2.1　洁净环境系统确认

洁净环境系统由洁净室和空调净化系统共同组成。洁净室为洁净环境提供隔离和屏障，空调净化系统为洁净环境提供洁净空气来稀释和排除环境中的污染物，从而达到相应的洁净度要求。

洁净环境系统是药品生产的基本条件之一，也是GMP实施过程中经常采用的技术措施之一，它的应用必须以遵循GMP为原则，并结合药品生产特点和企业情况因地制宜。

药品生产企业的厂房设施通常是指用于药品生产的建筑实体，如仓库、洁净室、非洁净室等，以及公用设施，如空气净化系统、消防系统、照明系统等。其中，合理的洁净室和空气净化系统是药品生产的基本保障。本节着重介绍洁净室、空气净化系统和洁净环境系统维护。

2.1.1　洁净室

2.1.1.1　洁净室的基本构成

（1）洁净室的定义

洁净室是指内部尘埃粒子浓度受控且分级的房间，此房间是按照一定的方式设计、建造和运行的，以控制房间内粒子的引入、产生和滞留（见图2-1-1）。

（2）洁净室的基本构成

洁净室一般由吊顶系统、墙面系统和地面系统三大部分组成（见图2-1-2和图2-1-3）。顶板和墙板通常采用彩钢板面层的墙体板材（见图2-1-4）。洁净门的种类有钢制门、不锈钢门、快速卷帘门（见图2-1-5）。观察窗的种类有圆角窗、方角窗（见图2-1-6）。净化地面的种类有环氧彩砂地面、环氧自流坪地面、PVC卷材地面（见图2-1-7）。

2.1.1.2　洁净室的技术要求

洁净室设计是药品生产实施GMP管理的基础，也是药品生产实现全过程质量控制不可缺失的重要环节。有效的厂房布置将会使生产车间内的人员、设备和物料在空间上实现最合理的组合，有效地增加可用空间和节约建造成本、运行成本。

（1）污染源控制要求

①外部污染控制　大气中含有过量的尘埃粒子或微生物，可通过空调新风系统或洁净室的结构缝隙进入药品生产区，对药品的质量造成影响。

为了有效控制洁净室中新风的含尘量与含菌量，第一，药品生产企业首先考虑厂址应选择在大气含尘浓度低，周围环境整洁的区域。第二，厂区内应尽量减少露土面积，厂区内宜铺设草坪，但应注意不宜种花，以防花粉污染和招惹昆虫。第三，洁净室内保持正压可以有效地阻止外部污染物通过厂房的结构缝隙和门的缝隙进入洁净室。第四，用于维持房间正压和操作人员健康的室外新鲜空气应经过净化处理。

②人员污染控制　人是最大的污染源，约占洁净区总污染的80%，而生产人员总是直接或间接地与药品接触，所以在厂房设计中考虑人员净化就显得尤为重要了。一个人在相对较轻松的工作条件下，每分钟大概释放100000个颗粒物质（这些颗粒大小一般为0.3μm或更大，见图2-1-8）。而一个在燥热且不舒适的环境下工作的人每分钟能够释放出上百万的颗粒物质，包括更多的细菌。

根据产品生产工艺和空气洁净度等级要求，设置人员净化室，包括换鞋、存外衣、盥洗、消毒、更换洁净工作服、气闸等设施。洁净室的入口处应设置净鞋设施（如：跨越凳）和气闸室。气闸室的门应采用互锁装置，防止出入口的门同时被打开，导致内部洁净区与非洁净区的空气直接连通。高致敏性、高活性药品及有毒害药品的人员净化室，应采取防止有毒有害物质被人体带出受控区域的措施。

③物料污染控制　物料包括进入洁净室的原辅料、包装材料和其他生产用物品。物料的运输、存储环节通常是在一般环境中进行的，物料的外表面可能会被外界的尘土或微生物污染，因此进入洁净室的物料必须经过相应的净化处理。

物料的出入口应设置物料净化用室和设施，如物料外清间、气闸室或传递窗。物料在外清间内拆除外包装后进行表面的清洁和消毒后通过气闸室或传递窗方可进入洁净区。进入无菌区的物料还应在入口处设置提供物料、物品灭菌用的灭菌设施，如清洗后的耐高温灭菌的器具在非无菌区一侧装入双扉灭菌柜，通过灭菌柜的灭菌后在无菌区一侧打开双扉灭菌柜后取出，也可通过配备有自动表面消毒系统（如VHP传递舱）进入无菌区。

（2）内部建筑要求

由于洁净室的特殊性，其建筑标准比其他建筑物要高得多，洁净室的建造通常需要满足以下要求。

①洁净室内表面应选用光滑、易清洁的装修材料，且装修材料本身不易起尘、脱落。

②墙面与地面、墙面与顶棚、墙面与墙面的连接处要选用气密性良好且易于清洁的组件。

③洁净室的围护结构和室内装修材料应能经受不同化学品的反复清洗、消毒和抵抗表面氧化（如臭氧、过氧化氢等）。

④洁净门的开启方向应当与气流方向相反，以帮助维持压差。

⑤洁净室选用的构件（如监控探头、消防喷淋头、电话等）应便于清洁。

（3）有效的屏障和隔离技术

①对于无菌药品生产而言，如RABS（限制进出隔离系统）和隔离器等隔离技术是保证无菌产品质量的优选系统，并在现在的无菌灌装工艺中应用得越来越多。当生产某些具有高致敏性、高毒性的产品时，隔离器将在保护操作人员和周围环境方面起到重要的作用，虽然这些技术在国外已经使用十年以上的时间了，但是在国内仍然处于发展阶段，其某些方面的性能将随时间继续发生改变。

②屏障系统是采用物理隔离和空气正压方式将热原无菌工艺关键区域隔开，而隔离器是依靠严格的物理隔离和正压差（有时采用负压差，如有害产品的生产）来达到内部与外部完全隔绝。

③隔离器与传统的洁净室相比具有隔离程度高、污染风险低、占地面积小、运行成本低、操作人员安全性高的特点，其缺点是隔离器设备较为昂贵。

图2-1-9和图2-1-10分别为RABS和隔离器系统。

2.1.1.3　洁净室的确认

洁净室的确认至少应该包含以下内容。

（1）设计确认

①洁净室的总体设计确认　通过对设计图纸、功能说明和技术手册等设计资料的检查来确认洁净室周围环境、生产区与辅助区功能布局等是否满足药品的生产要求和相关法规的设计要求。

②洁净室平面布置设计确认　确认洁净室的人流物流、工艺设备布局、净化设施布局、洁净室洁净等级的划分等是否能满足药品的生产要求，以及工艺流是否清晰，是否有污染和交叉污染的设计缺陷存在。此项工作的完成仅靠制药企业中的质量管理部门是远远不够的，相应的车间生产人员、工艺技术人员、工程技术部人员等都必须参与其中。

（2）安装确认

①洁净室组件确认　洁净室中任何组件的选用不当都有可能对后期洁净室的运行和维护带来严重的影响，因此洁净室组件的选择和检查就显得尤为重要。检查洁净室吊顶材料、隔墙板材料、地面材料、洁净门、洁净观察窗、洁净灯具、洁净电话等组件的材质、规格型号、技术参数能否满足洁净室内部建筑的要求和已批准设计文件的要求。

②洁净室参数确认　为保证生产用设备的准确就位以及洁净房间换气次数的准确性，需要对洁净室的长、宽、高等参数进行确认。用校准后的卷尺对房间长、宽、高进行测量，用测量后的参数计算房间的面积和体积。

③洁净室密封性确认　良好的洁净室密封性能有效地防止含有粒子或其他污染物的空气通过顶板和墙板的孔隙渗入。确认过程中需检查墙板与墙板、墙板与地面、墙板与顶板、灯具与顶板、静压箱与顶板、穿墙管道与顶板、穿墙管道与墙板之间的密封情况，表面应平整易清洁。

（3）运行确认

①洁净室互锁确认　为保持洁净区的压差与密封性，需要确认安装在气闸或气锁上互锁装置的有效性，即气闸或气锁的两扇门或多扇门不能同时打开。同时还要考虑紧急情况下使用应急装置后互锁门能同时开启。

②洁净室照度确认　室内照度应按不同工作室的要求，提供足够的照度值。主要工作室的照度一般不低于300Lux，辅助工作室、走廊、气闸室、人员净化室和物料净化用室可低于此标准，但应不低于150Lux，对照度要求高的部位可适当增加局部照明。

③洁净室噪声确认　为保证洁净室内操作人员的舒适性和安全性，需对洁净室内的噪声进行确认，一般洁净设施的A计权声级范围为：非单向流洁净室内的噪声（空态）不高于60dB（A），单向流和混合流洁净室内的噪声（空态）不高于65dB（A）。

2.1.2　空调净化系统概述及确认

2.1.2.1　空调净化系统的基本构成

空调净化系统是一个能够通过控制温度、相对湿度、空气运动与空气质量（包括新鲜空气、气体微粒和气体）来调节环境的系统的总称。空气净化系统能够降低或升高温度、减少或增加空气湿度和水分、降低空气中颗粒、烟尘、污染物的含量。空气净化系统的这些功能被利用来为工作人员以及产品提供保护和舒适的环境（见图2-1-11）。

制药企业的空调净化系统相比于其他普通空调系统，它的控制要求更为严格，不仅对空气的温度、湿度和风速有严格要求，还对空气中所含尘埃粒数、细菌浓度等均有明确限制，同时还需控制不同等级区域间的压差，以保证内部洁净空气不被污染。

空调净化系统通常包括空气处理单元（见图2-1-12）、送回排风管路、风管附件、终端过滤装置等。

（1）空气处理单元

空气处理单元（Air Handing Unit，AHU）是指具有对空气进行一种或几种处理功能的单元体。通常包含空气混合、初效、冷却、加热、加湿、送风机、均流、过滤、消声等单元体。

①混合段　该段在空气回流系统中很常见。回风与室外的新风在该位置进行混合，混合后的气流就称为“混合空气”，可调节回风与新风的比例，以满足洁净环境的需要。在极端天气（极冷或极热）条件下，由于回风已经经过了空气处理单元的处理，在洁净度和温湿度方面都要优于新风，这样可以大大地降低空调的运行成本。

②初效段　初效段的主要功能是捕集新风中的大颗粒尘埃（大于5μm）以及各种空气悬浮物，目的在于延长中效过滤器的使用寿命和确保机组内部和换热器表面的清洁。其结构形式有板式、折叠式、袋式三种。

③冷却段　冷却段是利用表冷器来降低新风、回风的温度和相对湿度，通常采用铜管串铝箔的结构。向表冷器中通入冷冻水，当含有大量水蒸气的热空气通过表冷器时，热空气的温度会急剧下降，从而达到降低温湿度的目的。另外，表冷分一次表冷和二次表冷，一次表冷主要起除湿作用，二次表冷一般在蒸汽加热难以控制的情况下起冷却控温作用。

④加热段　采用内置钢管绕钢片式或铜管串铝箔式高效热交换器，内部通动力热水（或者电加热、低压蒸汽）来对空气升温加热，通过调节阀门开启度可调节加热量。

⑤加湿段　在气候干燥的地区通常使用干蒸汽加湿器或电加湿来对空气进行加湿，干蒸汽加湿器由干蒸汽喷管、分离室、干燥室、调节阀（电动、气动）组成。

⑥风机段　风机段通常设有电机、离心风机和减震底座，主要为输送的空气提供动能，由于空调机组需要的风压高达1500～1800Pa，所需风机的尺寸、电负荷往往较大。

⑦均流段　通常设置在风机段之后，风机出风口的高速气流经均流段和导流板之后趋于平衡，能大大地提高换热和过滤效率。

⑧中效过滤段　对大于1μm的粒子能有效过滤，大多数情况下用于高效过滤器的前级保护，通常置于空调机组的末端。

⑨消声段　对噪声要求较严的洁净室，净化机组内应设置消声段。常见的消声器有管式、片式、格式、折叠式、弧形声流式、共振式、膨胀式、复合式等多种类型。

（2）送回排风管路以及附件

空调机组通过送风风管将处理后的空气送至各个洁净房间，再通过回风风管的连接将室内的空气送至空调机组形成一个完整的风路系统。

①净化风管　净化空调风管通常采用0.6mm镀锌钢板制作而成。风管制作和清洗的场地应在相对较封闭、无尘和清洁的环境中进行，同时应对镀锌钢板进行脱脂和清洁处理。风管制作完成后，应对清洁后的风管进行密封处理，避免污染。为保证合适的送风温湿度和降低能耗，需要将送回排风管的外表面进行保温处理（见图2-1-13）。

②风阀　通过风阀开启量对风量进行调节控制。常见的风阀有手动风量调节阀（见图2-1-14）、电动风量调节阀（见图2-1-15）、变风量阀、定风量阀。

（3）终端过滤装置

终端过滤装置通常由高效静压箱、高效过滤器、散流板构成。

①高效静压箱　静压箱可以把部分动压变为静压获得均匀的静压出风，提高通风系统的综合性能，同时还可以降低噪声（见图2-1-16）。

②高效过滤器　一般是指对粒径大于等于0.3μm粒子的捕集效率在99.97% 以上的过滤器，通常作为制药企业洁净车间的末端过滤装置，用以提供洁净的空气。按照密封方式可分为压条密封过滤器和液槽密封过滤器（见图2-1-17和图2-1-18）。液槽密封过滤器密封性能高，通过PAO检漏测试成功率高。

　③散流板　空调送风的一个末端部件，它可以让送风气流均匀地向四周分布。常见的散流板可分为：螺旋式散流板和平板式散流板（见图2-1-19和图2-1-20）。

2.1.2.2　空调净化系统的分类

（1）按照空气流的利用方式分类

药品生产的空调净化系统按照空气流的利用方式，可划分为全新风系统、一次回风空调系统、二次回风空调系统和嵌套独立空气处理单元的空调系统。

①全新风系统　将室外新风经过处理，达到能满足洁净要求的空气送入室内，然后不回风直接将这些空气全部排出（见图2-1-21）。该系统适用于回风不可以循环利用的情况：

a.产生易燃易爆气体或粉尘的区域；

b.产生有剧毒，有严重危害物质的区域；

c.有毒菌操作的区域；

d.有交叉污染风险的区域；

e.其他经局部排风仍不能控制污染的区域。

全新风空调系统的优点在于可以对控制区域内的污染环境进行最大程度的置换或稀释，大大降低交叉污染的风险，通风管路更加简单，而缺点同样明显，那就是能源的巨大损耗，相关参数（温度、湿度）较难控制，过滤器更换频率高且需要对排气的预处理（是否需要洗涤器、灰尘收集器、过滤器等）有其他的需求。

②一次回风空调系统　在回风可以循环利用的情况下，将经处理的室外新风与部分洁净室内的回风混合，再经过处理送入洁净室（见图2-1-22）。该系统具有能耗低、过滤器维护成本低、相关参数易控制等特点，缺点是：增加回风管路后，夹层的风管路线较为复杂，新鲜空气供应不够充足。

系统回风再次引入到空调净化系统中的接入点取决于系统回风空气的质量参数。

a.如系统回风空气的质量已完全符合洁净环境的要求，可将系统回风直接接入到送风风机段前端，和经过过滤处理及温度调节后的新风混合，经过终端过滤后再次进入洁净室（区）内。

b.如系统回风空气虽然已被轻微污染或有温度偏差，但和经处理过的新风混合，并再次经终端过滤后可达到洁净环境的要求，也可将系统回风接入到送风风机段前段。

c.如系统回风空气中含较大的粉尘颗粒，不经二次预过滤处理而直接利用可能会对终端过滤器造成负面影响，应将系统回风接入到新风过滤段之前和新风混合，再次预过滤后循环利用。

d.如系统回风空气温度已偏离洁净环境中的控制标准，经与处理过的新风混合仍不能达到洁净环境的需求，应将系统回风接入到温度处理段之前和新风混合，再次经温度处理后循环利用。

③二次回风空调系统　在回风可以循环利用的情况下，先将部分回风与新风混合，经过处理后再与剩余的回风混合，经处理后送入洁净室（见图2-1-23）。这种系统形式常用于高洁净等级、工艺发热量较小的洁净室。特点是：部分回风接入到新风过滤段，对新风温度进行中和，从而有效降低新风处理所需的能源消耗，二次回风的利用节省了部分加热热量和部分制冷量，有效降低运行成本。缺点同一次回风空调系统。

④嵌套独立空气处理单元的空调系统　为满足特殊的生产工艺需求，在适宜的部位设置独立功能的空气处理装置（见图2-1-24）。常见独立功能的空气处理装置有以下几种。

a.局部洁净等级控制设备，例如：存在局部A级环境。

b.局部温度控制设备，例如：冰箱间因产热较大，需独立设置循环降温单元。

c.局部湿度控制设备，例如：粉针分装房间需控制低湿度，需独立设置除湿机。

（2）按照洁净室气流流型分类

按照洁净室气流流型，将空调净化系统划分为三种：单向流洁净室、非单向流洁净室、混合流洁净室。

①单向流洁净室　单向流洁净室是气流以均匀的截面速度，沿着平行流线以单一方向在整个室截面上通过的洁净室，适用于A级洁净室（区），有垂直单向流（见图2-1-25）和水平单向流（见图2-1-26）两种。

两种单向流均依赖于末端过滤器的送风与回风口接近一对一的相对设置，以尽可能保持气流呈直线。这两种单向流均能够保证工艺核心区气流受到的干扰最小。单向流通过活塞和挤压原理，把灰尘从一端向另一端挤压出去，用洁净气流置换污染气流。与洁净气流相垂直的工作面上的各个位置都具有相同的洁净度。

在动态状态下，单向流下的人员操作和设备的阻碍会使单向流变为乱流，但是如果采用0.36～0.54m/s的风速会使被打乱的单向气流得以迅速恢复从而保证该区域的洁净度。

图2-1-25中的（a）显示的是一个空气流经整个地板的垂直单向流，该方式需将洁净室地面设置为格栅地板，其建造成本和后期的维护比较高。

图2-1-25中的（b）显示的是一个将回风格栅安装在房间两侧底部墙角的垂直单向流，这种设计适用于面积不大的洁净室，主要原因为面积过大后洁净室中心以及底部的单向流效果不好。

图2-1-26显示的是一个典型的水平单向流洁净室设计。通常情况下洁净室墙的面积要小于天花板的面积，因此水平单向流洁净室的初期建造费用要低于垂直单向流洁净室。

与图2-1-27对比可以看出，水平单向流在动态条件下操作人员后方的区域均为被污染的区域，比垂直单向流的污染面积要大得多，因此水平单向流在制药行业中不常被采用。

从上述工作原理和分析对比可以看出，单向流洁净室可以快速地将洁净室内的污染排除，并能有效地控制微粒和微生物的扩散，制药行业中常采用单向流气流组织来设计A级洁净室（区）。单向流洁净室因为在送风面上满布高效过滤器，所以在初期的建造投资以及后期的运行维护成本上都比较高。

②非单向流洁净室　非单向流洁净室是气流以不均匀的速度呈不平行流动，伴有回流或涡流的洁净室，也称紊流或乱流洁净室（见图2-1-28）。空气经分布于送风面上的多个过滤器风口送入，并在较远的位置回风。过滤器风口可在整个洁净室或洁净区等距离分布，也可成组设于工艺核心区上方。过滤器出风口的位置对于洁净室的性能非常重要。尽管非单向流洁净室中的回风位置不像单向流那么重要，但为了尽量减少洁净室中的死区，也应注意回风口的布局。

非单向流采用稀释原理，即“脏”的房间空气与“干净”的房间空气不断地混合，以降低房间内空气中的微粒负荷。一般形式为高效过滤器送风口顶部送风，回风的形式有下部回风、侧下部回风和顶部回风等。依不同送风换气次数，实现不同的净化级别，其初期投资和运行费用也不同。　

该类型洁净室最大的优点为建造和运行成本都非常低，其缺点为室内空气的洁净度通常达不到高等级（A级）的要求。

③混合流洁净室　混合流洁净室是在同一房间内综合利用单向流和非单向流两种气流方式的洁净室（见图2-1-29）。这种洁净室的特点是将垂直单向流面积压缩到最小，用大面积非单向流替代大面积单向流，这样既节省初期投资和后期运行费用，又能为关键的操作区域提供高等级的洁净度，因此在制药行业中得到了广泛的应用。

2.1.2.3　空调净化系统的技术要求

制药企业的净化空调是大型空调中的一种，相比于其他普通空调系统，它的控制要求更为严格，不仅对空气的温度、湿度和风量有严格要求，还对空气中所含尘埃粒数、细菌浓度等均有明确限制，同时还需控制不同等级区域间的压差，以保证内部洁净空气不被污染和交叉污染。

（1）GMP要求

《药品生产质量管理规范（2010年修订）》中关于空调净化系统的规定如下。

第四十六条　为降低污染和交叉污染的风险，厂房、生产设施和设备应当根据所生产药品的特性、工艺流程及相应洁净度级别要求合理设计、布局和使用，并符合下列要求：

（一）应当综合考虑药品的特性、工艺和预定用途等因素，确定厂房、生产设施和设备多产品共用的可行性，并有相应评估报告；

（二）生产特殊性质的药品，如高致敏性药品（如青霉素类）或生物制品（如卡介苗或其他用活性微生物制备而成的药品），必须采用专用和独立的厂房、生产设施和设备。青霉素类药品产尘量大的操作区域应当保持相对负压，排至室外的废气应当经过净化处理并符合要求，排风口应当远离其他空气净化系统的进风口；

（三）生产β-内酰胺结构类药品、性激素类避孕药品必须使用专用设施（如独立的空气净化系统）和设备，并与其他药品生产区严格分开；

（四）生产某些激素类、细胞毒性类、高活性化学药品应当使用专用设施（如独立的空气净化系统）和设备；特殊情况下，如采取特别防护措施并经过必要的验证，上述药品制剂则可通过阶段性生产方式共用同一生产设施和设备；

（五）用于上述第（二）、（三）、（四）项的空气净化系统，其排风应当经过净化处理。

第六十二条　通常应当有单独的物料取样区。取样区的空气洁净度级别应当与生产要求一致。如在其他区域或采用其他方式取样，应当能够防止污染或交叉污染。

第六十七条　实验动物房应当与其他区域严格分开，其设计、建造应当符合国家有关规定，并设有独立的空气处理设施以及动物的专用通道。

《药品生产质量管理规范（2010年修订）》附录　“无菌药品”规定：

第三十二条　在任何运行状态下，洁净区通过适当的送风应当能够确保对周围低级别区域的正压，维持良好的气流方向，保证有效的净化能力。

应当特别保护已清洁的与产品直接接触的包装材料和器具及产品直接暴露的操作区域。

当使用或生产某些致病性、剧毒、放射性或活病毒、活细菌的物料与产品时，空气净化系统的送风和压差应当适当调整，防止有害物质外溢。

必要时，生产操作的设备及该区域的排风应当做去污染处理（如排风口安装过滤器）。

空调净化系统的设计必须以遵循GMP为原则，而GMP只是基本准则，所以其没有很多的量化指标，也不规定实施方法，只要符合要求，允许采用不同的实施技术和方法。

（2）空调系统设计要求

空调系统控制洁净环境中的温湿度、风量、压差等关键参数，因此一个良好的空调系统设计是洁净环境的基础保证。

（3）温湿度要求

健康的人产生的环境污染物很少，但在燥热且不舒适的环境下工作的人就会释放大量的颗粒物质以及微生物，较高的温湿度又会加快表面微生物和霉菌的生长速度，对产品质量产生影响。

洁净室的温度与相对湿度应与药品生产要求相适应，应保证药品的生产环境和操作人员的舒适感。

当药品生产有特殊要求时，应按以下要求确定温度和相对湿度。

①房间温度对于敞开和密闭操作来说都是关键参数。许多产品、物料以及工艺过程都具有较宽的温度范围。但是范围越宽，它们暴露的时间就越短。如果产品或物料需要存放或暴露较长的时间，那么影响就会显现。

②房间的相对湿度会对暴露的产品或物料产生影响并使其吸潮，而对含水分的产品则几乎没有影响。

当药品生产无特殊要求时，洁净室的温度范围可控制在18～26℃，相对湿度控制在45%～65%。

（4）风量和换气次数

非单向流的洁净室在空调系统设计中应用很广，该送风形式是通过向洁净室内送入足够量的、经过滤处理的洁净空气，与房间内的被污染的空气不断的混合，以排除、稀释室内的污染物，达到降低洁净室内微粒负荷的目的。由此可见，洁净室内用以稀释室内污染物、保持生产区环境洁净度要求的洁净空气送风量的微粒水平取决于室内污染物的发生量和洁净室内的送风量，应取以下条件的最大值。

①洁净送风量必须保证能满足生产所需的空气洁净度，包括为满足15～20min的洁净室自净时间所需风量。

②有效去除洁净室内产生的热、湿负荷，保证房间的温湿度符合要求。

③向洁净室提供的新风量，保证每人不小于40m³/h。

④洁净室的通风状况通常可用“换气次数”这一较为直观的表示方法。换气次数和送风量通常使用如下公式进行换算：

　　（2-1）

在实际设计时，设计院通常会采用如下换气次数：

①D级区域：15～20次/小时。

②C级区域：20～40次/小时。

③B级区域：40～60次/小时。

（5）压差

为防止低洁净级别房间的气流污染高洁净级别房间的气流，不同洁净级别的房间之间要保持适当的静压差。生产区相同级别房间之间同样也必须设定气流方向，遵循由核心区向外递减原理，能有效地降低产品污染的风险。在设计压差梯度时，应考虑以下因素。

①GMP中规定的压差最低值：欧盟GMP采用的压差值为10～15Pa，FDA采用的压差值最小为12.5Pa，中国GMP采用的压差值最小为10Pa。

②洁净室内是否有独立的排风设备，排风设备在开启或关闭时对房间压差的影响。

③考虑现有测试仪器精度，保证所设计压差在现场能够测量得到。

④当气锁门打开时的可接受的压差变化，不同洁净级别的压差不应归零。

⑤打开或关闭门的能力，压差过大会造成房间门的开启或关闭困难。

⑥洁净区的门、缝隙和孔洞产生的漏风量。

⑦跨越不同区域的设备对压差的影响（如隧道烘箱）。

⑧对压差失效报警的响应程序。

2.1.2.4　空调净化系统的确认

由空调系统的定义可以看出，空调系统涵盖范围比较广，包括办公室的舒适性空调、仓库的制冷空调、洁净室的洁净空调。

制药企业这些空调系统都需要做确认吗？解决这个问题可以参考中国 GMP （2010年修订）第一百三十八条：“企业应当确定需要进行的确认或验证活动，以证明有关操作的关键要素能够得到有效控制。确认或验证的范围和程度应当经过风险评估来确定。”

根据系统影响性评估的结果，通常需要进行确认的空调系统主要包括制冷空调和净化空调系统，有关制冷空调，即冷库等系统的确认，可参见本书第5章“仓储与运输验证”章节，本章以空调净化系统为例进行讲解。空调净化系统确认通常应包含设计确认、安装确认、运行确认和性能确认。安装确认和运行确认是对HVAC系统本身进行的确认，性能确认是对环境系统进行的确认，需要和洁净室一起共同作用完成洁净环境维持。

（1）设计确认（DQ）

设计确认是提供书面化的证据证明供应商提供的设备和设施能够达到预定的目标所做的各种查证及文件记录。设计确认需要参照批准的用户需求说明、相关的设计标准与设计文件一一进行确认，从而确保所有需求和设计活动都已经完成并且满足要求。

①设计确认所需的设计文件

a.空调系统流程图；

b.洁净房间平面布局图；

c.送、回、排风口平面图；

d.洁净送风平面图；

e.洁净分区平面图；

f.压差平面图；

g.人流物流平面图；

h.设计说明书；

i.风量平衡计算表；

j.空气处理计算表（机组冷热负荷计算）；

k.空调系统控制系统图。

②设计确认的要点　空调系统最终服务于产品生产，其运行参数均需要满足工艺的需求和人员安全的要求，关键的设计确认通常包含以下内容：

a.功能需求确认；

b.技术参数需求确认；

c.工艺需求确认；

d.操作控制需求确认；

e.环境消毒需求确认；

f.环境监测需求确认；

g. GMP需求确认；

h. EHS（环境、健康、安全）需求确认；

i.文件资料需求确认；

j.建造需求确认。

在确认过程中，供应商和设计单位应对用户需求说明中的各项要求一一核对，对不合理或者不安全的要求应与业主进行协商，最终以书面形式将讨论的结果记录下来，然后由业主方进行汇总形成一份设计确认报告。值得说明的是，会议记录、参数计算书、技术交流记录、邮件都可以作为设计确认的支持性文件。

（2）安装确认（IQ）

安装确认通常在空调系统安装或改造完成之后进行，其目的是证明空调系统符合已批准的设计及制造商建议所做的各种查证及文件记录。

①技术资料确认　对空调系统现场施工、安装质量的检查通常建立在图纸、部件清单等技术资料是有效的（版本控制）、完整的（存档完整）和可读的（清晰易懂）基础上，确认的文件一般包含以下内容。

暖通设计类文件：暖通设计说明，暖通施工说明，空调系统管道仪表图（P&ID），压差平面布局图，洁净分区平面布局图，风管平面布局图，风口平面布局图等。

暖通竣工文件包：文件清单，部件清单，风管制作清洗记录，风管漏风，漏光检测记录，空调系统空吹记录，高效过滤器安装记录，关键仪表的技术参数，空调系统的调试记录等。

②材料参数确认　空调系统各组件的材料、参数及质量，是确保空调系统能正常运行、达到符合URS及GMP的性能要求的重要指标，必须对空调系统的各组件进行确证。例如：机组箱体壁板的厚度，机组内初中效的过滤材质及型号，风机的材质及使用寿命，风管的材质，微压差计的量程，终端过滤器的效率等级等。

③空调机组装配确认　为了确保空调系统能正常运行，且性能符合用户需求，安装及空调机组的装配须同设计图纸及设计要求一致。例如空调机组各主要部件的安装位置与装配顺序是否与图纸一致。

④风管的布局确认　对照风管平面布局图对风管以及风管组件的安装位置一一进行确认，确认实际的安装情况是否与竣工图纸保持一致。

⑤高效过滤器安装确认　高效过滤器安装应进行确认，确保洁净区（室）能够满足相应洁净级别的要求，确认高效过滤器的规格、效率等级等信息是否能够满足用户需求及GMP要求。

⑥公用系统连接确认　为了确保空调能正常运行，其需要的公用系统应正确连接，且参数符合要求。包含加热蒸汽、加湿蒸汽的压力确认，冷冻进水、冷冻回水的温度和压力确认，机组的电源确认，排风机组的电源确认等。

（3）运行确认（OQ）

①风量和风速确认　洁净区（室）的送风量是单位时间内从末端过滤器或风管送入洁净室内的体积空气量；洁净区（室）的换气次数为单位时间的换气值。换气次数的计算公式为：

换气次数（次/小时）= 房间总送风量（m³/h）/ 房间体积（m³）　　（2-2）

根据式（2-2）可以看出，房间的送风量与换气次数成正比，送风量不足，换气次数偏低，洁净区（室）环境中的悬浮粒子可能得不到应有的净化，悬浮粒子和微生物参数超标，因此需对洁净区（室）的风量/换气次数进行确认。

送风量的测试可以采用风量罩对每个风口风量进行测试（见图2-1-30），计算总送风量。

风速的测试可以采用风速计在送风面下15～30cm的位置进行测试。

非单向流洁净室系统实际送风量和设计送风量的允许偏差为 0～20%。单向流设备的风速应满足A级洁净区对风速的要求：0.36 ～ 0.54 m/s。如果风口下有设备妨碍，可采用风速计测试风速，用平均风速乘以送风面积的方法计算风量。

②压差确认　洁净区与非洁净区（室）、相邻不同洁净级别间的压差是保证药品生产过程中避免污染、交叉污染的一种措施。因此，压差的确认在空调系统的确认中就显得尤为重要。压差测量可使用经校验过的电子微压计、斜管压差计、机械式压差表（见图2-1-31），测试过程中测试点应设在洁净室中央，远离可能影响测试点局部压力的送风口和回风口。

压差测试过程中确保房间门处于关闭状态。当待测试房间内有独立排风设备时，独立排风设备处于关闭状态、开启和稳定状态时，采用校准过的微压差计分别进行压差测试。比对测试数据与可接受标准，确认洁净区和非洁净区，相邻不同洁净级别房间之间的压差符合设计和GMP要求，空调系统各房间压差控制单元在房间压差出现异常时可控制房间压差使其恢复正常。

③温湿度确认　温湿度确认是确认空调机组的温湿度控制能力。温湿度测试可通过手持式的温湿度计或在线的温湿度监测装置来进行测试。

洁净区（室）的温湿度应根据生产工艺和人员舒适度的要求来进行设计，最终的测试结果应满足设计的要求。

④高效过滤器的完整性确认　送风空气流的终端过滤器可以过滤送风空气流中的尘埃和微生物，保持洁净区（室）符合相应级别的环境。高效过滤器自身破损、泄漏或边框泄漏、阻塞，会导致各房间的悬浮粒子、微生物参数超标。

制药行业通常采用光度计法（见图2-1-32）进行完整性测试。完整性测试时，在过滤的上风侧引入测试气溶胶，并在过滤器的下侧进行检测。检测方法：光度计法。检测高效过滤器整个送风面、过滤器的边框以及静压箱和过滤器的密封处。终端高效过滤器的透过率不应大于0.01%，当透过率大于0.01%时，则认为存在渗漏。

⑤气流流型确认　气流方向和气流均匀性要与设计要求和性能要求相符，若有要求，还要与气流的空间和时间特性相符。气流方向检测和显形检查的方法有示踪线法，示踪剂法，采用图像处理技术的气流显形检查，借助速度分布测量的气流显形检查等。气流方向符合设计要求和性能要求，例如：高效过滤器下方烟雾气流顺畅向下，无逆流；回风口处烟雾气流流向回风口，无逆流；通道处烟雾气流流向符合相邻房间气流设计要求，无逆流（见图2-1-33）。

⑥自净时间确认　自净时间确认项目是测试空调系统清除空气悬浮粒子以及污染物的能力的项目之一。自净能力与受控区内循环风比例、送风与回风的几何位置、热条件和空气分布特性等因素息息相关。

自净检测通常只适用于非单向流洁净室，一般以大气尘或气溶胶发生器等人工尘源为污染物，把房间内的悬浮粒子数（以粒径≥0.5μm粒子为准）增加到该洁净级别下静态悬浮粒子数的100倍，然后记录经空调系统净化过程，房间内悬浮粒子数衰减的趋势，自100倍悬浮粒子数降至合格数据的时间段就是测试的自净时间。自净时间的测试有以下两种方法。

方法一：当粒子浓度能够达到初始浓度时采用此方法。记录颗粒浓度最为接近该洁净级别要求的初始浓度的时间，作为起始时间t₀，记录颗粒浓度最为接近且小于预期洁净级别的颗粒浓度的时间，作为结束时间t₁。测试的自净时间T为t₁-t₀。

方法二：当粒子浓度达不到初始浓度时采用此方法。

以浓度达到最大值的时间进行记录，采集至少5～10个数据，使房间粒子浓度符合该洁净级别的要求即可停止测试。并根据公式计算自净率n，求取自净率n的平均值，根据自净率与自净时间的计算公式，求得自净时间。自净率计算公式如下：

　　（2-3）

式中，n为自净率；t₁为第一次和第二次测试的时间间隔；C₀为初始浓度；C₁为时间t₁过后的浓度。

平均自净率计算公式如下：

Avg（n）=（n₁+n₂+n₃+…+n_N）/N　　（2-4）

自净率和100∶1自净时间之间的关系，公式如下：

　　（2-5）

式中，n为自净率；t_0.01为100∶1自净时间。

生产操作全部结束、操作人员撤出生产现场并经15～20min自净后，洁净区的悬浮粒子应当达到“静态”标准。

2.1.3　洁净环境系统

2.1.3.1　洁净环境系统等级分类标准

先来了解一下用于洁净环境等级分类的粒子以及粒子的规格。在医药行业中，我们关注的为≥0.5μm和≥5.0μm的粒子。图2-1-34直观地展示了医药行业关注所粒子的规格。

（1）中国GMP（2010年修订）附录　无菌药品

中国GMP规定无菌药品生产过程中各级别空气悬浮粒子的标准见表2-1-1，洁净区微生物的动态标准见表2-1-2。

静态：所有生产设备均已安装就绪，但没有生产活动且无操作人员在场的状态。

动态：生产设备按预定的工艺模式运行并有规定数量的操作人员在现场操作的状态。

（2）欧盟GMP附录　无菌药品

欧盟GMP规定无菌药品生产过程中各级别空气悬浮粒子的标准见表2-1-3，洁净区微生物的动态标准见表2-1-4。

（3）FDA 无菌工艺生产指南（2004年）

（4）ISO 14644-1∶2015基于粒子浓度的空气洁净度分级

通过表2-1-6中对比，欧盟洁净度的要求与中国基本一致。FDA采用的是100级、1000级、10000级和100000级的要求（见表2-1-5），并对≥5.0μm的粒子未做明确的要求。ISO 14644-1∶2015中认为使用≥5.0μm粒径进行洁净度分级不适用，同时取消了95%UCL的计算。洁净度分级的各个法规的比较结果见表2-1-7。

2.1.3.2　洁净环境系统确认

洁净环境系统确认主要是性能确认，为证明空调系统能按照相应的技术要求有效稳定（重现性好）地运行且能持续保持洁净室内的洁净环境，需对洁净环境进行静态测试和动态测试。

静态是指所有生产设备均已安装就绪，但没有生产活动且无操作人员在场的状态。静态测试过程中，除和空调系统连锁启动运行的设备外，其他洁净区内的所有生产及辅助设备均不得开启。静态测试过程中，同一房间内的测试人员应不得超过两人。

动态是指生产设备按预定的工艺模式运行，并有规定数量的操作人员在现场操作的状态。“生产设备按预定的工艺模式运行”可理解为工艺设备在按照预定的工艺参数进行试生产或模拟生产活动。所以，在此过程中，除有特殊要求不得开启的设备外，其他洁净区内的所有生产及辅助设备应全部开启。制药企业应结合生产工艺特点和实际的控制要求，对洁净区各房间的最大允许操作人员数量做出规定，动态测试过程中，各房间人数应按照此要求进行实际控制，并将对应的人员数量进行记录。

性能确认过程中，将进行连续三天的静态测试和连续三天的动态测试，测试项目包括：房间压差测试、环境温湿度测试、悬浮粒子数测试、浮游微生物测试、沉降微生物测试和表面微生物测试。执行过程中，每天对所有测试项目完成一次测试。

（1）悬浮粒子浓度确认

制药行业应根据GMP及相关标准指南中的规定对洁净室的悬浮粒子浓度进行确认，在进行悬浮粒子测试前应做以下规定：

①测试人员的要求（培训、数量）；

②测试仪器的要求（精度、校准等）；

③采样点位的要求；

④采样量的要求；

⑤采样次数的要求；

⑥测试结果计算。

用于洁净区空气悬浮粒子监测的仪器多为光散射粒子计数器和激光粒子计数器（图2-1-35）。

（2）微生物确认

洁净室的环境应避免微生物的滋生，相应洁净级别对微生物有一定要求。测试前的规定同悬浮粒子一致。

监测方法有沉降菌法、定量空气浮游菌采样法和表面取样法（如棉签擦拭法和接触蝶法）等。培养皿在用于检测时，为避免培养皿运输或搬动过程造成的影响，宜同时进行阴性对照试验，阴性对照培养皿与采样的培养皿采用相同操作，但不需暴露采样，然后与采样后的培养皿（TSA或SDA）一起放入培养箱内培养，结果应无菌落生长。

①浮游菌　经常使用撞击法中的狭缝式采样器或筛网撞击式监测浮游菌采样器（图2-1-36），通过多孔盖抽取空气，而气流中的微生物则撞击附着在标准培养皿中琼脂培养基的表面。在生产过程中，可以设定采样器，利用采样、等待、再采样的间隙方式监测生产全过程。另外，浮游菌采样器还有筛孔撞击式、表面真空取样、离心式、过滤式和液体冲击式等采样方式。

②沉降菌　用暴露法收集降落在培养皿中的活生物性粒子，并将其培养、繁殖后加以计数所得。沉降菌测定的培养皿应布置在有代表性的地方和气流扰动最小的地方。具体的采样方法和培养方法是，将培养皿放置在接近于操作高度的位置后，打开外盖并倒扣放置，使培养基表面暴露出来。

③表面菌　物体表面微生物测试可以确定物体（包括工作服）表面微生物的污染程度。一般情况下，可以使用棉签间接取样后培养、直接接触法取样和表面冲洗法3种方法，而利用直接接触法时，所用的接触碟要放置至室温后使用。

2.1.4　洁净环境日常监测

随着药品监管力度的加大，市场准入要求的提升，药品生产企业必须严控生产全过程，尤其是无菌药品的生产全过程。根据中国GMP（2010年修订）附录“无菌药品”第十条（应当按以下要求对洁净区的悬浮粒子进行动态监测：根据洁净度级别和空气净化系统确认的结果及风险评估，确定取样点的位置并进行日常动态监控）和第十一条应当对微生物进行动态监测，评估无菌生产的微生物状况。监测方法有沉降菌法、定量空气浮游菌采样法和表面取样法（如棉签擦拭法和接触碟法）等。动态取样应当避免对洁净区造成不良影响。成品批记录的审核应当包括环境监测的结果］的规定需对药品的生产环境进行日常监测。日常监测通常包含以下内容： 监测项目、监测计划、监测点位、监测频率、监测数据管理。

（1）监测项目

洁净区的设计必须符合相应的洁净度要求，达到“静态”和“动态”的标准，同时，该区域还应当动态监测压差、温湿度、微生物（浮游菌、沉降菌、表面微生物）的情况。微生物主要包括病毒、立克次体、细菌和原生虫类等，但是，与洁净室有关的主要是细菌。因为细菌不能单独生存，所以，它一般都附着在尘粒上，因此，可以通过空调的初效、中效、（亚）高效过滤阻隔尘埃粒子，同时，也能完成对细菌的阻隔。对无菌区来说，微生物检测更重要，但是，直接检测的周期长，所以，可以用粒子水平来间接衡量其具体的情况。也就是说，这两方面的检测可以为无菌生产过程环境的破坏度和卫生状况作评估，为最终产品的放行提供数据支持。

（2）监测计划

一个良好的日常监测计划关键在于结合清洁/消毒周期，确定监测点的位置和适当的监测频率，但没有任何一个取样方案能适用于所有需要监测的环境。

选择取样频率的关键点是能够鉴别出系统潜在的缺陷。取样频率可能需要根据情况做出临时或长久的调整，这些情况包括生产操作、药典要求、微生物趋势变化；添加新设备、附近房间或公用系统的改造等。

每个取样点的监测频率可能会低于系统或洁净区的监测频率（例如，有些取样点是循环测试的）。对于批生产相关的监测频率，可能会不同于常规监测频率。在许多情况下，批生产环境的监测可覆盖洁净区的常规监测。

日常监测过程与验证相比，有所不同的是：日常监测点位基于风险评估，可以比验证有所减少。

（3）监测点位

取样点位的选择很大程度上取决于洁净室的设计和生产过程。在选择取样点时，应对每个程序仔细认真地加以评估。取样的主要目的是提供有价值并可用于判断的数据，以便鉴别/识别特定程序、设备、材料和工艺相关的实际或潜在的污染。取样应设在如果取样点受到污染，则产品很可能受到污染的那些位置，然而，必须谨慎地确定取样点的位置，靠近产品但不要接触产品。

常规监测取样点位应考虑如下因素。

①在哪些部位的微生物污染，最可能对产品质量造成不良影响？

②在生产过程中，什么地点最容易长菌？

③取样点的选择需要统计学设计还是根据网格法来确定？ 在常规监测中，有一些点需要周转取样吗？

④哪些地方是清洁、消毒或灭菌时最难覆盖/接触或最难有效的部位？

⑤什么活动会导致污染的扩散？

⑥在某一部位的取样操作，足以导致测试数据的差错或污染产品吗？取样只应在生产结尾换班时进行吗？

环境动态监测布点的评估方法有多种，下面以冻干工艺为例进行说明（见表2-1-8）。

根据上表的评估确定下来的动态风险点位见图2-1-37。

根据靠近产品但不要接触产品的布点原则，最终确定的动态监测布点图见图2-1-38。

（4）监测频率

在制药行业中，环境监测要求的变化幅度很大，这取决于多种因素，如生产工艺或产品的类型、设施/工艺的设计、人员干预、后续最终灭菌的采用（包括无菌检查及与此不同的参数放行）、环境监测历史数据情况等，但并不局限于所提到的因素。没有万能的取样方案能适用于所有需要监测的环境。另外，取样频率可能需要根据情况做出临时或长久的调整，这些情况包括生产操作、药典要求、微生物趋势变化、添加新设备、附近房间或公用系统的改造等。选择取样频率的关键点是能够鉴别出系统潜在的缺陷。

（5）监测数据管理

①警戒和纠偏限度（行动限）　制药企业应根据相应法规指南和历史数据以制定书面形式的警戒限和纠偏限。警戒限通常指系统的关键参数超出正常范围，但未达到纠偏限，需要引起警觉，可能需要采取纠正措施的限度标准；纠偏限指系统的关键参数超出可接受标准，需要进行调查并采取纠正措施的限度标准。

临界值法：用直方图对取样点的所有测试数据，或近似位置的一组数据进行统计，其警戒限和行动限分别设定为最高值的1%和5%。也可以使用其他百分位数建立限度，以最后的100个监测结果的第95和第98百分位值作为警戒限和行动限。

正态分布法：计算出数据的平均值和标准偏差，其警戒限和行动限分别设定为平均值的2倍和3倍的标准偏差。此方法仅适用于符合正态分布的大样本数据。

②监测数据分析　制药企业需要对监测得到的数据进行分析，其目的在于：分析超出限度的结果，确定纠偏措施；考察现行限度标准的适用性；确定系统的性能是否符合预期的要求。日常监测数据的分析和处理流程如下。

a.决定分析目标（例如取样点警戒/纠偏限度的回顾审查，管理更新）。

b.规定需分析的数据。

c.利用数据绘图，例如柱状图和折线图，来评价基础数据并确定分布的规律（如有）。也可利用这类数据图来确定离群值（异常值，经偏差调查后可能会舍弃）或数据规律等特性。

d.观察数据的分布并试探寻找最适合总体目标的数学模式。如果数据呈现一个具体的分布模式，则可应用参数化的数学模型。如果数据始终是无规律的分布，那么只能应用无参数模型的方法。

e.无论选择什么样的统计模型，分析方法应与数据一致，并和结果一起记录于数据总结中。

（6）调查、纠偏措施

当监测数据出现漂离基线值的异常情况时，需要进行调查以识别造成环境质量水平出现异常的原因，寻找污染源。根据异常情况的风险等级采取不同的纠偏措施并对纠偏措施进行跟踪回顾检查。