實驗室規(guī)劃與布局

實驗室建設(shè)，無論是新建、擴建或是改建項目，它不是單純的購買儀器設(shè)備，還需要綜合考慮實驗室的總體規(guī)劃、合理布局和平面設(shè)計，以及供電、供水、通風(fēng)、安全措施和環(huán)境保護等基礎(chǔ)措施和基本條件。尤其現(xiàn)代實驗室，先進的儀器設(shè)備和科學(xué)合理規(guī)劃的實驗室是提升實驗室科技水平，促進科研成果增長的必備條件。因此，實驗室建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要科學(xué)的實驗室規(guī)劃與建設(shè)管理。

一、實驗室規(guī)劃與設(shè)計

實驗室工作內(nèi)容、工作量與工作半徑均有差異，因此建設(shè)規(guī)模、建筑類別及建筑形式也不盡相同，其建設(shè)用房一般可按用途分為四類:實驗用房、業(yè)務(wù)用房、保障支持用房和行政用房。以疾病預(yù)防控制中心實驗室為例，其中實驗用房是總體布局中的主要建筑物，占總建筑面積的比例為:省級不少于41％、地級不少于40％、縣級不少于35％。

1、實驗用房  

包括微生物、理化、毒理、消毒與媒介生物、放射衛(wèi)生、職業(yè)衛(wèi)生和環(huán)境衛(wèi)生等各種項目功能實驗室。

2、業(yè)務(wù)用房

包括急慢性傳染病防治、慢性非傳染病防治、免疫預(yù)防、公共衛(wèi)生（環(huán)境衛(wèi)生、職業(yè)衛(wèi)生、放射衛(wèi)生、食品衛(wèi)生等）、科研與質(zhì)量管理、健康教育與促進、醫(yī)學(xué)教育、圖書與信息和學(xué)術(shù)交流等功能用房。

3、保障支持用房  

包括中心供應(yīng)室、冷庫、車庫、常規(guī)庫房、危險品庫房、應(yīng)急物資貯備庫房、配電房（站）、職工活動中心、安全保衛(wèi)和維修保養(yǎng)等功能用房。

4、行政用房

包括黨、政、人事、財務(wù)、檔案和工會等功能用房。實驗用房的規(guī)劃與設(shè)計必須遵守國家的法律、法規(guī)和規(guī)定。結(jié)合當(dāng)?shù)爻鞘薪ㄔO(shè)總體規(guī)劃、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平和衛(wèi)生規(guī)劃，正確處理好需要與可能、現(xiàn)狀與發(fā)展的關(guān)系，確定好實驗室的建設(shè)規(guī)模，以滿足社會對疾病控制和衛(wèi)生服務(wù)的需求。

二、實驗室選址與布局

1、選址

實驗室建設(shè)應(yīng)符合當(dāng)?shù)爻鞘薪ㄔO(shè)總體規(guī)劃要求，其選址應(yīng)符合下列要求:

（1）充分利用城市基礎(chǔ)設(shè)施。

（2）地形規(guī)整，交通方便。

（3）避讓飲用水源保護區(qū)。

（4）避開化學(xué)、生物、粉塵、噪聲、振動、強電磁場等污染源及易燃易爆場所。

2、布局

（1）總平面布局  

總平面布局分為集中布局形式和分散布局形式。

①集中布局形式:將實驗用房與其他功能用房或大多數(shù)功能用房集中設(shè)置在一個建筑物內(nèi)。集中布局形式的優(yōu)點是便于各部門之間相互聯(lián)系，易于管理，節(jié)約用地，適于規(guī)模小、投資少的建設(shè)單位。

采用集中布局時，實驗用房應(yīng)置于樓宇上部，其他功能用房置于樓宇下部。各類用房應(yīng)按照實驗用房、業(yè)務(wù)用房、行政用房和保障支持用房依次豎向排列。如疾病預(yù)防控制中心實驗用房在樓宇中自上至下宜按照毒理（包括動物存養(yǎng)）、理化、微生物依次布置，以便合理設(shè)置工程管網(wǎng)，同時有利于有毒有害以及惡性氣體的排放與稀釋。

對于容易造成交叉干擾，且難以有效隔離的實驗室，不應(yīng)同層混合布置。

②分散布局形式:分為相對分散布局與全面分散布局。相對分散布局，即將實驗用房或大多數(shù)實驗用房集中在一個建筑物內(nèi)，與其他功能用房分開設(shè)置，形成獨立的綜合性實驗建筑物；全面分散布局，即將各種類別的實驗用房按功能歸類，分別設(shè)置獨立建筑物。如分別設(shè)置微生物實驗樓、理化實驗樓、毒理（包括動物存養(yǎng)）實驗樓等實驗建筑物。

實驗用房與其他功能用房分區(qū)明確，相互干擾少，可以充分滿足實驗性質(zhì)的多樣性與特殊性的要求，便于科學(xué)安排實驗工藝以及合理組織人流與物流，易于管理，安全可靠。

有條件者應(yīng)優(yōu)先考慮采取分散布局形式，若受條件限制確需采取集中布局形式的，應(yīng)明確功能分區(qū)，保證實驗用房相對獨立；還應(yīng)考慮到實驗室不良氣體排出，因此實驗建筑物宜設(shè)置在當(dāng)?shù)叵募咀钚★L(fēng)頻的上風(fēng)向，以降低對其他建筑物內(nèi)空氣的污染。

（2）樓層平面布局  

樓層平面通常可分為單廊式、復(fù)廊式和回廊式。

實驗建筑物的平面布局應(yīng)遵循下列原則:樓層平面宜為中廊式。實驗區(qū)應(yīng)位于樓層一端，垂直主通道、實驗人員辦公及生活等區(qū)域位于樓層另一端，與實驗有關(guān)的輔助用房可置于上述二個區(qū)域之間。這種平面布局的優(yōu)點主要有以下幾方面:

①分區(qū)明確:可實現(xiàn)實驗區(qū)（含洗消室等實驗有關(guān)用房）與其他功能區(qū)域的隔離，便于分區(qū)管理。

②布局合理:實驗室沿走廊兩側(cè)設(shè)置，便于合理布局，交通順暢，兩側(cè)相關(guān)實驗工作易于相互配合。以人工操作為主的實驗室可置于朝陽側(cè)，爭取最佳工作環(huán)境；以儀器為主的實驗室可置于背陽側(cè)，避免陽光對儀器設(shè)備的直射影響。

③適合設(shè)置獨立區(qū)域:對生物安全性要求較高實驗室可以布置在樓層一端形成獨立區(qū)域，以避免外界干擾或?qū)ν饨绠a(chǎn)生干擾。例如將三級生物安全實驗室及其他有較大潛在危險的致病微生物實驗室、放射性實驗室、動物實驗室等要求較為特殊的實驗室設(shè)置在樓層的盡端，便于最大程度避免對外界或受外界的影響。

④實驗室可自然通風(fēng)且采光效果好。

三、實驗室建筑結(jié)構(gòu)的要求

實驗建筑物由各種類型的實驗室組成。疾病預(yù)防控制中心實驗室的特點是實驗內(nèi)容廣泛，要求各異，其大小、形態(tài)及室內(nèi)環(huán)境指標(biāo)多不相同，應(yīng)根據(jù)實驗的對象、內(nèi)容與要求進行建造。有的需要建筑物提供大空間來形成開放型實驗室，如許多化學(xué)實驗室，由于它們的共性較多，需要的工作面較大，因此常被希望建成大空間的工作平臺，以便相互配合，提高工效；有的需要在較大的空間內(nèi)按實驗的特定要求劃分出多個區(qū)域，形成一個組合型實驗室。例如:①基因擴增實驗室，根據(jù)特定的專業(yè)要求，應(yīng)設(shè)置五個（或四個）相互隔離的工作區(qū)域，即試劑貯存和準備區(qū)、樣品粉碎區(qū)（根據(jù)需要設(shè)置）、樣品制備區(qū)、擴增反應(yīng)混合物配制和擴增區(qū)以及產(chǎn)物分析區(qū)，并通過內(nèi)部專用走廊相并聯(lián)。同時對室內(nèi)環(huán)境也有特定要求，需設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)，形成單向的氣流包保護區(qū)，避免各個實驗區(qū)之間的相互干擾。②HIV血清學(xué)實驗室，按照專業(yè)要求，應(yīng)設(shè)置清潔區(qū)、半污染區(qū)及污染區(qū)三個區(qū)域，根據(jù)需要還可設(shè)置血清庫。整體布局應(yīng)符合合理的工藝流程以及人流與物流的要求。

因此，實驗建筑物具有以下兩個特點:一是無一般民用建筑中慣有的“標(biāo)準層”或“標(biāo)準間”的概念；二是需要建筑物提供大面積的敞開空間以及一定的層高，以便各種類型實驗室的布置與建造。鑒于上述特點，實驗建筑物宜采用框架（剪）結(jié)構(gòu)，消除混合結(jié)構(gòu)中承重墻對空間的限制，為各類實驗室的建設(shè)提供有利條件。

1、開間模數(shù)

實驗室開間模數(shù)的確定應(yīng)以方便操作、減少浪費為原則。實驗室開間模數(shù)宜為3.5～4.0m，以3.6m為最佳，基本能夠滿足疾病預(yù)防控制機構(gòu)微生物、理化和毒理等各類實驗室的工作要求。

2、進深

實驗室的進深變化較多，各國都有自己的進深尺度，一般歸納起來多在6.0～9.0m之間。疾病預(yù)防控制機構(gòu)實驗室的特點與高能物理實驗室、聲學(xué)實驗室和飛行動力實驗室等其他行業(yè)的實驗室不同，實驗室的布置以邊臺或結(jié)合中央臺為主，冰箱、孵箱、試劑柜和生物安全柜等設(shè)備通常需沿墻放置，若進深過小，邊臺長度與設(shè)備空間也相應(yīng)過小，實驗室利用率較低，因此，進深不宜太??；若進深過大，視覺比超出正常范圍，建筑的合理性差。根據(jù)各國情況，結(jié)合我國的實踐經(jīng)驗，實驗室進深宜取6.0～9.0m，以7.0～8.0m為佳，基本上能夠滿足疾病預(yù)防控制機構(gòu)各類實驗室的要求。

3、高度

實驗室的高度包含層高、凈高和技術(shù)夾層三個要素。層高是指樓板面到樓板面的高度；凈高是指樓板面到吊頂?shù)母叨龋患夹g(shù)夾層是指吊頂?shù)綐前宓椎目臻g，應(yīng)滿足暖通空調(diào)、水電管道等設(shè)備與構(gòu)件的安裝和檢修的需要。實驗室的層高需根據(jù)凈高結(jié)合技術(shù)夾層高度的要求來確定。

凈高與自然通風(fēng)與采光的效果有關(guān)。合適的凈高不僅有利于生產(chǎn)性有害氣體的擴散與稀釋，還可以避免建筑浪費以及降低制冷與采暖的能耗；同時不會給人體造成較大的壓抑感。

技術(shù)夾層高度與安裝風(fēng)管、加壓風(fēng)機、高效過濾器等設(shè)備（構(gòu)件）有關(guān)。若暫時受條件限制，在新建實驗樓中不設(shè)上述特殊條件實驗室及中央空調(diào)系統(tǒng)，但應(yīng)考慮到未來發(fā)展的需求，應(yīng)預(yù)留一定高度的技術(shù)夾層。

在確定實驗室建筑高度時，要防止兩種現(xiàn)象發(fā)生:一是未考慮到潔凈實驗室等特殊條件實驗室的基本要求，或?qū)碛薪ㄔ焯厥鈼l件實驗室的可能，一味強調(diào)節(jié)省投資，從而降低建筑高度；二是盲目認為實驗室高度越大越好片面追求高度，造成不必要的浪費。

實驗室建筑層高宜為3.7～4.0m；一般實驗室凈高不宜低于2.7m；有潔凈度、壓力梯度和恒溫恒濕等特殊要求的實驗室凈高宜為2.5～2.6m。在確定建設(shè)高度時，應(yīng)盡量擴大技術(shù)夾層的高度。

4、走廊寬度

人流量與物流量以及建筑物的長度等因素決定了走廊寬度。一般實驗室的人流量與物流量都很小，因此走廊寬度不需太大；同時寬度也不宜太小，應(yīng)以滿足大型儀器設(shè)備運輸及緊急情況人員疏散的要求。在我國，疾病預(yù)防控制機構(gòu)實驗建筑物的走廊凈寬以1.6～2.0m為宜。

5、墻面與地面

實驗室墻體應(yīng)采用表面吸附性小、清洗方便和光滑平整的建筑材料建造。實驗室采取透明化分隔時，地面以上應(yīng)采用不低于1m的實墻，以便放置裝有電源插座的實驗邊臺，并耐受推車等物體的沖撞，提高安全性。走廊兩側(cè)可以在合理的前提下盡量提高透明面積的比例。

實驗室地面應(yīng)采用耐腐蝕、耐磨損、易沖洗的建筑材料。對于無潔凈度要求的實驗室，包括一般無菌室和HIV初篩實驗室等可以選用地磚，不僅耐酸耐堿，而且價格低廉。對于潔凈實驗室、生物安全實驗室以及其他有特定要求的實驗室地面材料除應(yīng)滿足上述一般要求外，更應(yīng)滿足整體無縫隙的要求。通常較為理想的材料有環(huán)氧樹脂與PVC卷材。

6、防火

實驗建筑物的建筑耐火等級不應(yīng)低于二級，消防設(shè)施的設(shè)置應(yīng)符合國家有關(guān)建筑設(shè)計防火規(guī)范的規(guī)定。

對于大型貴重儀器實驗室以及過水后將發(fā)生嚴重危害環(huán)境或嚴重危及人體健康事故的實驗室，應(yīng)采用合理的氣體滅火裝置。適用于實驗室的氣體滅火裝置通常有無管網(wǎng)自動氣體滅火裝置和手動滅火器。采用自動氣體滅火裝置時，應(yīng)在室內(nèi)外分別設(shè)置手動控制開關(guān)，同時還應(yīng)在消防值班室設(shè)置手動直接控制裝置。

7、防雷

實驗建筑物應(yīng)設(shè)置完善的防雷系統(tǒng)。二級以上生物安全防護實驗室、計算機網(wǎng)絡(luò)機房、大型儀器分析室等對安全性要求比較特殊的場所，需設(shè)置獨立的防雷系統(tǒng)。

8、防震

實驗室建筑物的抗震設(shè)防類別不應(yīng)低于乙類建筑，有特殊要求的另行考慮。