當前，由于一些實驗室設(shè)計與施工人員缺乏對標準規(guī)范的理解與掌握，對實驗室的設(shè)計理念含混不清，致使工程缺陷較多。本文就筆者在有關(guān)標準編制及全國各地講學(xué)、指導(dǎo)過程中發(fā)現(xiàn)的普遍存在的問題及相應(yīng)合理的處理措施作以下簡要闡述與分析：

2．1．1主要問題

（1）建筑層高過低，常見的有3.2m，甚至有的2.8m。

缺點：技術(shù)夾層空間過小，或無法形成技術(shù)夾層，不利于甚至無法進行潔凈、負壓、恒溫恒濕等有特殊空氣條件要求的實驗室的建設(shè)。

（2）建筑層高過高，常見的有4.5m以上的各種尺度。

缺點：因少數(shù)潔凈、負壓、恒溫恒濕等有特殊空氣條件要求的實驗室，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以及制冷與采暖的能耗。

2.1.2 合理措施

實驗室建筑層高宜為3.7m～4.0m；一般實驗室凈高宜不低于2.7m；有潔凈度、壓力梯度、恒溫恒濕等特殊要求的實驗室凈高宜為2.5m～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。

2．2．1主要問題

（1）進深過小，常見的有6.0m以下各種尺度。

缺點：①邊臺長度與設(shè)備空間相應(yīng)過小，實驗室利用率較低；②不利于甚至無法進行PCR、HIV、負壓、潔凈等多類結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的實驗室的建設(shè)。

（2）進深過大，有的達9.0m以上的各種尺度。

缺點：①往往致使實驗室面積過大，造成較大的建筑和能源浪費；②影響工作效率；③視覺比超出正常范圍，建筑的合理性差。

2．2．2合理措施

CDC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、生物安全柜等設(shè)施設(shè)備通常需沿墻放置，若進深過小，邊臺長度與設(shè)施設(shè)備空間也相應(yīng)過小，實驗室利用率較低，并且很難在一個平面模數(shù)內(nèi)同時設(shè)置準備間與主實驗室；若進深過大，視覺比超出正常范圍，建筑的合理性較差，同時空氣的均勻性也較差。實驗室合理的進深宜取6.0m～9.0m，以7.0m～8.0m為佳，基本上能夠滿足各類實驗室的要求。

2．3．1主要問題

（1）開間模數(shù)過小，常見的有3.6m以下的各種尺度。

缺點：不利于實驗室布局。當雙面布置邊臺時空間過擠，有礙實驗操作；當單面布置邊臺時，面積利用率低。

（2）開間模數(shù)過大，常見的有4.2m及以上的各種尺度。

缺點：①面積利用率太低，建筑和能源浪費太大；②影響工作效率。

（3）實驗室開間過大，常見的有開間模數(shù)的2倍、3倍，甚至更多的各種倍數(shù)。

缺點：往往與實驗工作量不符，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

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

2．4．1主要問題

采用全玻璃或距地面1m以上全玻璃墻體。

缺點：①安全性差，且難以符合防火要求；②不利于甚至無法設(shè)置吊柜、支架，影響單位空間的利用率；③不易遮擋實驗臺柜等設(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在實驗操作過程中有相互干擾的隱患［1］。

2．4．2合理措施

實驗室采取透明化分隔時，地面以上應(yīng)采用不低于1米的實墻，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。縱隔墻不宜都采用玻璃隔斷，應(yīng)根據(jù)具體情況，在需要的地方以實墻代替玻璃隔斷來爭取空間，儲藏或擱置實驗物品。當縱隔墻采用玻璃隔斷時，應(yīng)在近走廊與外墻處應(yīng)各留1.2m～1.5m的實墻，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主要問題

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

缺點：①很難滿足局部通風的需要。許多儀器設(shè)備需要小風量局部排風；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，很難準確預(yù)留固定風口；②很難滿足全面通風的需要。許多實驗室需要全面通風，即需要在建筑外墻相應(yīng)地設(shè)置大量的進、排風口，由于風口的需求往往存在不可預(yù)計性，因此，很難準確預(yù)留固定風口；③很難滿足未來發(fā)展的需要。隨著時代的發(fā)展，國家對實驗室的要求會不斷改變、實驗的功能會不斷增加、實驗的能力會不斷提高，增設(shè)或改、擴建潔凈、負壓等特殊空氣條件實驗室，以及添置需要排風的儀器設(shè)備等將會成為必然，通風系統(tǒng)也將相應(yīng)增加，由于未來的發(fā)展具有不可確定性，所以很難準確預(yù)留固定風口。

（2）對于樓頂通風，通風豎井預(yù)留不足，常見的有在樓宇中部預(yù)留一個或在兩端各預(yù)留一個建筑豎井。

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

2．5．2合理措施

（1）對于側(cè)墻通風：

如何能夠滿足風口數(shù)量與位置多變性的要求，是在實驗室設(shè)計中需要解決的一項重要內(nèi)容。如果通過大量預(yù)留管道豎井來應(yīng)對未知的需求，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、可隨時啟用的通用性風口是實驗室建設(shè)中的一項重要舉措。從目前比較成功的實踐經(jīng)驗來看，可以在每層樓的樓板與吊頂之間，設(shè)置通長的防雨百頁，內(nèi)側(cè)以防水板材（如PVC板）封閉，當需要建造通風系統(tǒng)時，打開封板即可作風口使用。這種通長的防雨百頁即構(gòu)成隱藏的通用性預(yù)留風口，可以較好地滿足各類機械通風的要求。參見圖1。   

圖1 通用性預(yù)留百頁風口示意圖

（a）剖面圖；  （b）立面圖

（2）對于樓頂通風

由于樓頂排風主要用于高濃度（含異嗅、刺激性）有害物的控制，因此在建設(shè)過程中排風點的位置一般比較明確。樓頂排風易根據(jù)具體需要，只在風管經(jīng)過的每層樓板上預(yù)留建筑管道孔（井），管道孔（井）應(yīng)盡量靠近排風點的預(yù)定位置，縮短水平風管的輔設(shè)長度。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。參見圖2。

圖2 為管道孔（井）位置示意圖

3．1．1主要問題

空調(diào)類型選擇不合理，常見的有冷熱水大機組。

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

3．1．2合理措施

實驗建筑物不得采用可造成不同實驗室之間空氣交換的中央空調(diào)系統(tǒng)，避免造成交叉污染。符合實驗樓空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置原則和特點的，歸納起來比較適宜的有三種形式：① 單獨空調(diào)；②模快式小型機組風機盤管系統(tǒng)；③ 變頻變冷媒流量一拖多系統(tǒng)。

3．2．1主要問題

空調(diào)方案選擇不合理，常見的有多個不同功能的實驗室共用送、回風系統(tǒng)。

缺點：易造成交叉污染。不同功能的實驗室共用送、回風系統(tǒng)，特別是回風系統(tǒng)，空氣會通過空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生交換，造成實驗室交叉污染。

3．2．2合理措施

不同功能的實驗室的空調(diào)應(yīng)采取獨立的送、回風系統(tǒng)，特別是獨立回風的系統(tǒng)。

4．1．1主要問題

（1）平面結(jié)構(gòu)不規(guī)整，特別是主實驗室（污染區(qū)）平面結(jié)構(gòu)不規(guī)整。參見圖3。

圖3   BSL-3實驗室平面布置圖

缺點：在主實驗室（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，不規(guī)整的結(jié)構(gòu)不利于實驗設(shè)施的布置與實驗活動的開展。

（2）平面設(shè)置過于復(fù)雜。參見圖4、圖5。

圖4   負壓實驗室平面設(shè)計示意圖

圖5    負壓實驗室平面設(shè)計示意圖

缺點：①如圖4所示，實驗室按照潔凈廠房的常規(guī)做法設(shè)置了一更和二更，與一般實驗室的特點不相吻合。上述設(shè)計帶來的問題不僅僅在于浪費了面積，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，將實驗室人為復(fù)雜化，既設(shè)置了外準備間，又設(shè)置了內(nèi)準備間，不僅造成了面積與能源的浪費，而且使工作流程變得繁復(fù)。

4．1．2合理措施

實驗室的設(shè)計應(yīng)充分考慮各方面的因素，保持平面結(jié)構(gòu)的規(guī)整；由于在進入實驗區(qū)域內(nèi)前已經(jīng)一次更衣，因此單體實驗室只需一個更衣室便可滿足要求；生物安全實驗室只需在外部設(shè)置準備間，所有的涉及風險的操作過程均應(yīng)在主實驗室內(nèi)完成。

4．2．1主要問題

緩沖間的概念不清，功能運用不當

（1）將緩沖間作實驗功能區(qū)設(shè)計和使用，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：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）緩沖間過大。參見圖6。

圖6   負壓實驗室平面設(shè)計示意圖 

主要缺點：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，保護對象不明確。如圖7所示。

圖7   HIV初篩實驗室平面設(shè)計示意圖

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

4．2．2合理措施

緩沖間是指具有不同空氣指標（氣壓、潔凈度等）的區(qū)域之間相貫通時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；當總建筑面積較小時，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)置風淋室。參加圖8。

圖8  凈化實驗室平面布置示意圖

缺點：6級（1000級）以下的潔凈環(huán)境設(shè)置風淋室對保護潔凈度無任何意義，同時增加了投資浪費與交通的難度。

4．4．1主要問題

（1）生物安全實驗室各區(qū)域之間的壓強梯度設(shè)計值小于10Pa，常見的多為5Pa。

缺點：通常，由于壓強的漂移可達±5Pa，因此，低于10 Pa甚至為5Pa的設(shè)計是不可靠的，一旦出現(xiàn)壓強倒置會有生物氣溶膠擴散的風險。

（2）負壓實驗室中出現(xiàn)壓強梯度反跳。參見圖6。

缺點：上述設(shè)計中緩沖間的壓強為＋10Pa，高于主實驗室和外部走廊（清潔區(qū)），當主實驗室的生物污染因子進入緩沖間后，將會促進污染因子向外部清潔區(qū)域擴散。

4．4．2合理措施

控制污染的有效壓強梯度應(yīng)不低于10 Pa，因此設(shè)計與運行時宜按大于15 Pa設(shè)置；負壓實驗室的壓強應(yīng)自清潔區(qū)至污染區(qū)逐區(qū)降低，之間任何一個環(huán)節(jié)均不可有壓強反跳，即壓強梯度倒置的情況出現(xiàn)，保證被保護區(qū)處于最高壓區(qū)。

4．5．1主要問題

（1）以潔凈實驗室或GMP車間的理念來設(shè)計生物安全實驗室，將潔凈等同于生物安全。參見圖9。

圖9 負壓實驗室平面設(shè)計示意圖

缺點：①潔凈實驗室和GMP車間采取的是稀釋理念，送風口于吊頂均勻分布，回風口對角或四角分布，氣流組織為亂流，不具備單向的定向流，無法起到生物安全防護作用；

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

（2）送風口、排風口未按對側(cè)上送下排的原則設(shè)置，送風口勻布于吊頂。參見圖10。

圖10  負壓實驗室平面設(shè)計示意圖

 缺點：未能使清潔空氣從最清潔處送入，氣流死角較大。

（3）全面通風氣流與生物安全柜的吸入氣流未形成應(yīng)勢利導(dǎo)關(guān)系。參見圖11。

圖11  負壓實驗室平面設(shè)計示意圖

缺點：主實驗室的氣流組織與生物安全柜的局部排風氣流方向成90°，相互干擾，不符合通風的基本原則，科學(xué)合理性差，對生物安全柜的運行有一定的不良影響。

4．5．2合理措施

在實驗室整體區(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；在主實驗室內(nèi)，送排風口應(yīng)按對側(cè)上送下排設(shè)置，應(yīng)盡量增加送、排風口的布置密度，送風口盡量靠近生安柜操作口對側(cè)墻體均勻布置，保證氣流應(yīng)從相對清潔處送入，首先到達工作人員，然后到達污染源（生安柜），從生安柜后下方排出，防止實驗人員遭受污染。

4．6．1主要問題

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

圖12   PCR實驗室平面布置示意圖

圖13   PCR實驗室平面布置示意圖

缺點：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。

（2）PCR樣本制備室未考慮生物安全問題。

缺點：對于未知病原的樣本，在提取核酸過程中有生物安全的隱患。

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

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

（4）霉菌實驗室的樣本制備和分析操作在同一凈化或非凈化室內(nèi)進行。參見圖14。

圖14  霉菌實驗室平面布置示意圖

缺點：在霉菌分析實驗過程中，霉菌的孢子易污染室內(nèi)環(huán)境，影響以后的實驗。

4．6．2合理措施

①對于PCR實驗室，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；核酸擴增可按負壓設(shè)計，室內(nèi)放置超凈工作臺供加樣用；②對于霉菌實驗室，樣本應(yīng)在潔凈室內(nèi)制備，培養(yǎng)、分析在另外一間進行，該房間易為負壓，或為常壓但設(shè)置通風柜、排風罩、排風扇等排風裝置，以控制霉菌孢子擴散。