一、設(shè)計(jì)實(shí)例

該國(guó)家級(jí)生物安全中心工程，是全國(guó)獸藥質(zhì)量監(jiān)察業(yè)務(wù)的技術(shù)指導(dǎo)中心，并承擔(dān)國(guó)家獸醫(yī)微生物菌毒種生產(chǎn)、保藏管理中心的任務(wù)。其中生物安全三級(jí)動(dòng)物隔離實(shí)驗(yàn)室最大實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為牛，為國(guó)內(nèi)目前該級(jí)別實(shí)驗(yàn)動(dòng)物最大也是唯一的項(xiàng)目，是國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目。該生物安全實(shí)驗(yàn)室中心項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工歷時(shí)5年多，項(xiàng)目總用地面積160245.09m2，總建筑面積29865.84m2。

建設(shè)場(chǎng)地內(nèi)規(guī)劃建設(shè)項(xiàng)目共13棟，總體布局為兩個(gè)區(qū)，即實(shí)驗(yàn)區(qū)和生活管理區(qū)。根據(jù)GB50346—2004及環(huán)評(píng)報(bào)告的要求。規(guī)劃各實(shí)驗(yàn)室之間距離約為20m，實(shí)驗(yàn)室與周邊道路的距離為50m。主要建設(shè)內(nèi)容有:生物安全Ⅱ級(jí)實(shí)驗(yàn)室(菌種樓)、生物安全Ⅱ級(jí)實(shí)驗(yàn)室(檢測(cè)樓)、生物安全Ⅲ級(jí)實(shí)驗(yàn)室、生物安全Ⅰ級(jí)動(dòng)物隔離實(shí)驗(yàn)室、生物安全Ⅱ級(jí)動(dòng)物隔離實(shí)驗(yàn)室、生物安全Ⅲ級(jí)動(dòng)物隔離實(shí)驗(yàn)室、菌毒種保藏庫(kù)、菌毒種備份庫(kù)、危險(xiǎn)品庫(kù)、污水處理站、管理培訓(xùn)樓及輔助建筑。

二、總圖設(shè)計(jì)

作為一個(gè)實(shí)驗(yàn)室建筑群，該項(xiàng)目總圖設(shè)計(jì)更加復(fù)雜(見(jiàn)圖2)。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，實(shí)驗(yàn)樓應(yīng)該布置在當(dāng)?shù)刈畲箢l率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)或全年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。由于本地冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅保蚨鴮⑽畚锵鄬?duì)集中的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)區(qū)安排在基地下風(fēng)向，即基地東側(cè);而生物安全實(shí)驗(yàn)區(qū)則布置于基地的西北側(cè)。在實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)，各樓之間以長(zhǎng)廊相接，形成一系列院落，并共同圍合出中心景觀帶。實(shí)驗(yàn)區(qū)輔助用房分散布置于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)區(qū)和生物安全實(shí)驗(yàn)區(qū)，便捷而高效。沿南側(cè)某市政路開(kāi)設(shè)基地的主入口，辦公、實(shí)驗(yàn)和外來(lái)培訓(xùn)人員和車輛均由此出入。

在基地東西兩側(cè)分別開(kāi)設(shè)服務(wù)于實(shí)驗(yàn)區(qū)的出入口，用于實(shí)驗(yàn)物品、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、動(dòng)物及其飼料、生活垃圾等雜物的出入。北側(cè)實(shí)驗(yàn)區(qū)道路根據(jù)防疫、衛(wèi)生、運(yùn)輸和消防要求，分為人員通道(內(nèi)環(huán)路)和物品通道(外環(huán)路)。實(shí)驗(yàn)區(qū)南側(cè)與辦公生活區(qū)道路相接，在此處設(shè)置安全崗哨，以控制辦公生活區(qū)的車輛進(jìn)入實(shí)驗(yàn)區(qū)，維護(hù)實(shí)驗(yàn)區(qū)的安全在實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)部，生物安全實(shí)驗(yàn)室與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室可通過(guò)廊道、廣場(chǎng)、林間小徑相互聯(lián)通，既聯(lián)系順暢又無(wú)相互干擾。在實(shí)驗(yàn)區(qū)四周以及實(shí)驗(yàn)區(qū)與辦公生活區(qū)之間設(shè)置50m寬綠化隔離帶，以便緊急情況下采取措施防止病毒擴(kuò)散。

三、流線設(shè)計(jì)

根據(jù)該項(xiàng)目特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，確定了各生物安全實(shí)驗(yàn)室的流線，包括人流，物流，動(dòng)物流線，其中還各自分開(kāi)污流和凈流。流線設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)室方案設(shè)計(jì)階段的重點(diǎn)，也是實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)是否符合和滿足項(xiàng)目使用的關(guān)鍵。下面以典型的生物安全三級(jí)實(shí)驗(yàn)室中的大動(dòng)物區(qū)為例說(shuō)明各流線和功能分區(qū)。

1.動(dòng)物流線

生物安全三級(jí)動(dòng)物隔離實(shí)驗(yàn)室大動(dòng)物區(qū)的物流線。1)哺乳動(dòng)物(大動(dòng)物、中動(dòng)物)人畜共患病實(shí)驗(yàn)單元?jiǎng)游锪骶€:動(dòng)物消毒、緩沖、走廊、緩沖、實(shí)驗(yàn)室、解剖室、污物處理、污物后室。2)哺乳動(dòng)物(大動(dòng)物、中動(dòng)物)非人畜共患病實(shí)驗(yàn)單元?jiǎng)游锪骶€:動(dòng)物消毒、緩沖、走廊、緩沖、實(shí)驗(yàn)室、解剖室、污物處理、污物后室。

2.人流流線

實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)入實(shí)驗(yàn)區(qū)在一更脫下自己的衣服，進(jìn)入二更，換上防護(hù)服，如果做有感染動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)，需要帶防護(hù)面具。按照規(guī)范規(guī)定，當(dāng)具潛在危險(xiǎn)的物質(zhì)極有可能濺到工作人員時(shí)，應(yīng)使用塑料圍裙或防液體的長(zhǎng)罩服。在這種工作環(huán)境中，還應(yīng)穿戴其他的個(gè)人防護(hù)裝備，如手套、防護(hù)鏡、面具、頭部面部保護(hù)罩等。實(shí)驗(yàn)室配備三套呼吸防護(hù)裝備:正壓服，然后進(jìn)入緩沖間。實(shí)驗(yàn)室工作人員分別由實(shí)驗(yàn)樓西側(cè)刷卡進(jìn)入，登記后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)區(qū)。1)哺乳動(dòng)物(大動(dòng)物、中動(dòng)物)人畜共患病實(shí)驗(yàn)單元人員流線:一更、二更、緩沖(穿防護(hù)服)、走廊、緩沖、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室或解剖室、緩沖、化學(xué)淋浴和淋浴、緩沖(脫防護(hù)服)、走廊、緩沖、淋浴、更衣。2)哺乳動(dòng)物(大動(dòng)物、中動(dòng)物)非人畜共患病實(shí)驗(yàn)單元人員流線:一更、二更、緩沖、走廊、緩沖、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室或解剖室、緩沖、走廊、緩沖、淋浴、更衣。

3.物品流線

這里的物品指的主要是實(shí)驗(yàn)人員的防護(hù)服、工作服等循環(huán)使用物品經(jīng)二次高溫滅活后在清潔區(qū)內(nèi)清洗間清洗干凈后打包，再經(jīng)一道高壓滅菌器消毒烘干后送入隔離走廊，由工作人員帶入三更或二更備用以及實(shí)驗(yàn)樣品等。1)哺乳動(dòng)物(大動(dòng)物、中動(dòng)物)人畜共患病實(shí)驗(yàn)單元物品流線:外走廊、潔物儲(chǔ)存、走廊、傳遞窗或緩沖、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室或解剖室、解剖室、污物處理、污物后室。2)取樣樣品流線:解剖室、走廊、緩沖(傳遞窗)、污物后室。3)人員入口處淋浴間的衣服流線:淋浴、緩沖、走廊、緩沖(傳遞窗)污物處理(雙扉高壓鍋)、污物后室。4)哺乳動(dòng)物(大動(dòng)物、中動(dòng)物)非人畜共患病實(shí)驗(yàn)單元物品流線:外走廊、潔物儲(chǔ)存、走廊、傳遞窗或緩沖、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室或解剖室、解剖室、污物處理、污物后室。5)取樣樣品流線:解剖室、走廊、緩沖(傳遞窗)、污物后室。6)人員入口處淋浴間的衣服流線:淋浴、緩沖、走廊、緩沖(傳遞窗)污物處理(雙扉高壓鍋)、污物后室。

四、污物處理

流線設(shè)計(jì)完成了，污物處理方式也要設(shè)計(jì)好，本項(xiàng)目的污物處理方式為:固體廢棄物的處理。這種方式是指所有固體廢棄物運(yùn)出實(shí)驗(yàn)樓后，用專用車輛運(yùn)往本研究所專用固體廢物填埋場(chǎng)進(jìn)行衛(wèi)生填埋處理，達(dá)到危險(xiǎn)固體廢物無(wú)害化處置的要求。液體污染物處理的方式為:生物安全Ⅲ級(jí)動(dòng)物隔離實(shí)驗(yàn)室排放的生物廢水含有生物活性成分，對(duì)該部分廢水采取高溫滅活的處理工藝，污水經(jīng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)地漏初級(jí)過(guò)濾后進(jìn)入活毒廢水前處理系統(tǒng)，經(jīng)2～3道格柵過(guò)濾后，用水泵輸送至活毒廢水儲(chǔ)罐暫存，用序批式滅活罐分批處理，達(dá)標(biāo)后排入所區(qū)污水處理站。

五、輔助房間

設(shè)計(jì)好流線和污物處理方式后，主要實(shí)驗(yàn)室的方案基本成型，下面就是輔助房間的設(shè)計(jì)，如污水、廢水排水和處理，尸體處理設(shè)備的布置，菌毒種保藏庫(kù)、鑒定庫(kù)、液氮庫(kù)等庫(kù)房、空調(diào)機(jī)房、配電室、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房等。一旦確定好這些輔助房間，實(shí)驗(yàn)室的方案就基本完成了。根據(jù)國(guó)內(nèi)同類項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，一般將污水廢水排水和處理，尸體處理，放在地下一層。空調(diào)機(jī)房設(shè)在屋頂。其他房間可以根據(jù)房間布局調(diào)整。

六、氣流組織

最后要做的工作，就是氣流組織了，也就是確定各個(gè)房間的壓力。這是由工藝根據(jù)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，潔凈要求和危險(xiǎn)性提出，流程是首先確定各建筑飼養(yǎng)動(dòng)物的級(jí)別，如基礎(chǔ)級(jí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、清潔實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、無(wú)特定病原體(SPF)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、悉生或無(wú)菌實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，各種動(dòng)物對(duì)應(yīng)的環(huán)境不同，比如SPF級(jí)要設(shè)計(jì)屏障環(huán)境，甚至是隔離環(huán)境，而且對(duì)應(yīng)的籠具也不同，有的對(duì)應(yīng)獨(dú)立通風(fēng)籠具(IVC)，有的是隔離器或?qū)恿骷堋４_定了動(dòng)物也就是確定了籠具和環(huán)境，環(huán)境要求的壓力和壓差不同，有的房間要正壓，是正壓實(shí)驗(yàn)室，有的負(fù)壓，是負(fù)壓實(shí)驗(yàn)室。這些都是根據(jù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物級(jí)別確定的，不能簡(jiǎn)單定義。以本實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目為例，SPF級(jí)動(dòng)物放置在隔離環(huán)境中，通過(guò)隔離器實(shí)現(xiàn)，房間設(shè)計(jì)為屏障環(huán)境。作為建筑專業(yè)，必須了解各房間壓力和壓差，潔凈度等級(jí)，了解動(dòng)物籠具類型，才能很好地配合工藝和設(shè)備、電氣專業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如確定門的方向、層高、房間荷載等。

七、室內(nèi)設(shè)計(jì)

在施工圖階段，與其他類型建筑不同的是，實(shí)驗(yàn)室建筑房間詳圖不能由內(nèi)裝專業(yè)完成，而是建筑師來(lái)做，因?yàn)楦鱾€(gè)實(shí)驗(yàn)室需要的技術(shù)要求非常苛刻，對(duì)美觀不那么嚴(yán)格。作為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，需要考慮的非常周到，一絲一毫都不能馬虎，建成后驗(yàn)收對(duì)其中嚴(yán)重缺陷的項(xiàng)目有些設(shè)計(jì)失誤應(yīng)該在一開(kāi)始就避免，下面簡(jiǎn)單列舉幾個(gè)容易犯的錯(cuò)誤，基地人員出入口兼做動(dòng)物尸體和廢棄物出口;未設(shè)置動(dòng)物尸體與廢棄物暫存處;屏障環(huán)境設(shè)施的衛(wèi)生間置于凈化區(qū)內(nèi);負(fù)壓屏障環(huán)境設(shè)施沒(méi)有設(shè)置無(wú)害化消毒設(shè)施;屏障環(huán)境設(shè)施凈化區(qū)內(nèi)地面與墻面相交位置未做半徑不小于30mm的圓弧處理;沒(méi)有防止昆蟲、鼠等動(dòng)物進(jìn)入和外逃的措施，凈化區(qū)變形縫做法未滿足潔凈要求等。可以看出，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，甚至是最后的施工圖詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，都要具備清楚的概念和相關(guān)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。

八、結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)室建筑中流線是第一要素，設(shè)計(jì)時(shí)不但要處理好總圖流線關(guān)系，更要處理好建筑內(nèi)物流、人流、動(dòng)物流線，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)功能進(jìn)行潔污分流，合理分區(qū)，針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)室的需求設(shè)置壓力差，從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)安全，保護(hù)實(shí)驗(yàn)人員的目的。所有的設(shè)計(jì)均圍繞流線設(shè)計(jì)展開(kāi)。其次，就是實(shí)驗(yàn)器具比如高壓鍋、生物安全柜，尸體處理器等對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的影響要提前落實(shí)。最后，工藝條件的各專業(yè)協(xié)同落實(shí)，才是最終保證動(dòng)物安全實(shí)驗(yàn)室的成功設(shè)計(jì)。

作者：馬凈 單位：中國(guó)建筑科學(xué)研究院中國(guó)建筑技術(shù)集團(tuán)有限公司