实验室规划与建设管理
实验室建设，无论是新建、扩建或是改建项目，它不是单纯的购买仪器设备，还需要综合考虑实验室的总体规划、合理布局和平面设计，以及供电、供水、通风、安全措施和环境保护等基础措施和基本条件。尤其现代实验室，先进的仪器设备和科学合理规划的实验室是提升实验室科技水平，促进科研成果增长的必备条件。因此，实验室建设是一项复杂的系统工程，需要科学的实验室规划与建设管理。
一、实验室规划与设计
实验室工作内容、工作量与工作半径均有差异，因此建设规模、建筑类别及建筑形式也不尽相同，其建设用房一般可按用途分为四类：实验用房、业务用房、保障支持用房和行政用房。以刑事科学技术实验室为例，其中实验用房是总体布局中的主要建筑物，占总建筑面积的比例为：省级不少于41%、地级不少于40%、县级不少于35%。
1.实验用房包括微生物、理化、毒理、消毒与媒介生物、放射卫生、职业卫生和环境卫生等各种项目功能实验室。
2.业务用房包括急慢性传染病防治、慢性非传染病防治、免疫预防、公共卫生（环境卫生、职业卫生、放射卫生、食品卫生等）、科研与质量管理、健康教育与促进、医学教育、图书与信息和学术交流等功能用房。
3.保障支持用房包括中心供应室、冷库、车库、常规库房、危险品库房、应急物资贮备库房、配电房（站）、职工活动中心、安全保卫和维修保养等功能用房。
4.行政用房包括党、政、人事、财务、档案和工会等功能用房。
实验用房的规划与设计必须遵守国家的法律、法规和规定。结合当地城市建设总体规划、区域经济发展水平和卫生规划，正确处理好需要与可能、现状与发展的关系，确定好实验室的建设规模，以满足社会对疾病控制和卫生服务的需求。
二、实验室选址与布局
（一）选址
实验室建设应符合当地城市建设总体规划要求，其选址应符合下列要求：
1.充分利用城市基础设施。
2.地形规整，交通方便。
3.避让饮用水源保护区。
4.避开化学、生物、粉尘、噪声、振动、强电磁场等污染源及易燃易爆场所。
（二）布局
1.总平面布局
总平面布局分为集中布局形式和分散布局形式。
（1）集中布局形式。将实验用房与其他功能用房或大多数功能用房集中设置在一个建筑物内。集中布局形式的优点是便于各部门之间相互联系，易于管理，节约用地，适于规模小、投资少的建设单位。
采用集中布局时，实验用房应置于楼宇上部，其他功能用房置于楼宇下部，各类用房应按照实验用房、业务用房、行政用房和保障支持用房依次竖向排列。如疾病预防控制中心实验用房在楼宇中自上至下宜按照毒理（包括动物存养）、理化、微生物依次布置，以便合理设置工程管网，同时有利于有毒有害以及恶性气体的排放与稀释。
对于容易造成交叉干扰，且难以有效隔离的实验室，不应同层混合布置。
（2）分散布局形式。分为相对分散布局与全面分散布局。相对分散布局，即将实验用房或大多数实验用房集中在一个建筑物内，并与其他功能用房分开设置，形成独立的综合性实验建筑物；全面分散布局，即将各种类别的实验用房按功能归类，分别设置独立建筑物，如分别设置微生物实验楼、理化实验楼、毒理（包括动物存养）实验楼等实验建筑物。实验用房与其他功能用房分区明确，相互干扰少，可以充分满足实验性质的多样性与特殊性的要求，便于科学安排实验工艺以及合理组织人流与物流，易于管理，安全可靠。有条件者应优先考虑采取分散布局形式，若受条件限制确需采取集中布局形式的，应明确功能分区，保证实验用房相对独立；还应考虑到实验室不良气体排出，因此，实验建筑物宜设置在当地夏季最小风频的上风向，以降低对其他建筑物内空气的污染。
2.楼层平面布局
楼层平面通常可分为单廊式、复廊式和回廊式。
实验建筑物的平面布局应遵循下列原则：楼层平面宜为中廊式。实验区应位于楼层一端，垂直主通道，实验人员办公及生活等区域位于楼层另一端，与实验有关的辅助用房可置于上述两个区域之间。这种平面布局的优点主要有以下几方面：
（1）分区明确。可实现实验区（含洗消室等实验有关用房）与其他功能区域的隔离，便于分区管理。
（2）布局合理。实验室沿走廊两侧设置，便于合理布局，交通顺畅，两侧相关实验工作易于相互配合。以人工操作为主的实验室可置于朝阳侧，争取最佳工作环境；以仪器为主的实验室可置于背阳侧，避免阳光对仪器设备的直射影响。
（3）适合设置独立区域。对生物安全性要求较高实验室可以布置在楼层一端形成独立区域，以避免外界干扰或对外界产生干扰。例如，将三级生物安全实验室及其他有较大潜在危险的致病微生物实验室、放射性实验室、动物实验室等要求较为特殊的实验室设置在楼层的尽端，便于最大限度避免对外界或受外界的影响。
（4）实验室可自然通风且采光效果好。
三、实验室建筑结构的要求
实验建筑物由各种类型的实验室组成。疾病预防控制中心实验室的特点是实验内容广泛，要求各异，其大小、形态及室内环境指标多不相同，应根据实验的对象、内容与要求进行建造。有的需要建筑物提供大空间来形成开放型实验室，如许多化学实验室，由于它们的共性较多，需要助工作面较大，因此常被希望建成大空间的工作平台，以便相互配合，提高工效；有的需要在较大的空间内按实验的特定要求划分出多个区域，形成一个组合型实验室。例如，①基因扩增实验室，根据特定的专业要求，应设置五个（或四个）相互隔离的工作区域，即试剂贮存和准备区、样品粉碎区（根据需要设置）、样品制备区、扩增反应混合物配制和扩增区以及产物分析区，并通过内部专用走廊相并联。同时对室内环境也有特定要求，需设置通风系统，形成单向的气流包保护区，避免各个实验区之间的相互干扰。②HIV血清学实验室，按照专业要求，应设置清洁区、半污染区及污染区三个区域，根据需要还可设置血清库。整体布局应符合合理的工艺流程以及人流与物流的要求。
因此，实验建筑物具有以下两个特点：一是无一般民用建筑中惯有的“标准层”或“标准间”的概念；二是需要建筑物提供大面积的敞开空间以及一定的层高，以便各种类型实验室的布置与建造。鉴于上述特点，实验建筑物宜采用框架（剪）结构，消除混合结构中承重墙对空间的限制，为各类实验室的建设提供有利条件。
（一）开间模数
实验室开间模数的确定应以方便操作、减少浪费为原则。实验室开间模数宜为3.5～4.0m，以3.6m为最佳，基本能够满足刑事科学技术实验室开展各类检验工作要求。
（二）进深
实验室的进深变化较多，各国都有自己的进深尺度，一般归纳起来多在6～9m。疾病预防控制机构实验室的特点与高能物理实验室、声学实验室和飞行动力实验室等其他行业的实验室不同，实验室的布置以边台或结合中央台为主，冰箱、孵箱、试剂柜和生物安全柜等设备通常需沿墙放置。若进深过小，边台长度与设备空间也相应过小，实验室利用率较低，因此，进深不宜太小；若进深过大，视觉比超出正常范围，建筑的合理性差。根据各国情况，结合我国的实践经验，实验室进深宜取6.0～9.0m，以7.0～8.0m为佳，基本上能够满足疾病预防控制机构各类实验室的要求。
（三）高度
实验室的高度包含层高、净高和技术夹层三个要素。层高是指楼板面到楼板面的高度；净高是指楼板面到吊顶的高度；技术夹层是指吊顶到楼板底的空间，应满足暖通空调、水电管道等设备与构件的安装和检修的需要。实验室的层高需根据净高结合技术夹层高度的要求来确定。(https://www.daowen.com)
净高与自然通风与采光的效果有关。合适的净高不仅有利于生产性有害气体的扩散与稀释，还可以避免建筑浪费以及降低制冷与采暖的能耗，同时不会给人体造成较大的压抑感。
技术夹层高度与安装风管、加压风机、高效过滤器等设备（构件）有关。若暂时受条件限制，在新建实验楼中可不设上述特殊条件实验室及中央空调系统，但考虑到未来发展的需求，应预留一定高度的技术夹层。
在确定实验室建筑高度时，要防止两种现象发生：一是未考虑到洁净实验室等特殊条件实验室的基本要求，或将来有建造特殊条件实验室的可能，一味强调节省投资，从而降低建筑高度；二是盲目认为实验室高度越大越好，片面追求高度，造成不必要的浪费。实验室建筑层高宜为3.7～4.0m；一般实验室净高不宜低于2.7m；有洁净度、压力梯度和恒温恒湿等特殊要求的实验室净高宜为2.5～2.6m。在确定建设高度时，应尽量扩大技术夹层的高度。
（四）走廊宽度
人流量与物流量以及建筑物的长度等因素决定了走廊宽度。一般实验室的人流量与物流量都很小，因此走廊宽度不需太大；同时宽度也不宜太小，应以满足大型仪器设备运输及紧急情况人员疏散的要求。在我国，刑事科学技术实验室的走廊净宽以1.8～2.0m为宜。
（五）墙面与地面
实验室墙体应采用表面吸附性小、清洗方便和光滑平整的建筑材料建造。实验室采取透明化分隔时，地面以上应采用不低于1m的实墙，以便放置装有电源插座的实验边台，并耐受推车等物体的冲撞，提高安全性。走廊两侧可以在合理的前提下尽量提高透明面积的比例。
实验室地面应采用耐腐蚀、耐磨损、易冲洗的建筑材料。对于无洁净度要求的实验室可以选用地砖，不仅耐酸耐碱，而且价格低廉。对于洁净实验室、生物安全实验室以及其他有特定要求的实验室地面材料除应满足上述一般要求外，更应满足整体无缝隙的要求。通常较为理想的材料有环氧树脂与PVC卷材。
（六）防火
实验建筑物的建筑耐火等级不应低于二级，消防设施的设置应符合国家有关建筑设计防火规范的规定。
对于大型贵重仪器实验室以及过水后将发生严重危害环境或严重危及人体健康事故的实验室，应采用合理的气体灭火装置。适用于实验室的气体灭火装置通常有自动气体灭火装置和手动灭火器。采用自动气体灭火装置时，应在室内外分别设置手动控制开关，同时还应在消防值班室设置手动直接控制装置。
（七）防雷
实验建筑物应设置完善的防雷系统。二级以上生物安全防护实验室、计算机网络机房、大型仪器分析室等对安全性要求比较特殊的场所，需设置独立的防雷系统。
（八）防震
实验室建筑物的抗震设防类别不应低于乙类建筑，有特殊要求如电子显微镜实验室的防震要求较高，为了达到工作要求，一般可将其放于实验楼的底层。
四、实验室基础设施要求
（一）通风
1.通风的意义
实验过程中，常会产生各种有毒、有害、有腐蚀性、异臭和易燃易爆气体，这些有害气体要及时排出室外，同时将新鲜空气送入室内，避免造成室内空气污染，保障实验人员的健康与安全，延长仪器设备的使用寿命。所以，通风是实验室建设不可缺少的一项内容。
2.通风的原则
实验室的送风系统应单独设置，不能采用可造成不同实验室之间空气交换的中央空调系统；实验室排风系统也需独立设置，即“一柜一管一风机系统”，不宜共用风道，不得借用消防风道。
3.通风方式
（1）局部送风。是指将室外或经过处理的清洁新鲜空气送达室内某一局部地点的通风方式。
（2）局部排风。是指在集中产生有害气体的局部地点，设置捕集装置将有害物集中排出，以控制其在室内扩散的通风方式。它可以利用最小风量，获得最好的控制效果，在实验室中被广泛采用，如通风柜、万向吸风罩。
（3）全面通风。对于实验准备室、药品库和储藏室等实验用房有害物质往往呈散发状态，特点是点多面广，这种情况下就需要全面通风方式来控制。全面通风的方式一是自然全面通风，二是机械全面通风。机械通风常采用下送风上排风的形式，即在外墙上安装轴流风机（或在吊顶安置排风口），通过风管安装在外墙的轴流风机进行机械通风。对于散发腐蚀性气体的房间应采用防腐风机，对于散发易燃易爆气体的房间，应采用防爆风机。
4.通风的建筑要求
从自然通风的要求考虑，实验建筑物不宜采用玻璃幕墙，宜采用窗下墙的形式，并尽量扩大外窗的可开启面积；采用机械通风时，在尽量靠近通风口的位置和不影响美观的前提下，于楼顶或外墙开设进、排风口。
（二）给水与排水
1.给水
给水的目的是满足实验室三个方面的用水需求，即实验过程用水、日常用水和消防用水。
给水方式通常是将上述三种用水合并为一个给水系统，由城市给水管网直接供水。高度超出城市给水管网水压范围的实验楼，应设置加压设备，宜选择变频恒压供水装置，不宜采用屋顶水箱供水，避免给水造成二次污染。
实验过程中使用的纯水，可以在实验室安装纯水系统、超纯水系统或蒸馏水器，自行制备供给。
2.排水
实验废水常含有酸、碱、氰化物、重金属等无机物，三氯甲烷、苯、醚等有机物以及致病微生物或放射性物质，所以，实验室废水不能直接排放。在有条件的城市，应将废水分类收集后交专业废物处理部门集中处理；无条件的城市或地区，应在实验室设置污水处理装置或采取有效措施，以除去废水中的污染物，杀灭致病微生物，使水质达到污水排放标准后再排入城市排水管网。
（三）供电
实验楼的用电量远高于常规建筑物，一方面大量的各种形式和规格的仪器设备需要足够的电力供应；另一方面维持实验室特定的室内环境指标需要大量的供电容量，更为重要的是应考虑满足实验室未来发展的需要。因此，新建实验建筑物的供电应留有足够的负荷余量。而且有的实验室需要不间断供电，所以实验室供电设计有如下要求：
1.供电容量应留有余地，配电导线以铜芯为宜。
2.一般采用双路供电，不具备双路供电条件的应设置自备电源，有特殊要求的，应配备不间断电源。
3.在每一实验室内设有三相交流电源和单相交流电源，最好设置一个总电源控制开关。
4.各种不同用途的仪器设备应分别设置控制开关。
（四）电梯
实验建筑物的电梯，按用途可分为客梯和货梯两类；按专业清洁要求可分为清洁梯和污物梯两类。
实验建筑物的垂直交通，在满足人流需要的同时，更应满足物流，包括大型仪器设备运输的需要。根据我国现行的有关建筑标准与规范的要求，高层建筑必须安装电梯，多层建筑可以不设电梯。但是，由于实验工作特性的需要，多层实验楼也宜安装电梯。无论是高层还是多层实验建筑物，在确定电梯时应至少设有一部货梯或至少有一部客梯可兼作货梯，以便实验用品，特别是大型仪器设备的垂直运输。有条件者，宜单独设置污物梯。客梯（清洁梯）的位置应设于楼宇主入口视觉显著、交通便利的区域；货梯一般与客梯相邻，这种设置可以降低造价、提高效率，但也可以根据特殊需要，避开主要人流路线，在楼宇的其他区域独立设置，通常是设于楼宇的另一端。在这种情况下，货梯往往更多地被赋予了污物梯的内涵。独立的货梯或污物梯可以通过门禁系统进行管理，仅用于设备、材料、样品和其他供给的运输，并便于实现封闭清理与消毒。
（五）实验台柜
通常，实验台柜有钢结构、钢木结构、木结构和钢筋混凝土结构四种形式。实验台主要由台面、台下柜体、电源插座、水槽构、水嘴等构成，有的根据需要，在台面上设置试剂架等设施。
根据实验需要及人体结构学实验台的尺寸要求：高度通常为0.82～0.85m，以放置仪器为主的台面可适当降低高度；化学及生物实验台宽常为0.75m，物理实验台常宽度为0.75～0.90m；长度由板材的定型尺寸及实验室的具体情况而定。
台面通常用木板、塑料、石材或环氧树脂板制成（简称物理板和化学板）。要求耐腐蚀、耐热，具有一定的强度，不易使玻璃仪器破碎；表面光洁、耐渗透、不翘不裂。根据不同实验室的要求，可选用不同的台面材料。
（六）其他设施
1.洗眼器与紧急冲淋器
洗眼器与紧急冲淋器是在非常态状况下使用的两种应急救援设施。
在理化实验区，往往需要同时设置洗眼器与紧急冲淋器。对于强腐蚀性化学品用量较大，并且有较多备用贮存的实验室，宜在每个实验室同时设置洗眼器与紧急冲淋器。对于一般化学实验区，可以洗眼器为主，紧急冲淋器为辅，设置在易受化学灼伤的实验室内。在生物性实验区，通常以设置洗眼器为主，对紧急冲淋器的设置无特别要求。
洗眼器与紧急冲淋器的水质应保持清洁。在建筑设计时应合理设置排水系统，以便定期置换管中陈水，保持水质常新。紧急冲淋器的底部不宜设置挡水板或淋浴盆，以防应急人员绊倒，并采取地面防水措施，以免日常管理时影响周边环境。
2.安全防护报警
有条件的实验室应设置与检测范围相应的有毒有害气体报警器等安全防护报警设施。