國際水(shuǐ)準的(de)專業現代化(huà)(huà)生物(wù)實驗室規劃與設計(jì)對一座成功的(de)現代化(huà)(huà)實驗設施具有極其重要的(de)意義。生物(wù)實驗室設施和設備水(shuǐ)平越高(gāo)、越現代化(huà)(huà)、生物(wù)實驗室等級越高(gāo)，其意義也越為(wèi)重大。中國的(de)生物(wù)實驗室設施建設正處于向現代化(huà)(huà)高(gāo)速發展的(de)階段，這(zhè)就要求生物(wù)實驗室設施的(de)規劃與設計(jì)者能夠提出既切合實際又(yòu)具有前瞻性的(de)建築方案和工藝設計(jì)。
如何引進國際先進的(de)生物(wù)實驗室/醫(yī)療建築設計(jì)與規劃理(lǐ)論和技術，同時将生物(wù)實驗室建築的(de)功能及其文化(huà)(huà)內(nèi)涵融合為(wèi)有機的(de)整體，将是國內(nèi)生物(wù)實驗室設計(jì)人員面臨的(de)挑戰。作者希望通過這(zhè)次論壇，結合翰時國際（A&S）在(zài)國內(nèi)的(de)成功專項設計(jì)項目，如中國國家疾病控制中心、天津CDC等，探讨現代化(huà)(huà)生物(wù)生物(wù)實驗室的(de)工藝設計(jì)與發展。
一. 現代化(huà)(huà)生物(wù)實驗室設計(jì)理(lǐ)念與原則
1. 最大限度地(dì)尊重基地(dì)環境，表達對環境的(de)尊重 - 生态建築設計(jì)
在(zài)對現狀地(dì)充分分析基礎上,對方案構思中将建築作為(wèi)環境的(de)背景的(de)設計(jì)理(lǐ)念，将單體建築包容于環境之中。
2. 前瞻性的(de)設計(jì)理(lǐ)念 生物(wù)實驗室具有下列特點：
●靈活性：每一個(gè)實驗室都能有足夠的(de)空間來放置儀器(qì)和設備。單獨闆塊還可以獨立的(de)控制它們各自的(de)用(yòng)途，以便在(zài)保證不(bù)影響相關實驗室的(de)情況下也不(bù)必改變模塊配置。
●經濟性：實驗室考慮到為(wèi)防護、工作以及配置方面的(de)效率利用(yòng)進行(xíng)區(qū)域劃分，從而避免了面積和空間的(de)浪費。
●擴展性：建立在(zài)可增添結構的(de)模塊形式和可重複使用(yòng)的(de)運行(xíng)系統基礎上的(de)實驗室系統，能夠在(zài)不(bù)犧牲一定功能或不(bù)影響相關實驗室的(de)情況之下進行(xíng)必要的(de)收縮和擴張。
●安全性：實驗室內(nèi)的(de)區(qū)域配置需要按其潛在(zài)的(de)危險程度來劃分。煙霧防護罩和酸性物(wù)質以及易燃物(wù)質的(de)儲存位置和為(wèi)生物(wù)安全倉分派的(de)空間将被配置在(zài)較高(gāo)危險帶即處于實驗室後部（遠(yuǎn)離(lí)出口）。一定的(de)空間和足夠的(de)廢棄物(wù)通道(dào)将被用(yòng)來為(wèi)較高(gāo)危險帶形成第二層的(de)防護。每個(gè)實驗室的(de)低危帶将用(yòng)來安排各種幹燥台面活動比如放置寫字桌、計(jì)算機和儀器(qì)等。潮濕台面活動則被安置在(zài)中危帶。
通暢性：實驗室走道(dào)和出入口将提供簡便的(de)行(xíng)動通道(dào)以及提供符合國內(nèi)相關規範的(de)相應通道(dào)。
3. 适應生物(wù)技術發展趨勢
為(wèi)确保實驗室人員的(de)安全、防止環境污染是開展緻病微生物(wù)實驗研究的(de)先決條件(jiàn)。因為(wèi)實驗室是造成實驗人員或周圍環境可感染疾病的(de)高(gāo)危工作區(qū)。在(zài)設計(jì)中，不(bù)僅要滿足功能要求，而且必須按照(zhào)國家标準規範和有關行(xíng)業專業标準，并借鑒參考國內(nèi)外生物(wù)實驗室有關設計(jì)标準、及相關規範，達到微生物(wù)和生物(wù)醫(yī)學(xué)實驗室安全通用(yòng)準則。
4. 促進最佳的(de)科(kē)學(xué)研究能力
現代實驗室強調實驗人員互相交流，特别是學(xué)習交流及實驗室人員的(de)團隊精神。考慮到研究活動活躍性的(de)特點，建築必須能夠适應技術、設備、過程和技能各方面的(de)變化(huà)(huà)并能快速和簡便地(dì)做(zuò)出反應，能夠促進研究人員和訪問學(xué)者之間知識的(de)共享與傳遞，從而形成一種互相影響和信息交流的(de)學(xué)術氛圍。
5. 合理(lǐ)使用(yòng)空間,充分考慮靈活性與可适應性
在(zài)現代實驗室的(de)設計(jì)中采用(yòng)統一柱網，并劃分出不(bù)同安全防護等級單元化(huà)(huà)模塊，以适合不(bù)同工藝要求。這(zhè)種模塊化(huà)(huà)布局既吸收國內(nèi)外CDC先進流程，又(yòu)結合實際情況使實驗室布置更具通用(yòng)性、靈活性，并滿足以後改造可能性。
6. 室內(nèi)外環境的(de)人性化(huà)(huà)處理(lǐ)
在(zài)先進的(de)設計(jì)理(lǐ)念指導下，以人性化(huà)(huà)的(de)設計(jì)理(lǐ)念布置室內(nèi)外環境， 為(wèi)實驗室工作人員提供高(gāo)效的(de)工作場所及環境舒适休閑空間。
7. 生物(wù)實驗室安全和保安
工程中大部分實驗室為(wèi)二級生物(wù)安全防護實驗室，适合于對工作人員或環境具有中等潛在(zài)危害的(de)微生物(wù)的(de)研究工作；部分實驗區(qū)域為(wèi)三級生物(wù)安全防護實驗室，适合于主要通過呼吸途徑使人傳染上嚴重的(de)甚至是緻死疾病的(de)緻病微生物(wù)及其毒素的(de)研究工作。防止微生物(wù)災害，生物(wù)安全二級、生物(wù)安全三級實驗室的(de)設計(jì)是重點。
二. 現代化(huà)(huà)生物(wù)實驗室工藝設計(jì)內(nèi)容及要求
1. 現代化(huà)(huà)生物(wù)實驗室工藝設計(jì)任務(wù)書(shū)制定
現代化(huà)(huà)生物(wù)實驗室工藝設計(jì)任務(wù)書(shū)制定包括制定實驗樓每個(gè)部門(mén)和每個(gè)實驗室面積和功能要求;制定生物(wù)實驗室每間房(fáng)的(de)建築、裝修內(nèi)容，門(mén)窗要求，環境控制，電力（照(zhào)明、通訊及網絡），氣體管道(dào)，給排水(shuǐ)，空調，消防控制，結構等工藝設計(jì)要求；制定每間生物(wù)實驗室所需固定實驗設備清單。
2. 現代化(huà)(huà)生物(wù)實驗室工藝設計(jì)/設備規劃
現代化(huà)(huà)生物(wù)實驗室工藝設計(jì)/設備規劃包括按照(zhào)國際生物(wù)實驗室标準及項目工藝任務(wù)書(shū)的(de)要求，完成生物(wù)實驗室固定設備規劃、工藝布置圖、典型生物(wù)實驗室放大工藝平面圖、主要立面圖和主要剖面圖；完成生物(wù)實驗室固定設備廠商資(zī)料及工程設計(jì)數(shù)據歸總。
3. 現代化(huà)(huà)生物(wù)實驗室建築工程設計(jì)要求 現代化(huà)(huà)生物(wù)實驗室建築工程設計(jì)包括：
●基地(dì)環境設計(jì)－在(zài)對現狀地(dì)充分分析基礎上,将建築作為(wèi)環境的(de)背景的(de)設計(jì)理(lǐ)念，将單體建築包容于環境之中。
●建築工藝設計(jì)要求－主要包括生物(wù)實驗室建築設計(jì)、室內(nèi)裝修材料要求等。
實驗室基本工作區(qū)域尺度（ELM）是以保證生物(wù)醫(yī)學(xué)研究的(de)安全運行(xíng)而對其所需工作區(qū)域尺度的(de)規劃。實驗室的(de)ELM一般包括有操作台、實驗設備（包括儲藏櫃）、工作台、化(huà)(huà)學(xué)排煙罩以及生物(wù)安全櫃的(de)長(cháng)度要求。實驗室設計(jì)當前的(de)趨勢已經開始朝著(zhe)規劃區(qū)域空間尺度的(de)方向發展，而不(bù)僅僅限于規劃區(qū)域長(cháng)度。這(zhè)種趨勢是起源于模塊化(huà)(huà)實驗室形式的(de)采用(yòng)。 建築面積由于包括流通區(qū)域、建築核心區(qū)域、牆體以及公共區(qū)域的(de)面積，必然在(zài)整體上大于特定功能區(qū)域的(de)使用(yòng)面積。參考根據AIA使用(yòng)面積與建築面積的(de)換算方式，實驗室（包括內(nèi)部流通和功能分配區(qū)域）面積的(de)基本換算系數(shù)在(zài)1.7至2.2之間。換算出的(de)工程總面積在(zài)實際規劃時還需要做(zuò)相應調整。
實驗室建築的(de)材料應該選擇耐用(yòng)和易清洗的(de)類型，并且能有助于創造一個(gè)舒适安全的(de)工作環境。材料設計(jì)的(de)關鍵因素在(zài)于易清洗、易維護、易儲藏并且盡量減少毒害傳播。所選材料作穿牆以及樓闆處理(lǐ)時，還必須考慮到保證實驗室人員的(de)安全。
●結構設計(jì)工藝要求－包括生物(wù)實驗室結構設計(jì)、結構負荷要求等。由于振動會(huì)幹擾到實驗室的(de)敏感性儀器(qì)，設計(jì)者們必須考慮适當控制振動和将振動源的(de)放置遠(yuǎn)離(lí)敏感性儀器(qì)，必須對于建築結構的(de)振動反應做(zuò)細緻分析，為(wèi)了控制振動在(zài)實驗室區(qū)域的(de)傳導，工程師(shī)在(zài)設計(jì)前期需要考慮一些結構因素。
實驗室開間的(de)大小（高(gāo)、寬）設定必須考慮到實驗室模塊、功能分配、振動标準和後期發展等，寬度應該根據實驗室模塊的(de)大小有相應變化(huà)(huà)，既保證靈活性又(yòu)符合常規門(mén)窗設計(jì)，并且形成統一的(de)實驗室輔助連接的(de)整體。實驗室模塊內(nèi)不(bù)應設置柱，以避免妨礙到實驗室的(de)內(nèi)部流通和空間使用(yòng)，結構系統與空調系統應緊密協調防止互相幹擾。
●暖通空調設計(jì)工藝要求－包括生物(wù)實驗室暖通空間系統設計(jì)、空氣過濾、排氣系統、生物(wù)安全櫃排氣系統要求。
暖通空調系統必須滿足實驗室研究要求。除對溫度、濕度需嚴格控制外，需有足夠的(de)通風量處理(lǐ)煙塵、異味、空氣中污物(wù)，滿足煙罩通風以及實驗室內(nèi)熱負荷要求。同時必須充分考慮系統的(de)可靠性并考慮富裕量。不(bù)同性質區(qū)域需保證不(bù)同的(de)相對壓力,并要根據相關标準從長(cháng)遠(yuǎn)上考慮節能。實驗室中間操作罩口NC最大值不(bù)宜超過50dB，除非設備本身(shēn)允許外，NC一般不(bù)宜超過60 dB。 暖通空調、水(shuǐ)、電、照(zhào)明設備需根據可有效利用(yòng)能源的(de)原則進行(xíng)選擇，同時應易于控制管理(lǐ)。防結露最小保溫厚度需滿足節能标準并參考國內(nèi)相關推薦值。建築圍護材料必須保證居住者的(de)健康與安全，建議(yì)選用(yòng)環保節能材料。所有耗能系統及部件(jiàn)要進行(xíng)全程控制管理(lǐ)，是否采用(yòng)熱回收應進行(xíng)相應的(de)比較評價。
通過對實驗室設備的(de)維護費用(yòng)的(de)經濟分析，選用(yòng)不(bù)同的(de)暖通空調系統。經濟分析應有足夠的(de)數(shù)據進行(xíng)經濟性、能效比的(de)全面計(jì)算。經濟分析主要包括工程初投資(zī)、能耗、運行(xíng)費用(yòng)、系統可靠性、适應性等方面分析比較。每個(gè)系統的(de)選擇需滿足運行(xíng)的(de)靈活、可靠、易于維護并預留餘量，工程總投資(zī)內(nèi)包含維護費用(yòng)。
●給排水(shuǐ)工藝設計(jì)要求－包括實驗樓給排水(shuǐ)系統設計(jì)、設備要求。 給排水(shuǐ)系統應與實驗室模塊相符合，排水(shuǐ)系統應設計(jì)靈活，并預留部分設施以保證實驗室的(de)可靠和持續運行(xíng)，盡量避免在(zài)實驗室區(qū)域做(zuò)穿牆處理(lǐ)。 污、廢水(shuǐ)系統應設置生活污水(shuǐ)與生産廢水(shuǐ)分流排水(shuǐ)管網，生活污水(shuǐ)處理(lǐ)達到中水(shuǐ)回用(yòng)标準後備用(yòng)，再回用(yòng)于綠化(huà)(huà)及水(shuǐ)景補水(shuǐ)。科(kē)研生産廢水(shuǐ)采取局部處理(lǐ)經消毒後與集中處理(lǐ)相結合的(de)方式。對被毒菌污染廢水(shuǐ)及放射性廢水(shuǐ)，就近(jìn)設置失活及衰減 處理(lǐ)裝置，嚴格控制，處理(lǐ)合格後排放。
地(dì)面雨水(shuǐ)經雨水(shuǐ)管道(dào)有組織的(de)彙集用(yòng)流槽卵石層過濾後儲存回用(yòng)，餘量及洪水(shuǐ)就近(jìn)排入明渠。
●強弱電設計(jì)要求－包括生物(wù)實驗室電力系統設計(jì)、室配電系統設計(jì)、照(zhào)明設計(jì)、智能化(huà)(huà)系統設計(jì)、保安系統設計(jì)、通訊系統設計(jì)要求。
●消防工藝設計(jì)要求－主要指生物(wù)實驗室消防系統設計(jì)要求。
實驗室建築防火(huǒ)的(de)特殊要求應按照(zhào)當地(dì)相關規範考慮實驗室區(qū)域的(de)設置和按照(zhào)實驗室建築放火(huǒ)規範采用(yòng)符合防火(huǒ)等級的(de)防火(huǒ)材料、設置防火(huǒ)閥、自動噴淋系統、防火(huǒ)信号系統、風管煙氣檢測系統、室內(nèi)消火(huǒ)栓和消防泵等消防設施。
生物(wù)實驗室用(yòng)家具及設備要求包括衛生器(qì)具、工作台面、化(huà)(huà)學(xué)煙罩及生物(wù)安全櫃、實驗設備要求。
●生物(wù)實驗室安全工藝設計(jì)要求－主要包括常規安全工藝設計(jì)、輻射安全工藝設計(jì)要求。 安全健康的(de)指導方針要求建築盡可能在(zài)工程上對工作人員的(de)安全保護形成有效控制，從而将工作間潛在(zài)的(de)職業危險降至最低。這(zhè)些指導方針還必須與工程師(shī)提交的(de)具體建築設計(jì)文件(jiàn)內(nèi)容相适應，以便安全保護在(zài)建築施工時能夠體現出來。雖然健康安全的(de)方針與工程技術的(de)要求許多內(nèi)容可以統一起來，但(dàn)是仍不(bù)可能含概所有的(de)因素。因此建議(yì)讓健康安全專家成為(wèi)建築設計(jì)團隊的(de)一部分。
設計(jì)的(de)所有實驗室必須保證放射性物(wù)質安全可靠的(de)存放。放射性物(wù)質的(de)容量和類型取決于實驗室研究功能的(de)類型和數(shù)量。因此，設計(jì)者們需要根據實驗室的(de)功能要求來決定供使用(yòng)和處理(lǐ)放射性物(wù)質的(de)必要區(qū)域。所有實驗室必須設有相應的(de)普通級别的(de)廢棄放射性物(wù)質存放容器(qì)。每個(gè)實驗室廢料的(de)存放位置必須标準化(huà)(huà)以便于緊急防護人員在(zài)火(huǒ)災或意外情況下迅速采取措施。
●環境保護工藝設計(jì)要求－主要包括污水(shuǐ)污物(wù)處理(lǐ)、噪音防護、輻射防護、生物(wù)安全防護要求。
注意環境保護和适當處理(lǐ)廢料對于保證實驗室建築中工作人員、訪問學(xué)者和周圍設施的(de)健康運行(xíng)和建築學(xué)術氛圍的(de)維護十分重要。因此，需對實驗室的(de)有害建築材料、有害廢料儲備與處理(lǐ)、分散儲備設施、廢液排放、固态廢料的(de)管理(lǐ)與回收、氣體散發等做(zuò)出嚴格控制。
4. BSL3生物(wù)實驗室、動物(wù)實驗室規劃、工藝設計(jì)/設備規劃及工程設計(jì)要求－主要是完成BSL3生物(wù)實驗室、動物(wù)實驗室平面工藝布置圖、立面圖和剖面圖設計(jì)；完成P3生物(wù)實驗室、動物(wù)實驗室工程設計(jì)要求和說(shuō)明。
生物(wù)安全三級實驗室必須設置淨化(huà)(huà)設備（推薦采用(yòng)高(gāo)壓滅菌器(qì)）。高(gāo)壓滅菌器(qì)區(qū)應滿足相應要求。生物(wù)安全三級實驗室的(de)真空系統必須設置保護性過濾器(qì)。當生物(wù)安全三級實驗室的(de)氣流與設計(jì)不(bù)相符時應有圖像和聲音報(bào)警結合實際情況考慮人員安全及材料的(de)選用(yòng)設置高(gāo)效過濾器(qì)。排風夾帶有蒸汽，排風所帶的(de)過濾器(qì)必須設置相應的(de)過濾器(qì)（0.2微米濾水(shuǐ)過濾器(qì)或等同）高(gāo)效過濾器(qì)安裝：必須滿足相應特殊的(de)測試要求。 四. 現代化(huà)(huà)生物(wù)實驗室建築設計(jì)實例 1. 中國疾病預防控制中心 設計(jì)理(lǐ)念：
●最大限度的(de)尊重基地(dì)自然環境，保護環境 ●前瞻性的(de)設計(jì)理(lǐ)念
●模塊化(huà)(huà)的(de)國際生物(wù)實驗室的(de)設計(jì) ●靈活性與可發展性
