生物實驗室如何進行規(guī)劃和設(shè)計

一、概述

生物實驗室設(shè)計內(nèi)容包括制定實驗樓每個部門、每個實驗室的面積和功能要求；制定生物實驗室每間房的建筑、裝修內(nèi)容，門窗要求，環(huán)境控制、電力（照明、通訊及網(wǎng)絡(luò)等）、氣體管道、給排水、空調(diào)、消防控制、結(jié)構(gòu)等工藝設(shè)計的要求；制定每間生物實驗室所需固定實驗設(shè)備清單。  

現(xiàn)代化生物實驗室工藝設(shè)計/設(shè)備規(guī)劃，包括按照國際生物實驗室標準及項目工藝任務(wù)書的要求，完成生物實驗室固定設(shè)備規(guī)劃、工藝布置圖、典型生物實驗室放大工藝平面圖、主要立面圖和主要剖面圖；完成生物實驗室固定設(shè)備廠商資料及工程設(shè)計數(shù)據(jù)歸總。

二、具體要求

具體地說，現(xiàn)代化生物實驗室建筑工藝設(shè)計的要求是：

1.基地環(huán)境方面在對基地現(xiàn)狀充分分析基礎(chǔ)上,采用將建筑作為環(huán)境背景的設(shè)計理念，將單體建筑包容于環(huán)境之中。

2.建筑方面主要包括生物實驗室建筑設(shè)計、室內(nèi)裝修材料要求等。

實驗室基本工作區(qū)域尺度（ELM），是為保證生物醫(yī)學(xué)研究的安全運行，而對其所需工作區(qū)域尺度的規(guī)劃。實驗室的ELM一般包括對操作臺、實驗設(shè)備（包括儲藏柜）、工作臺、化學(xué)排煙罩以及生物安全柜的長度要求。

實驗室設(shè)計當前的趨勢，已經(jīng)開始朝著規(guī)劃區(qū)域空間尺度的方向發(fā)展，而不僅僅限于規(guī)劃區(qū)域長度。這種趨勢是起源于模塊化實驗室形式的采用。

建筑面積由于包括流通區(qū)域、建筑核心區(qū)域、墻體以及公共區(qū)域的面積，必然在整體上大于特定功能區(qū)域的使用面積。參考根據(jù)AIA使用面積與建筑面積的換算方式，實驗室（包括內(nèi)部流通和功能分配區(qū)域）面積的基本換算系數(shù)在1.7至2.2之間。換算出的工程總面積在實際規(guī)劃時，還需要做相應(yīng)調(diào)整。

實驗室建筑的材料，應(yīng)該選擇耐用和易清洗的類型，并且應(yīng)能有助于創(chuàng)造一個舒適安全的工作環(huán)境。材料設(shè)計的關(guān)鍵因素，在于易清洗、易維護、易儲藏并且盡量減少毒害傳播。所選材料作穿墻以及樓板處理時，還必須考慮到保證實驗室人員的安全。

3.結(jié)構(gòu)方面包括生物實驗室結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)負荷要求等。

由于振動會干擾到實驗室的敏感性儀器，所以設(shè)計者們必須考慮適當控制振動，并將振動源放置在遠離敏感性儀器的區(qū)域，必須對建筑結(jié)構(gòu)的振動反應(yīng)進行細致分析。為了控制振動在實驗室區(qū)域的傳導(dǎo)，工程師在設(shè)計前期需要考慮一些結(jié)構(gòu)因素。

實驗室開間的大小設(shè)定，必須考慮到實驗室模塊、功能分配、振動標準和后期發(fā)展等，寬度應(yīng)該根據(jù)實驗室模塊的大小有相應(yīng)變化，既保證靈活性又符合常規(guī)門窗設(shè)計，且形成統(tǒng)一的實驗室輔助連接的整體。

實驗室模塊內(nèi)不應(yīng)設(shè)置柱，以免妨礙實驗室的內(nèi)部流通和空間使用。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)緊密協(xié)調(diào)，防止互相干擾。

4.暖通空調(diào)方面包括生物實驗室暖通空調(diào)設(shè)計、空氣過濾排氣系統(tǒng)、生物安全柜排氣系統(tǒng)等要求。

暖通空調(diào)系統(tǒng)必須滿足實驗室研究要求。除對溫度、濕度需嚴格控制外，還需有足夠的通風(fēng)量，以處理煙塵、異味、空氣中污物，并滿足煙罩通風(fēng)以及實驗室內(nèi)熱負荷要求。同時，必須充分考慮系統(tǒng)的可靠性和富裕量。不同性質(zhì)區(qū)域需保證不同的相對壓力,并要根據(jù)相關(guān)標準從長遠考慮節(jié)能問題。

實驗室中間操作罩口，NC最大值不宜超過50dB，除非設(shè)備本身允許外，NC一般不宜超過60dB。

暖通空調(diào)、水、電、照明設(shè)備，需根據(jù)可有效利用能源的原則進行選擇，同時，應(yīng)易于控制管理。防結(jié)露最小保溫厚度，需滿足節(jié)能標準，并參考國內(nèi)相關(guān)推薦值。建筑圍護材料，必須保證居住者的健康與安全，建議選用環(huán)保節(jié)能材料。所有耗能系統(tǒng)及部件，要進行全程控制管理，且是否采用熱回收應(yīng)進行相應(yīng)的比較評價。

通過對實驗室設(shè)備維護費用的經(jīng)濟分析，選用不同的暖通空調(diào)系統(tǒng)。經(jīng)濟分析應(yīng)有足夠的數(shù)據(jù)進行經(jīng)濟性、能效比的全面計算。經(jīng)濟分析主要包括工程初投資、能耗、運行費用、系統(tǒng)可靠性、適應(yīng)性等方面的分析比較。每個系統(tǒng)的選擇需滿足運行的靈活、可靠、易于維護，并預(yù)留余量。工程總投資內(nèi)應(yīng)包含維護費用。

5.給排水方面包括實驗樓給排水系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備要求。

給排水系統(tǒng)應(yīng)與實驗室模塊相符合，且應(yīng)設(shè)計靈活，并預(yù)留部分設(shè)施以保證實驗室的可靠和持續(xù)運行，還要盡量避免在實驗室區(qū)域做穿墻處理。

在污、廢水系統(tǒng)方面，應(yīng)設(shè)置生活污水與生產(chǎn)廢水分流排水管網(wǎng)。生活污水處理達到中水回用標準后備用，再回用于綠化及水景補水?？蒲猩a(chǎn)廢水采取局部處理與集中處理相結(jié)合的方式。對被毒菌污染廢水及放射性廢水，就近設(shè)置失活及衰減處理裝置，嚴格控制，處理合格后排放。

地面雨水經(jīng)雨水管道有組織匯集，用流槽卵石層過濾后儲存回用，余量及洪水就近排入明渠。

6.強弱電方面包括生物實驗室電力系統(tǒng)設(shè)計、室配電系統(tǒng)設(shè)計、照明設(shè)計、智能化系統(tǒng)設(shè)計、保安系統(tǒng)設(shè)計、通訊系統(tǒng)設(shè)計等要求。

7.消防方面主要指生物實驗室消防系統(tǒng)設(shè)計要求。

實驗室建筑防火的特殊要求，應(yīng)按照當?shù)叵嚓P(guān)規(guī)范考慮實驗室區(qū)域的設(shè)置，按照實驗室建筑防火規(guī)范采用符合防火等級的防火材料，并設(shè)置防火閥、自動噴淋系統(tǒng)、防火信號系統(tǒng)、風(fēng)管煙氣檢測系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓和消防泵等消防設(shè)施。

生物實驗室用家具及設(shè)備要求，包括衛(wèi)生器具、工作臺面、化學(xué)煙罩、生物安全柜及實驗設(shè)備要求。

8.生物實驗室安全方面主要包括常規(guī)安全和輻射安全工藝設(shè)計要求。

安全健康的指導(dǎo)方針，要求建筑盡可能在工程上對工作人員的安全保護形成有效控制，從而將工作期間潛在的職業(yè)危險降至最低。該指導(dǎo)方針還必須與工程師提交的具體建筑設(shè)計文件內(nèi)容相適應(yīng)，以便安全保護在建筑施工時能夠體現(xiàn)出來。雖然健康安全的方針與工程技術(shù)的要求許多內(nèi)容可以統(tǒng)一起來，但是仍不可能涵蓋所有的因素。因此，建議讓健康安全專家參與建筑設(shè)計團隊。

所有實驗室必須保證放射性物質(zhì)安全可靠地存放。放射性物質(zhì)的容量和類型，取決于實驗室研究功能的類型和數(shù)量。因此，設(shè)計者需要根據(jù)實驗室的功能要求，來決定供使用和處理放射性物質(zhì)的必要區(qū)域。

所有實驗室必須設(shè)有相應(yīng)的普通級別的廢棄放射性物質(zhì)存放容器。每個實驗室廢料的存放位置必須標準化，以便于緊急防護人員在火災(zāi)或意外情況下迅速采取措施。

9.環(huán)境保護方面主要包括污水污物處理、噪音防護、輻射防護、生物安全防護等要求。

注意環(huán)境保護和適當處理廢料，對于保證實驗室建筑中工作人員、訪問學(xué)者的健康，和周圍設(shè)施的運行維護，具有十分重要的意義。因此，需對實驗室的有害建筑材料、有害廢料儲備與處理、分散儲備設(shè)施、廢液排放、固態(tài)廢料的管理與回收、氣體散發(fā)等做出嚴格控制。

10.BSL3生物實驗室、動物實驗室規(guī)劃/設(shè)備規(guī)劃方面主要是完成BSL3生物實驗室、動物實驗室平面工藝布置圖、立面圖和剖面圖設(shè)計；完成P3生物實驗室、動物實驗室工程設(shè)計要求和說明。

生物安全三級實驗室必須設(shè)置凈化設(shè)備（推薦采用高壓滅菌器）。高壓滅菌器區(qū)應(yīng)滿足相應(yīng)要求。生物安全三級實驗室的真空系統(tǒng)，必須設(shè)置保護性過濾器。當生物安全三級實驗室的氣流與設(shè)計不相符時，應(yīng)有圖像和聲音報警，并應(yīng)結(jié)合實際情況，考慮人員安全及材料的選用，設(shè)置高效過濾器。排風(fēng)夾帶有蒸汽，必須設(shè)置相應(yīng)的過濾器（0.2微米濾水過濾器或等同）。高效過濾器的安裝，必須滿足相應(yīng)的特殊測試要求。

(文章來源現(xiàn)代實驗室裝備網(wǎng))

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