當(dāng)前，由于一些實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)與施工人員缺乏對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的理解與掌握，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)理念含混不清，致使工程缺陷較多。本文就筆者在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)編制及全國(guó)各地講學(xué)、指導(dǎo)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的普遍存在的問(wèn)題及相應(yīng)合理的處理措施作以下簡(jiǎn)要闡述與分析：

2．1．1主要問(wèn)題

（1）建筑層高過(guò)低，常見(jiàn)的有3.2m，甚至有的2.8m。

缺點(diǎn)：技術(shù)夾層空間過(guò)小，或無(wú)法形成技術(shù)夾層，不利于甚至無(wú)法進(jìn)行潔凈、負(fù)壓、恒溫恒濕等有特殊空氣條件要求的實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。

（2）建筑層高過(guò)高，常見(jiàn)的有4.5m以上的各種尺度。

缺點(diǎn)：因少數(shù)潔凈、負(fù)壓、恒溫恒濕等有特殊空氣條件要求的實(shí)驗(yàn)室，將整棟樓宇的建筑層高大幅度地提高，造成很大的建筑浪費(fèi)以及制冷與采暖的能耗。

2.1.2 合理措施

實(shí)驗(yàn)室建筑層高宜為3.7m～4.0m；一般實(shí)驗(yàn)室凈高宜不低于2.7m；有潔凈度、壓力梯度、恒溫恒濕等特殊要求的實(shí)驗(yàn)室凈高宜為2.5m～2.6m。在確定建設(shè)高度時(shí)，應(yīng)盡量擴(kuò)大技術(shù)夾層的高度。

2．2．1主要問(wèn)題

（1）進(jìn)深過(guò)小，常見(jiàn)的有6.0m以下各種尺度。

缺點(diǎn)：①邊臺(tái)長(zhǎng)度與設(shè)備空間相應(yīng)過(guò)小，實(shí)驗(yàn)室利用率較低；②不利于甚至無(wú)法進(jìn)行PCR、HIV、負(fù)壓、潔凈等多類結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。

（2）進(jìn)深過(guò)大，有的達(dá)9.0m以上的各種尺度。

缺點(diǎn)：①往往致使實(shí)驗(yàn)室面積過(guò)大，造成較大的建筑和能源浪費(fèi)；②影響工作效率；③視覺(jué)比超出正常范圍，建筑的合理性差。

2．2．2合理措施

CDC實(shí)驗(yàn)室的布置以邊臺(tái)或結(jié)合中央臺(tái)為主，冰箱、孵箱、試劑柜、生物安全柜等設(shè)施設(shè)備通常需沿墻放置，若進(jìn)深過(guò)小，邊臺(tái)長(zhǎng)度與設(shè)施設(shè)備空間也相應(yīng)過(guò)小，實(shí)驗(yàn)室利用率較低，并且很難在一個(gè)平面模數(shù)內(nèi)同時(shí)設(shè)置準(zhǔn)備間與主實(shí)驗(yàn)室；若進(jìn)深過(guò)大，視覺(jué)比超出正常范圍，建筑的合理性較差，同時(shí)空氣的均勻性也較差。實(shí)驗(yàn)室合理的進(jìn)深宜取6.0m～9.0m，以7.0m～8.0m為佳，基本上能夠滿足各類實(shí)驗(yàn)室的要求。

2．3．1主要問(wèn)題

（1）開間模數(shù)過(guò)小，常見(jiàn)的有3.6m以下的各種尺度。

缺點(diǎn)：不利于實(shí)驗(yàn)室布局。當(dāng)雙面布置邊臺(tái)時(shí)空間過(guò)擠，有礙實(shí)驗(yàn)操作；當(dāng)單面布置邊臺(tái)時(shí)，面積利用率低。

（2）開間模數(shù)過(guò)大，常見(jiàn)的有4.2m及以上的各種尺度。

缺點(diǎn)：①面積利用率太低，建筑和能源浪費(fèi)太大；②影響工作效率。

（3）實(shí)驗(yàn)室開間過(guò)大，常見(jiàn)的有開間模數(shù)的2倍、3倍，甚至更多的各種倍數(shù)。

缺點(diǎn)：往往與實(shí)驗(yàn)工作量不符，盲目追求“寬敞”，造成面積利用率減少、能源消耗增大和及工作效率降低。

2．3．2合理措施

實(shí)驗(yàn)室開間模數(shù)宜為3.6m～4.0m，基本能夠滿足疾病預(yù)防控制機(jī)構(gòu)微生物、理化、毒理等各類實(shí)驗(yàn)室的工作要求。

2．4．1主要問(wèn)題

采用全玻璃或距地面1m以上全玻璃墻體。

缺點(diǎn)：①安全性差，且難以符合防火要求；②不利于甚至無(wú)法設(shè)置吊柜、支架，影響單位空間的利用率；③不易遮擋實(shí)驗(yàn)臺(tái)柜等設(shè)施設(shè)備背面的材質(zhì)、管線等不宜示人的部分以及其他雜亂的物品，影響美觀；④在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中有相互干擾的隱患［1］。

2．4．2合理措施

實(shí)驗(yàn)室采取透明化分隔時(shí)，地面以上應(yīng)采用不低于1米的實(shí)墻，以便放置裝有電源插座的實(shí)驗(yàn)邊臺(tái)，并耐受推車等物體的沖撞，提高安全性。縱隔墻不宜都采用玻璃隔斷，應(yīng)根據(jù)具體情況，在需要的地方以實(shí)墻代替玻璃隔斷來(lái)爭(zhēng)取空間，儲(chǔ)藏或擱置實(shí)驗(yàn)物品。當(dāng)縱隔墻采用玻璃隔斷時(shí)，應(yīng)在近走廊與外墻處應(yīng)各留1.2m～1.5m的實(shí)墻，以遮擋背部較為難看的冰箱、器皿柜、資料柜等高大物件。

2．5．1主要問(wèn)題

（1）對(duì)于側(cè)墻通風(fēng)，未在建筑立面采取合理的、通用性的風(fēng)口預(yù)留措施。

缺點(diǎn)：①很難滿足局部通風(fēng)的需要。許多儀器設(shè)備需要小風(fēng)量局部排風(fēng)；由于儀器設(shè)備的數(shù)量及其放置的位置具有不確定性，因此，很難準(zhǔn)確預(yù)留固定風(fēng)口；②很難滿足全面通風(fēng)的需要。許多實(shí)驗(yàn)室需要全面通風(fēng)，即需要在建筑外墻相應(yīng)地設(shè)置大量的進(jìn)、排風(fēng)口，由于風(fēng)口的需求往往存在不可預(yù)計(jì)性，因此，很難準(zhǔn)確預(yù)留固定風(fēng)口；③很難滿足未來(lái)發(fā)展的需要。隨著時(shí)代的發(fā)展，國(guó)家對(duì)實(shí)驗(yàn)室的要求會(huì)不斷改變、實(shí)驗(yàn)的功能會(huì)不斷增加、實(shí)驗(yàn)的能力會(huì)不斷提高，增設(shè)或改、擴(kuò)建潔凈、負(fù)壓等特殊空氣條件實(shí)驗(yàn)室，以及添置需要排風(fēng)的儀器設(shè)備等將會(huì)成為必然，通風(fēng)系統(tǒng)也將相應(yīng)增加，由于未來(lái)的發(fā)展具有不可確定性，所以很難準(zhǔn)確預(yù)留固定風(fēng)口。

（2）對(duì)于樓頂通風(fēng)，通風(fēng)豎井預(yù)留不足，常見(jiàn)的有在樓宇中部預(yù)留一個(gè)或在兩端各預(yù)留一個(gè)建筑豎井。

缺點(diǎn)：①風(fēng)井受尺度限制。由于實(shí)驗(yàn)室需要樓頂排風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng)較多，建設(shè)相關(guān)單位往往對(duì)實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)的需求考慮不充分，因此預(yù)留的建筑豎井往往不能滿足實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的需要；②迫使增加水平管道的長(zhǎng)度，并且常常致使水平管道穿過(guò)其他實(shí)驗(yàn)室，合理性較差，隱患較多。

2．5．2合理措施

（1）對(duì)于側(cè)墻通風(fēng)：

如何能夠滿足風(fēng)口數(shù)量與位置多變性的要求，是在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)中需要解決的一項(xiàng)重要內(nèi)容。如果通過(guò)大量預(yù)留管道豎井來(lái)應(yīng)對(duì)未知的需求，顯然是不合理的，因此，在不影響建筑立面美觀的前提下，預(yù)留具有較好隱蔽性的、可隨時(shí)啟用的通用性風(fēng)口是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中的一項(xiàng)重要舉措。從目前比較成功的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，可以在每層樓的樓板與吊頂之間，設(shè)置通長(zhǎng)的防雨百頁(yè)，內(nèi)側(cè)以防水板材（如PVC板）封閉，當(dāng)需要建造通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，打開封板即可作風(fēng)口使用。這種通長(zhǎng)的防雨百頁(yè)即構(gòu)成隱藏的通用性預(yù)留風(fēng)口，可以較好地滿足各類機(jī)械通風(fēng)的要求。參見(jiàn)圖1。   

圖1 通用性預(yù)留百頁(yè)風(fēng)口示意圖

（a）剖面圖；  （b）立面圖

（2）對(duì)于樓頂通風(fēng)

由于樓頂排風(fēng)主要用于高濃度（含異嗅、刺激性）有害物的控制，因此在建設(shè)過(guò)程中排風(fēng)點(diǎn)的位置一般比較明確。樓頂排風(fēng)易根據(jù)具體需要，只在風(fēng)管經(jīng)過(guò)的每層樓板上預(yù)留建筑管道孔（井），管道孔（井）應(yīng)盡量靠近排風(fēng)點(diǎn)的預(yù)定位置，縮短水平風(fēng)管的輔設(shè)長(zhǎng)度。以減小阻力、提高系統(tǒng)控制性能、增加安全性、節(jié)省投資，并防止有害蒸汽冷凝后在管道中積聚。參見(jiàn)圖2。

圖2 為管道孔（井）位置示意圖

3．1．1主要問(wèn)題

空調(diào)類型選擇不合理，常見(jiàn)的有冷熱水大機(jī)組。

缺點(diǎn)：①難以滿足實(shí)驗(yàn)室不飽和使用的要求。通常，有一些實(shí)驗(yàn)室的使用率不飽和，使用的數(shù)量、時(shí)間不統(tǒng)一，導(dǎo)致空調(diào)的運(yùn)行負(fù)荷波動(dòng)較大，因此，希望空調(diào)系統(tǒng)具有較好的負(fù)荷調(diào)節(jié)功能，采用大機(jī)組很難實(shí)現(xiàn)理想的運(yùn)行調(diào)節(jié)；②難以滿足實(shí)驗(yàn)室不定期加班的要求。實(shí)驗(yàn)室加班較多，需要實(shí)驗(yàn)室能夠隨時(shí)啟用，因此希望空調(diào)系統(tǒng)具有提供小負(fù)荷的功能，采用大機(jī)組很難滿足低能耗、小負(fù)荷運(yùn)行的要求。

3．1．2合理措施

實(shí)驗(yàn)建筑物不得采用可造成不同實(shí)驗(yàn)室之間空氣交換的中央空調(diào)系統(tǒng)，避免造成交叉污染。符合實(shí)驗(yàn)樓空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置原則和特點(diǎn)的，歸納起來(lái)比較適宜的有三種形式：① 單獨(dú)空調(diào)；②?？焓叫⌒蜋C(jī)組風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)；③ 變頻變冷媒流量一拖多系統(tǒng)。

3．2．1主要問(wèn)題

空調(diào)方案選擇不合理，常見(jiàn)的有多個(gè)不同功能的實(shí)驗(yàn)室共用送、回風(fēng)系統(tǒng)。

缺點(diǎn)：易造成交叉污染。不同功能的實(shí)驗(yàn)室共用送、回風(fēng)系統(tǒng)，特別是回風(fēng)系統(tǒng)，空氣會(huì)通過(guò)空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生交換，造成實(shí)驗(yàn)室交叉污染。

3．2．2合理措施

不同功能的實(shí)驗(yàn)室的空調(diào)應(yīng)采取獨(dú)立的送、回風(fēng)系統(tǒng)，特別是獨(dú)立回風(fēng)的系統(tǒng)。

4．1．1主要問(wèn)題

（1）平面結(jié)構(gòu)不規(guī)整，特別是主實(shí)驗(yàn)室（污染區(qū)）平面結(jié)構(gòu)不規(guī)整。參見(jiàn)圖3。

圖3   BSL-3實(shí)驗(yàn)室平面布置圖

缺點(diǎn)：在主實(shí)驗(yàn)室（污染區(qū)）內(nèi)挖出一塊面積設(shè)置緩沖間，造成室內(nèi)平面結(jié)構(gòu)不規(guī)整，不利于氣流組織，易產(chǎn)生較多渦流，影響空氣的均勻性，增加了生物安全的隱患，同時(shí)，不規(guī)整的結(jié)構(gòu)不利于實(shí)驗(yàn)設(shè)施的布置與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的開展。

（2）平面設(shè)置過(guò)于復(fù)雜。參見(jiàn)圖4、圖5。

圖4   負(fù)壓實(shí)驗(yàn)室平面設(shè)計(jì)示意圖

圖5    負(fù)壓實(shí)驗(yàn)室平面設(shè)計(jì)示意圖

缺點(diǎn)：①如圖4所示，實(shí)驗(yàn)室按照潔凈廠房的常規(guī)做法設(shè)置了一更和二更，與一般實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)不相吻合。上述設(shè)計(jì)帶來(lái)的問(wèn)題不僅僅在于浪費(fèi)了面積，擠占了空間，更重要的是影響了包括人流、物流等在內(nèi)的科學(xué)合理的整體布局。

②如圖5所示，表現(xiàn)出生物安全的理念出現(xiàn)了混亂，將實(shí)驗(yàn)室人為復(fù)雜化，既設(shè)置了外準(zhǔn)備間，又設(shè)置了內(nèi)準(zhǔn)備間，不僅造成了面積與能源的浪費(fèi)，而且使工作流程變得繁復(fù)。

4．1．2合理措施

實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮各方面的因素，保持平面結(jié)構(gòu)的規(guī)整；由于在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)區(qū)域內(nèi)前已經(jīng)一次更衣，因此單體實(shí)驗(yàn)室只需一個(gè)更衣室便可滿足要求；生物安全實(shí)驗(yàn)室只需在外部設(shè)置準(zhǔn)備間，所有的涉及風(fēng)險(xiǎn)的操作過(guò)程均應(yīng)在主實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成。

4．2．1主要問(wèn)題

緩沖間的概念不清，功能運(yùn)用不當(dāng)

（1）將緩沖間作實(shí)驗(yàn)功能區(qū)設(shè)計(jì)和使用，在緩沖間內(nèi)設(shè)置衣柜、冰箱、樣品柜、試劑柜、洗手池、洗眼器等。

主要缺點(diǎn)：破壞了緩沖間的本質(zhì)功能，增加了相鄰相通功能區(qū)之間的空氣交換頻次與交換量。

（2）緩沖間過(guò)大。參見(jiàn)圖6。

圖6   負(fù)壓實(shí)驗(yàn)室平面設(shè)計(jì)示意圖 

主要缺點(diǎn)：①緩沖間變成了內(nèi)部走廊，不僅未能起到阻隔不同功能區(qū)之間空氣交換的作用，反而提高了各功能區(qū)之間交叉污染的幾率。②由于緩沖間越大，相鄰相通區(qū)域之間的空氣交換量就越大，因此，過(guò)大的緩沖間將不能起到有效的緩沖作用。

（3）緩沖間位置設(shè)置不當(dāng)，保護(hù)對(duì)象不明確。如圖7所示。

圖7   HIV初篩實(shí)驗(yàn)室平面設(shè)計(jì)示意圖

主要缺點(diǎn)：在清潔區(qū)外設(shè)置緩沖間，設(shè)置位置發(fā)生錯(cuò)誤，不能起到保護(hù)清潔區(qū)的作用。

4．2．2合理措施

緩沖間是指具有不同空氣指標(biāo)（氣壓、潔凈度等）的區(qū)域之間相貫通時(shí)空氣相互交換的減緩區(qū)，使不同區(qū)域之間的空氣交換量降低到最小程度，最大程度地減少區(qū)域空氣指標(biāo)的損失。緩沖室越小效果越好，在滿足正常人流、物流的情況下，應(yīng)盡量縮小建筑尺度；當(dāng)總建筑面積較小時(shí)，應(yīng)盡量將緩沖室的面積讓與其他區(qū)域。因此，緩沖室的面積通常取1300mm×〔1300～1500〕mm左右即可。

盲目設(shè)置風(fēng)淋室。參加圖8。

圖8  凈化實(shí)驗(yàn)室平面布置示意圖

缺點(diǎn)：6級(jí)（1000級(jí)）以下的潔凈環(huán)境設(shè)置風(fēng)淋室對(duì)保護(hù)潔凈度無(wú)任何意義，同時(shí)增加了投資浪費(fèi)與交通的難度。

4．4．1主要問(wèn)題

（1）生物安全實(shí)驗(yàn)室各區(qū)域之間的壓強(qiáng)梯度設(shè)計(jì)值小于10Pa，常見(jiàn)的多為5Pa。

缺點(diǎn)：通常，由于壓強(qiáng)的漂移可達(dá)±5Pa，因此，低于10 Pa甚至為5Pa的設(shè)計(jì)是不可靠的，一旦出現(xiàn)壓強(qiáng)倒置會(huì)有生物氣溶膠擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）負(fù)壓實(shí)驗(yàn)室中出現(xiàn)壓強(qiáng)梯度反跳。參見(jiàn)圖6。

缺點(diǎn)：上述設(shè)計(jì)中緩沖間的壓強(qiáng)為＋10Pa，高于主實(shí)驗(yàn)室和外部走廊（清潔區(qū)），當(dāng)主實(shí)驗(yàn)室的生物污染因子進(jìn)入緩沖間后，將會(huì)促進(jìn)污染因子向外部清潔區(qū)域擴(kuò)散。

4．4．2合理措施

控制污染的有效壓強(qiáng)梯度應(yīng)不低于10 Pa，因此設(shè)計(jì)與運(yùn)行時(shí)宜按大于15 Pa設(shè)置；負(fù)壓實(shí)驗(yàn)室的壓強(qiáng)應(yīng)自清潔區(qū)至污染區(qū)逐區(qū)降低，之間任何一個(gè)環(huán)節(jié)均不可有壓強(qiáng)反跳，即壓強(qiáng)梯度倒置的情況出現(xiàn)，保證被保護(hù)區(qū)處于最高壓區(qū)。

4．5．1主要問(wèn)題

（1）以潔凈實(shí)驗(yàn)室或GMP車間的理念來(lái)設(shè)計(jì)生物安全實(shí)驗(yàn)室，將潔凈等同于生物安全。參見(jiàn)圖9。

圖9 負(fù)壓實(shí)驗(yàn)室平面設(shè)計(jì)示意圖

缺點(diǎn)：①潔凈實(shí)驗(yàn)室和GMP車間采取的是稀釋理念，送風(fēng)口于吊頂均勻分布，回風(fēng)口對(duì)角或四角分布，氣流組織為亂流，不具備單向的定向流，無(wú)法起到生物安全防護(hù)作用；

②在一套空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)，主實(shí)驗(yàn)室、緩沖間及更衣室均有送回風(fēng)，造成交叉污染；

（2）送風(fēng)口、排風(fēng)口未按對(duì)側(cè)上送下排的原則設(shè)置，送風(fēng)口勻布于吊頂。參見(jiàn)圖10。

圖10  負(fù)壓實(shí)驗(yàn)室平面設(shè)計(jì)示意圖

 缺點(diǎn)：未能使清潔空氣從最清潔處送入，氣流死角較大。

（3）全面通風(fēng)氣流與生物安全柜的吸入氣流未形成應(yīng)勢(shì)利導(dǎo)關(guān)系。參見(jiàn)圖11。

圖11  負(fù)壓實(shí)驗(yàn)室平面設(shè)計(jì)示意圖

缺點(diǎn)：主實(shí)驗(yàn)室的氣流組織與生物安全柜的局部排風(fēng)氣流方向成90°，相互干擾，不符合通風(fēng)的基本原則，科學(xué)合理性差，對(duì)生物安全柜的運(yùn)行有一定的不良影響。

4．5．2合理措施

在實(shí)驗(yàn)室整體區(qū)域內(nèi)，氣流方向應(yīng)由清潔區(qū)流向污染區(qū)，防止有害因子污染外部環(huán)境；在主實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，送排風(fēng)口應(yīng)按對(duì)側(cè)上送下排設(shè)置，應(yīng)盡量增加送、排風(fēng)口的布置密度，送風(fēng)口盡量靠近生安柜操作口對(duì)側(cè)墻體均勻布置，保證氣流應(yīng)從相對(duì)清潔處送入，首先到達(dá)工作人員，然后到達(dá)污染源（生安柜），從生安柜后下方排出，防止實(shí)驗(yàn)人員遭受污染。

4．6．1主要問(wèn)題

（1）在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，控制交叉污染的理念不清。參見(jiàn)圖12、圖13。

圖12   PCR實(shí)驗(yàn)室平面布置示意圖

圖13   PCR實(shí)驗(yàn)室平面布置示意圖

缺點(diǎn)：①如圖12所示，采用內(nèi)部公用走廊，不僅不能控制各區(qū)域之間的交叉污染，反而會(huì)利于各區(qū)域之間的空氣交換。

②如圖13所示，各區(qū)域雖然采用了緩沖間，但又采用了傳遞窗，削弱了各區(qū)域之間由緩沖間形成的保護(hù)。

（2）PCR樣本制備室未考慮生物安全問(wèn)題。

缺點(diǎn)：對(duì)于未知病原的樣本，在提取核酸過(guò)程中有生物安全的隱患。

（3）PCR核酸擴(kuò)增室未同時(shí)考慮樣本被污染和核酸污染其他區(qū)域的隱患。

缺點(diǎn)：若不采取有效措施，在核酸擴(kuò)增室的操作過(guò)程中，樣本被外來(lái)核酸污染和自身核酸污染其他區(qū)域的可能性都較大。

（4）霉菌實(shí)驗(yàn)室的樣本制備和分析操作在同一凈化或非凈化室內(nèi)進(jìn)行。參見(jiàn)圖14。

圖14  霉菌實(shí)驗(yàn)室平面布置示意圖

缺點(diǎn)：在霉菌分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，霉菌的孢子易污染室內(nèi)環(huán)境，影響以后的實(shí)驗(yàn)。

4．6．2合理措施

①對(duì)于PCR實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)在各室入口處設(shè)緩沖間，以減少室內(nèi)外空氣交換，避免交叉污染。若房間進(jìn)深允許，可設(shè)PCR內(nèi)部專用走廊；樣本制備室應(yīng)按BSL-2設(shè)計(jì)；核酸擴(kuò)增可按負(fù)壓設(shè)計(jì)，室內(nèi)放置超凈工作臺(tái)供加樣用；②對(duì)于霉菌實(shí)驗(yàn)室，樣本應(yīng)在潔凈室內(nèi)制備，培養(yǎng)、分析在另外一間進(jìn)行，該房間易為負(fù)壓，或?yàn)槌旱O(shè)置通風(fēng)柜、排風(fēng)罩、排風(fēng)扇等排風(fēng)裝置，以控制霉菌孢子擴(kuò)散。