所示，厂房建筑的承重柱在平 面中排列所形成的网格称为柱网，沿厂房长度方向的各承重柱自左向右用 1 、 2 、 3 ×××××× 依次编号，在与厂房长度方向垂直的方向上，各承重柱自下而上用 A 、 B 、 C ××××××依次编 号。厂房建筑的柱、墙及其它构配件均以定位轴线为基准标定其位置及标志尺寸。厂房建 筑的定位轴线包括纵向定位轴线和横向定位轴线，其中纵向定位轴线与厂房的长度方向平 行，横向定位轴线与厂房的长度方向垂直。相邻纵向定位轴线间的距离称为跨度，横向定 位轴线间的距离称为柱距。
图 8­2 常见制药厂房的剖面形式 3.结构尺寸 为提高自然采光和通风效果，并考虑到建筑的经济性，厂房的宽度不能太大。一般情 况下，单层原料药厂房的宽度不宜超过 30m，多层则不宜超过 24m。对于采用人工照明的 单层洁净厂房，其宽度可根据需要增加。厂房的常见宽度有 9m、12m、15m、18m 和 24m。 宽度较小的单层厂房内一般不设立柱，即采用单跨，跨度为厂房的宽度。宽度较大的单层 厂房或多层厂房，厂房内常设有立柱，其跨度一般为 6m。对有内走廊的厂房，内走廊间 的跨度一般为 3m(内走廊宽度)。 厂房的宽度通常为 2~3 跨，柱网按 6­6、6­3­6、6­6­6 的形式布置，如 6­3­6 表示厂房 有三跨，跨度分别为 6m、3m 和 6m，中间的 3m 为内走廊的宽度。厂房的长度由生产规模 和工艺要求决定，柱距一般为 6m。常见工业厂房的柱网如图 8­3 所示。
3
适用于中小型车间。当厂房较长或受工艺、地形等条件所限，厂房的平面形式也可采用 形、 形、 等特殊形式，此时应充分考虑采光、通风、交通通道、进出口等问题。
在确定厂房的平面形式时，既要考虑生产工艺要求，又要考虑地形等自然条件以及土 建施工的可行性、合理性和经济性。因此，工艺、土建等专业的设计人员应密切配合，对 各种方案进行认真的分析和比较，以确定适宜的厂房平面形式。
ï行政生活区 ï
:
如换鞋室、更衣室、存衣室、空气吹淋室、办公室、休息室、
ïî
浴室、厕所等。
图 8­5 制药洁净车间的组成
2.车间布置形式
根据生产规模、生产特点以及厂区面积、地形、地质等条件的不同，车间布置形式可
采用集中式或单体式。若将组成车间的生产区、辅助生产区和行政生活区集中布置在一栋
厂房内，即为集中式布置形式；反之，若将组成车间的一部分或几部分分散布置在几栋独
一、车间布置设计的依据 1.有关的设计规范和规定 在进行车间布置设计时，设计人员应熟悉并执行有关的设计规范和规定，如《建筑设 计防火规范》(GBJ 16­87)、《石油化工企业设计防火规定》(GB50160­99)、《化工企业安 全卫生设计标准》(HG20571­95)、《工业企业厂界噪声标准》(GB2348­90)、《爆炸和火灾 危险环境电力装置设计规定》(GB50058­92)、《洁净厂房设计规范》(GBJ 73­84)、《药品 生产质量管理规范》(国家药品监督管理局，1998 年修订版)、《采暖通风和空气调节设计 规范》(GBJ 19­87)等。 2.有关的设计基础资料 车间布置设计是在工艺流程设计、物料衡算、能量衡算和工艺设备设计之后进行的， 因此，一般已具备下列设计基础资料： (1) 不同深度的工艺流程图，如初步设计阶段带控制点的工艺流程图、施工阶段带控 制点的工艺流程图。 (2) 物料衡算、能量衡算的计算资料和结果，如各种原材料、中间体、副产品和产品 的数量及性质；三废的数量、组成及处理方法；加热剂和冷却剂的种类、规格及用量等。 (3) 工艺设备设计结果，如设备一览表，各设备的外形尺寸、重量、支承形式、操作 条件及保温情况等。 (4) 厂区的总平面布置示意图，包括本车间与其它车间及生活设施的联系、厂区内的 人流和物流分布情况等。 (5) 其它相关资料，如车间定员及人员组成情况，水、电、汽等公用工程情况，厂房 情况等。 二、车间布置设计应考虑的因素
大门 跨度
大门
窗子
C
变形缝
横向定位轴线
B 纵向定位轴线
大门 跨度
大门
A 柱距
1
2345源自67图 8­1 厂房建筑的定位尺寸 四、常见工业厂房 1.平面形式 厂房的平面形式主要有长方形、 形、 形和 形，其中长方形厂房具有结构简单、施 工方便、设备布置灵活、采光和通风效果好等优点，因此是最常用的厂房平面形式，尤其
第八章 车间布置设计
第一节 概述
车间布置设计是制药工程设计中的一个重要环节。车间布置是否合理，不仅与施工、 安装、建设投资密切相关，而且与车间建成后的生产、管理、安全和经济效益密切相关。 因此，车间布置设计应按照设计程序，进行细致而周密的考虑。
车间布置设计是一项复杂而细致的工作，它是以工艺专业为主导，在大量的非工艺专 业如土建、设备、安装、电力照明、采暖通风、自控仪表、环保等的密切配合下，由工艺 人员完成的。因此，在进行车间布置设计时，工艺设计人员要善于听取和集中各方面的意 见，对各种方案进行认真的分析和比较，找出最佳方案进行设计，以保证车间布置的合理 性。
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D C B A
6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000
12 3 4 5 6 7 8 9
6000 3000 6000 6000 6000 6000
D C B A
6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000
12 3 4 5 6 7 8 9
化工车间ïïí辅助生产区 ï
: 如真空泵室、压缩机室、变电配电室、车间化验室、机修室、 通风空调室、原材料及成品仓库等。
ïî 行政生活区 : 如办公室、会议室、休息室、更衣室、浴室、厕所等。
图 8­4 一般化工车间的组成
ì生产区: 如洁净区或洁净室。
制药洁净车间ïïïí辅助生产区
:
如物料净化室、包装材料清洁室、灭菌室、称量室、配料室、 分析室、真空泵室、空调机室、变电配电室等。
1
在进行车间布置设计时，一般应考虑下列因素： (1) 本车间与其它车间及生活设施在总平面图上的位置，力求联系方便、短捷。 (2) 满足生产工艺及建筑、安装和检修要求。 (3) 合理利用车间的建筑面积和土地。 (4) 车间内应采取的劳动保护、安全卫生及防腐蚀措施。 (5) 人流、物流通道应分别独立设置，尽可能避免交叉往返。 (6) 对原料药车间的精制、烘干、包装工序以及制剂车间的设计，应符合《药品生产 质量管理规范》的要求。 (7) 要考虑车间发展的可能性，留有发展空间。 (8) 厂址所在区域的气象、水文、地质等情况。 三、车间布置设计的程序 车间布置设计一般可按下列程序进行： 1.收集有关的基础设计资料 2.确定车间的防火等级 设计人员根据生产过程中使用、产生和贮存物质的火灾危险性，按《建筑设计防火规 范》和《石油化工企业设计防火规定》，确定车间的火灾危险性类别。 3.确定车间的洁净等级 对于有洁净等级要求的车间，设计人员应根据《药品生产质量管理规范》的要求，确 定相应的洁净等级。 4.初步设计 根据带控制点的工艺流程图、设备一览表等基础设计资料，以及物料贮存运输、辅助 生产和行政生活等要求，结合有关的设计规范和规定，进行初步设计。 初步设计的任务是确定生产、辅助生产及行政生活等区域的布局；确定车间场地及建 (构)筑物的平面尺寸和立面尺寸；确定工艺设备的平面布置图和立面布置图；确定人流及 物流通道；安排管道及电气仪表管线等；编制初步设计说明书。 5.施工图设计 初步设计经审查通过后，即可进行施工图设计。施工图设计是根据初步设计的审查意 见，对初步设计进行修改、完善和深化，其任务是确定设备管口、操作台、支架及仪表等 的空间位置；确定设备的安装方案；确定与设备安装有关的建筑和结构尺寸；确定管道及 电气仪表管线的走向等。 在施工图设计中，一般先由工艺专业人员绘出施工阶段车间设备的平面及立面布置 图，然后提交安装专业人员完成设备安装图的设计。 四、车间布置设计的成果 车间布置设计通常采用两阶段设计即初步设计和施工图设计。在初步设计阶段，车间 布置设计的主要成果是初步设计阶段的车间平面布置图和立面布置图；在施工图设计阶 段，车间布置设计的主要成果是施工阶段的车间平面布置图和立面布置图。