制药GMP无菌室安装 实验室整体建设

中净环球净化可提供GMP洁净车间、GMP无菌车间的咨询、规划、设计、施工、装修改造等配套服务。
HVAC系统的用户需求通常包括：洁净室参数一览表，包括：温度；相对湿度；洁净级别；自净时间；换气次数要求；微粒控制或过滤要求；压差或气流方向的要求；辅助通风或排风要求（比如除尘）。初步的AHU数量及区域划分:服务区域；AHU基本配置（比如回风或**全新风）。辅助HVAC系统清单：除尘；冷冻水；冷却塔；洗气塔/炭吸附。在准备基础设计的过程中，下述问题得到考虑：人员、产品、设备及其他物料的流向；气锁室方案；污染源、途径、风险及其控制；能够满足用户需求的其他备选设计方案的风险评估；HVAC系统的服务区；洁净室的洁净度与产品污染风险之间的关系；污染物残留的控制（即：清洁或消毒）；设备和系统的可靠性及备用策略；设施和系统的灵活性；施工及启动/调试的便利性；维护、维修及操作的便利性；调试与确认计划；经济性及设施的生命周期成本。
在基础设计获得批准之后，即可开始详细设计。在这个阶段中，应确定与工程相关的施工、安装、运行等技术细节，详细设计应包括：基础设计文件资料的新和细化；各系统终带控制点空气流程图（AF&ID）；设备及风管布置设计图；空调机组（AHU）组合图及其性能参数；初步的立面、剖面图以及各系统协调配合图；系统操作控制原理；房间送/回/排风量及风口形式规格表；终设备选型；施工说明；工程设计详图。关于 HVAC 系统的调试和鉴定，根据项目需要，可在设计阶段将调试和鉴定活动的计划包括在之前的各设计阶段中，以使项目的范围、成本和进度计划得到事先的考虑，避免产生负面影响，因为净化空调系统的设计缺陷通常在调试过程中才会变得显著。

对HVAC系统而言，在设计审查和鉴定过程中需要关注的典型问题包括：温度、湿度和洁净度要求；洁净分区的要求；AHU系统分区与生产活动的协调；尘埃或污染物的产生与解决措施（例如：局部排风等）；交叉污染的控制；气锁室设计与压力流向的协调；所采用的换气次数；遵守防火及防烟法规，遵守排放许可；维护、检测及调试的通道及空间；工程余量、备用和可靠性；工艺设备与 HVAC 系统的关联。HVAC 系统工程师对系统失效的风险和潜在影响进行评审，并考虑潜在失效模式，例如：气流失效；过滤器失效（丧失对悬浮粒子或交叉污染的控制）；温度控制失效；湿度控制失效；一个AHU失效，其他AHU会产生干扰性压差。可能对 CPP 产生影响的典型 HVAC 系统性能参数包括下述各项：温度；相对湿度；静态的微粒计数；动态的总微粒计数（分级区域）；洁净室内从动态到静态的自净时间；送风HEPA过滤器的性能（污染物的捕获）；换气次数/风量（影响粒子计数和恢复时间）；区域压差（洁净室的保护）；关键区域的气流组织；活性微粒的试验结果－空气中（与总悬浮粒子有关）；活性微粒的试验结果－表面擦拭试验（间接受 HVAC 系统影响）；应对关键参数清单进行审查，以确保其将对产品质量和患者的风险降到低水平。
湿度控制的实现方法包括：除湿（通过冷却或干燥）或者利用蒸汽加湿器增加湿气；由于湿度由经过验证的系统实施持续监测，因此，我们认为这对于依靠增湿器/除湿器确保将湿度保持在工程变控制的范围之内而言是足够的；温度控制可以通过使用冷热盘管实现。由于温度由经过验证的系统实施持续监测，因此，我们认为这对于依靠加热系统确保将温度保持在工程变控制的范围之内而言是足够的；利用终的HEPA过滤器得到C级的空气质量，利用微粒计数对其进行定期的泄漏试验，由于HEPA过滤器的完好性没有受到持续监测，而它与系统性能的方面有直接关联，因此应对其进行验证，并将其保持在质量变控制的范围之内；洁净室压差是为防止空调区域与邻近区域之间发生泄漏所致。由于压力由经过验证的系统实施持续监测，据此足以对风管/阀门系统进行确认，并在工程变控制下加以维护。

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空调系统设计将直接影响到生产设施的运行费用，特别是那些需要24小时不间断运行的场合。设计师在设计过程中考虑以下几个影响因数：佳换气次数；符合设施操作特性要求的佳自净周期；佳压差；合理配置空气过滤器，以便延长HEPA过滤器使用期限；尽量在设计中采用同一规格的HEPA过滤器，以便减少备品备件总量；便于维护和测试；在没有交叉污染的前提下，尽量利用回风或热能回收；良好的工艺/设备的确认以及设施的调试，符合良好的工程实践。无菌生产中的污染源主要来自于：HVAC系统；工艺过程及其操作；操作人员（通常情况下这是大的污染源）；设备或器具带入；原料带入；邻近的低受控区域；假如提供的设计是合适的，那么 HVAC 系统将可减少微粒的污染，但并不表示无菌区的微生物污染物可以*。
工艺过程的污染则主要来自于无菌区域内设备的操作运行。例如，分装操作可能产生大量的微粒，在这种情况下，重要的是了解这种操作过程，识别可能产生的问题，并且隔离这种操作过程；这可能意味着区域的分隔，仔细设计的空气流向，压差的建立，或采用屏障隔离系统，来大程度降低对产品的风险。压差控制对维持无菌区稳态生产环境很重要，在设计中充分注意到过滤器堵塞将影响到 HVAC 系统的动态风量平衡，降低过滤器负载的措施有：在没有交叉污染风险的前提下，尽量利用生产区的回风；根据微粒情况仔细选择相应的过滤器；关注新风入口位置；设施的地理位置。

温度和湿度参数主要取决于产品的要求和操作人员舒适度的需求，温度和湿度取值不当可能会引起微粒和微生物负荷的增加。下列还有一些对无菌生产操作非常重要的环境参数，它们可能会对“GMP 关键参数”产生直接或间接的影响：紊流洁净室的气流组织；自净时间；噪声**标水平；产品的职业允许暴露水平。当产品可以终灭菌时，工艺标准可以适当放宽。但无菌灌装产品的质量不能完全依赖于对成品的无菌度测试，因此严格的工艺过程和环境条件控制仍然是的。设计的第一步就是确定核心区，在该核心区内，产品容器/包装或产品所接触的表面有可能暴露并受到潜在的污染。下列为典型的核心区范围：灌装点；灭菌后的小瓶/盖子进入无菌操作的区域；产品容器在无菌操作区内打开的区域； 任何与产品容器相连接的区域；灭菌后的容器/包装以及设备接触表面在无菌操作区内的停留区域；采用热力灭菌的容器/包装和设备接触表面经过灭菌后在无菌操作区内的冷却无菌；过滤器的连接、打开和组装容器/包装和设备接触表面清洗后等待灭菌以进入无菌操作区（该阶段确定时间限制）灭菌后设备的组装。
为了防止“脏”空气污染“干净”空气，重要的方法是使高级别区域的空气流向低级别区域，形成不同区域的级别梯度；生产区相同级别房间之间同样也设定气流方向；遵循由核心区向外递减原理，这将减少对产品的任何潜在污染，实际上气流流向是通过压差梯度来建立的，压差为设计者提供了实用和可计量的设计工具，以及可测量的具体目标值；当通过压差来建立梯度时，考虑下列因素： GMP中规定的低值；现场能够测量得到的压差；当气锁门打开时的可接受的压差变化。

中净环球净化科技提供制药、医疗器械、生物实验室、食品化妆品、微电子、LCD、光电、光伏、精密机械、医院手术室等领域工程设计、制造、安装调试、检测综合性成套服务。以洁净技术为核心，在ISO9001国际质量体系认证、ISO14001际环境管理体系下进行30万-10级洁净系统整体规划设计、安装。公司的产品有：风淋室、货淋室、传递窗、洁净工作台、初中效过滤、高效送风口、洁净棚、自净器、FFU净化单元、洁净服、洁净耗材。
无菌生产工艺中，热力灭菌器（包括湿热灭菌器和干热灭菌器）主要用于无菌生产区所用的包装容器、密封组件、工器具的终灭菌，以使进入无菌生产区的所有物品达到无菌的目的；热力灭菌器在其工作时，会有热量产生，与生产环境还有空气的交换，因此会对 HVAC系统产生影响。无菌生产所采用的热力灭菌器有两种基本的形式：静态设备 – 如湿热灭菌柜、干热灭菌柜等；动态设备 – 如灭菌隧道等。
稀释设计（紊流）在HVAC系统设计中应用很广，该设计考虑到房间的布置和操作，以及对核心区提供适当的局部单向流的保护；另外有一点指出的是有些空气流动较低的区域，如房间的角落，往往会成为微粒浓度非常高的地方；说明的是经HEPA过滤器的单向流装置送出的空气，与来自房间HVAC系统的空气一样，同样会稀释房间内的尘埃粒子，这种来自单向流装置的空气会增加有效的房间换气次数，并且有利稀释；对新安装的HVAC系统来说，依赖房间的HVAC系统来满足低的换气次数要求（单向流装置的作用不可计算在内）。下面是三个紊流稀释洁净室的基本要求：送入空间的空气比需要保持的房间空气条件干净；送入的洁净空气的体积足以抵消空间所产生的微粒数，并保持动态的环境条件；使房间空气和送入的洁净空气充分混合以达到稀释的作用。所有三个基本条件都在房间空气换气次数计算时得到反应，为了保证无菌区能成功运行，为该区域服务的空调系统在设计时有许多因数需要考虑及处理。

HVAC 系统设计中需考虑的操作因数包括：对无菌生产区操作人员数量的限制；避免人员穿过核心区（除非是的）； 了解人员在正常操作时的位置； 若介入核心区的操作是无法避免的，可考虑采用手套接口以避免对核心区的污染；了解人流路线，对频繁活动的区域（ 如衣间）增加换气次数；将进入无菌操作区的换穿衣和脱衣路线分开。良好的装修可方便清洁，如无脱落的表面，尽量少的房间角落。此外还有一些因数对保持压差梯度非常重要，例如：“穿越隔墙的孔洞”（例如，传送带、消防喷淋头的盖子等）；门的缝隙和精度；气锁如何保持压差梯度，门开启的时间长短（同时也要考虑到压差失去时的报警延迟）；门的开关（能否克服压力而关闭与开启）；设备位置；核心区与操作人员和其他区域的相对位置；动态的压力控制措施或维持房间之间压力稳定的静态系统； 房间消毒情况（消毒接触时间周期，异味如何快地被稀释）；避免洁净区内产生不可接受的涡流或死角 （避免内部房间复杂的布局）；另外还考虑到哪些变化在系统确认测试时是重要的，如门的开启对房间压力的影响等。
GMP车间设计师对安装于系统末端的HEPA过滤器送风口的送风效果加以关注，使送风能与房间的空气充分混合，这是HVAC系统设计遵循的基本原则。送风口位置通常还应与照明灯具等相协调，因此其理想的位置可能是一个折衷的方案。在对布置进行优设计时，下列因数往往被反复考虑到：为满足房间换气次数而提供的送风量；既达到房间预期空气质量和气流组织，又使末端HEPA过滤器单元数量少，同时还要考虑减少过滤器的换及其投入成本；佳的末端单元数量同时又可达到良好的空气分布；末端单元外形尺寸和额定风量的标准化配置，以减少换成本和增加有效使用率。对于稀释设计来说，吸风口的位置不如送风口关键，因为它们对房间空气的流动影响很小，应位于空气流动较少的部位（比较理想的位置在房间内较低的角落）；对于置换设计（如单向流），吸风口在低位处。
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通风管道应符合《采暖通风与空气调节设计规范》，空气送风管道和一般的回风管道应采用镀锌钢制成，如果需要防腐或保持清洁（例如在洁净室内），则应采用不锈钢材质，不可采用能够增加微粒或易于滋生细菌的内部保温材料，通风管道应设置适当的支架，以承载其自身重量和保温材料及管路中的设备和控制装置；如果噪声较大，可在HEPA过滤器前安装管道消声器，如果振动较大，可考虑采用挠性支架和接头；若需采用挠性管道将支管连接到终端空气设备，应尽可能缩短其长度，不能**过3m。通风管道规格和方向变化较大，会增大噪声、振动和压降；从风机和空气处理机引出的管道应尽可能采用直管，若需在靠近风机处采用弯管，则须避免其引起使系统性能降低和增大功耗的“系统效应”。
为了减少空气泄漏，并避免将来发生较大的泄漏，应按照《通风与空调工程施工质量验收规范》相应的要求对通风管道进行密封，各个场所、空气系统和供应区域的管道泄漏百分率会有所不同；一般情况下，通风管道泄漏率不能**过1%（对于正压排气管和输送危险物质的正压管道，泄漏率应为 0%），应精心选择密封管道密封胶，确保其能够长期附着在镀锌钢材上，溶剂型密封胶和油基密封胶较难使用，且可能受到环境限制，但通常具有较长的寿命。风阀用于改变暖通空调系统内空气流动的方向、停止空气流动或改变空气流量；风门叶片可平行运动，也可相对运动；平行叶片风门转动方向相同，在从全开到全闭的行程中，相互间保持平行，相对叶片风门工作时，邻近的叶片转动方向相反；建议采用对开调节风阀，因其节流平稳，具有较好的线性特性（因为湍流较少）；可采用较复杂的设计，以提高控制性能，但会增加成本。风阀应采用耐腐蚀材料制成，例如铝或 304 不锈钢；风阀中间轴应延伸到空气处理机组壳体外部，以便于安装执行机构。
GMP车间常用的气流组织的送风方式有三种：侧送、孔板送风、散流器送风，这些送风装置对于各房间/空间内外的空气分配至关重要；安装在正确的位置，才能保证空气在空间供气侧到回流侧的妥善分配和清扫作用，达到净化空气和*污染物的均匀气流型式；安装位置不正确可能导致死区（局部微粒浓度增大）或气流过大（产生不利的空气湍流）；对于空气需求量较少的分级空间，采用低流量多出气口通常比高流量单出气口效果好。终端过滤组件（过滤箱）采用从房间一侧可接近的 HEPA 过滤器，用于供给清洁空气，并防止空气处理机组未运转时污染空气从房间流出。
控制污染物浓度的方法有三种：稀释通风、工艺过程封闭；局部排气罩的设计对于达到与微粒的粒径和扩散方式相适应的捕集速度至关重要，该设计还应保证合理的噪声级和排气量。通风管道设计应基于恒定流速，确保微粒保持悬浮状态，防止其在管道中积聚；考虑到固体碰撞会引起腐蚀，管道厚度应足够大，且应平滑过渡，尽量减少弯管数量，以降低能耗、腐蚀和粉尘沉积的可能性，检修门便于进行日常检查和清洁；系统可设计为连续工作，以降低暖通空调系统关闭时设施内气体交叉流动导致污染的风险，在暖通空调系统平衡过程中，应考虑空气排放量；如果主集尘器利用逆流压缩空气自动清洁，设计和调试应考虑系统管道内流量周期性减小的影响。

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HVAC系统可作为对环境条件控制的支持系统，通过数据监控和记录，将“GMP 关键参数”提供给生产人员，从而对系统产生直接的影响。这个系统需要通过研究以确认其合乎要求。这些“GMP 关键参数”监控和记录系统，好单独设置，与其他 HVAC 控制系统（如楼宇控制系统 BMS）区分开，以避免确认过程变得复杂。HVAC 的自动控制系统将主要用来控制温度和湿度等变量，同时在一些较复杂的系统中，还可对下列变量进行主动控制：房间压差；送风和排风（或回风）的定风量控制；过滤器阻力（压降）条件监控；动态的房间压力控制；在设计中，还要考虑到当自控系统失效时，会对 HVAC 系统产生什么影响，例如要考虑当风量失去，或动态压力控制失效时。
在设备和风管的安装过程中，HVAC系统尽可能保持干净。可采取下列措施：在安装之前密封已经预清洁的设备/风管；用消毒剂完整的擦拭风管；另外重要的是整个系统要留有清扫口，以便必要时，可对系统进行人工清洁和消毒，但是，留有人员入口与保持系统密封之间有矛盾，因此入口面板的设计合理、密封良好。作为维持环境条件的组成部分，定期的或临时的降低生产区及其 HVAC 系统的微生物负荷，这可包括下列措施：对部分或全部系统用消毒剂进行熏蒸；在生产区进行消毒剂熏蒸循环；重要的是在设计阶段，就要了解如何进行控制，并采取适当的措施；例如，采用高效的过氧酸作为熏蒸剂，需要后续的通风以能有效的排除熏蒸残留物；另外消毒剂不能降解其接触到的物质，如过滤器的密封等。

设备和服务系统的维护在无菌区外进行。例如对HVAC系统来说，不必进入无菌区，就可对风量平衡阀和控制元件进行维护。设计师同时了解工厂设施的维护计划。例如安装风机轴承震动探测器，将对设备维护工作有利，可避免设施的非计划停工。对故障现象的高效率的、快速的反应，将可抵消系统备份的增加。这就是为何采用标准配件如统一规格的 HEPA 过滤器的原因。HVAC 维护人员受过良好的培训，对无菌区环境参数的变化有所警觉和记录，并理解其含义。反应的速度和准确度将影响设施的运行效率。他们明白他们的工作（例如打开运行中的空调箱的门）可能会干扰房间的“关键参数”并进而影响到产品的质量。如果发生了**过正常操作范围的变化，但还是在工艺限度之内，此时需要额外的环境监控。例如，送风机风量低于所需的低换气次数，或房间压力小于正常值，增加其他重要参数的收集，以判断房间环境是否依然受到控制。
服务于无菌生产区的HVAC系统其空气循环是一种通常的做法，也是一种良好的实例，这种方法可减小过滤器的微粒负荷，同时考虑到另外一些因素：在多用途设施内的潜在的交叉污染；被产品所污染的空气的再意外循环将影响操作和维修人员，这种污染也许可通过设置回风过滤器来加以克服。过滤器是“换”型，以保证维护人员的。系统中HEPA过滤器的安装位置的关键在于不使空气有被再次污染的可能；对于B及其以上的净化级别，送风末端设置HEPA过滤器是的。末端过滤器的堵塞会导致预先设计的压差的不同；对此有几个不同的解决办法：定期的换HEPA过滤器；对末端HEPA 滤器采用某些定风量控制形式；安装*二级HEPA过滤器，某种程度上保持末端两个过滤器的一致。
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为评估无菌生产的微生物状况，应对微生物进行动态监测，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；动态取样应避免对洁净区造成不良影响，成品批记录的审核应同时考虑环境监测的结果；对表面和操作人员的监测，应在关键操作完成后进行，在正常的生产操作监测外，可在系统验证、清洁或消毒等操作完成后增加微生物监测。
应对洁净区的悬浮粒子进行动态监测。
1.根据洁净度级别和空调净化系统验证中获得的结果及风险评估，确定取样点的位置并进行日常动态监控。
2. 在关键操作的全过程，包括设备组装，应对 A 级区进行微粒监测。工艺的污染如可能损坏粒子计数仪时，应在设备调试操作和模拟操作期间进行测试。A级区监测的频率及取样量，应能及时发现所有人为干预、偶发事件及任何系统的损坏。灌装或分装时，由于产品本身产生粒子或液滴，灌装点≥5µm 粒子也许不能始终如一地符合标准，这种状况是可以接受的。
3. 在 B 级区可采用相似于 A 级区的监测系统。根据 B 级区对相邻 A 级区的影响程度，采样频率和采样量可予以调整。
4. 悬浮粒子的监测系统应考虑到采样管的长度和弯管的半径对测试结果的影响。
5. 日常监测的采样量可与洁净度级别和空调净化系统验证时的空气采样量不同。
6. 在 A 级区和 B 级区，连续或有规律地出现少量≥5.0 μm 粒子计数时，可能是污染事件的征兆，应进行调查。
7. 生产操作全部结束，操作人员撤离生产现场并经 15～20 分钟（指导值）自净后，洁净区的悬浮粒子应达到表中的“静态”标准。

8. 应按照质量风险管理的原则对 C 级区和 D 级区（必要时）进行动态监测。监控要求以及警戒/纠偏限度可根据所从事操作的性质来确定，但自净时间应达到规定要求。
9. 温度、相对湿度等其它指标取决于产品及操作的性质，这些参数不应对规定的洁净度造成不良影响。
无菌药品的生产操作环境应根据产品特性、工艺和设备等因素选择适当的洁净度级别。
洁净度级别 终灭菌产品生产操作示例：
C 级背景下的局部A级
高污染风险的产品灌装（或灌封）
C 级
产品灌装（或灌封）；高污染风险产品的配制和过滤；眼用制剂、无菌软膏剂、无菌混悬剂等的配制、灌装（或灌封）；直接接触药品的包装材料和器具终清洗后的处理。
D 级
轧盖；灌装前物料的准备；产品配制和过滤；直接接触药品的包装材料和器具的终清洗。
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暖通空调系统可划分为：直流型空调系统，即将经过处理的，能满足空间要求的室外空气送入室内，然后又将这些空气全部排出。再循环型空调系统，即洁净室送风由部份经处理的室外新风与部份从洁净室空间的回风混合而成；室外新风量通常按洁净室内每名操作人员40m3/时计算，此外还应满足补偿从室内排出空气的需要。由于再循环型空调系统具有初投资和运行*的优势，故在暖通空调设计中应尽可能合理采用再循环型空调系统，但下列情况空调系统的空气不能循环使用：生产过程散发粉尘的洁净室（区），其室内空气如经处理仍不能避免交叉污染时；生产中使用**溶媒，且因气体积聚可构成火灾危险的工序；病原体操作区；放射性药品生产区；生产过程中产生大量有害物质、异味或挥发性气体的生产工序。
空调机组可以采用二台送/回风机的串联布置方式，用以补偿通过风道系统内HEPA过滤器较高的压降。串联布置还可采用一套AHU先对室外空气预处理，连接至一台或数台AHU循环机组作新风补充使用；对于仓库和大型研究试验室等空调面积较大时应用场合，通常可采用多台AHU并行排列的布局形式；这种方式可以提高可靠性，在一台设备故障情况下或系统负荷较小时，仍可使该区域维持低可接受的条件。空气一般为干空气和水蒸汽的混合物，当湿空气不能再保持多水分时，称为“饱和状态”；空气越冷，所能保持的水分越少；较暖的空气能保持多的水分。显热导致物质温度变化；潜热是空气/水混合物中水分携带的蒸发热，向空气添加水蒸汽即可增加空气湿度，而不会改变空气温度。

空调系统的控制和监测，通常的做法是通过检测系统（传感器、变送器、指示仪、记录仪、报警器等）对所确定的关键参数进行监控；在设计过程的早期阶段，应决定HVAC控制系统或多用途系统，例如建筑物管理系统/建筑物自控化系统（BMS/BAS）是否还用作报警功能、操作工管理和数据记录系统；该系统也能获取HVAC系统设备数据，以及可用于GMP 规定过程的环境监测数据；另一种控制和监测方法是配用一个独立的报警及关键数据管理系统，例如数据记录器程序控制系统，使HVAC控制系统仅适用于制药厂管理所需的控制和维护信息。在存在改变信号条件下进行测量（例如风量测量），可能需要过滤，以免发生频繁报警；通常所选用的过滤器在记录和报警时，大多使用连续时间加权平均值信号，而不是瞬时信号；采用 4 秒-10 秒间读数的连续平均值通常能剔除信号噪声。
HVAC系统设计的目标是提供一个符合 GMP 的系统，确保其满足产品和工艺的需求以及良好工程规范（比如可靠性、可维修性、可持续性、灵活性及性）。暖通空调系统设计相关的问题包括：人员、设备及材料的流转模式；开放或封闭式的生产方式；各个房间内实施的生产活动；建筑与工艺布局；房间装修及结构的严密性；门的选择和位置；气锁间的设置策略；洁净服的穿着及清洁策略；HVAC系统设备及风管的特殊要求；进风口和排风口的位置。就HVAC系统的设计层面而言，药品监管机构的 GMP 要求会对项目设计产生影响，特别是一些关键参数的确定。设计小组应协调处理 GMP 要求与适用于工厂和 HVAC 系统设计的国家/地方建筑规范/标准之间的矛盾和冲突，包括有关建筑、防火、、卫生、环保、劳动保护、节能、抗震等。此外，业主的保险代表还有可能提出额外的要求。HVAC 系统设计工程师还应了解新国外相关的法规和标准的发展，了解相关技术趋势，同时还应与其他专业人员密切配合，从而使项目获得大范围内的成功。