浅谈药品检测实验室建筑设计要点
2020-01-18
(中船第九设计研究院工程有限公司,上海 200063)
药品检测实验室项目涉及工种较多,需要工艺、建筑、结构、暖风、电气、给排水、动力、环保、经济等各专业设计人员共同参与并充分协调。结合笔者参与的几个药品检测实验室项目,本文从功能组成、总平面设计、建筑布局、发展趋势等方面进行探讨,总结药品检测实验室的若干建筑设计要点。
1 功能组成
药品检测实验室从事药品检测、鉴定的实验及相关研究工作,实验内容以一般化学实验为主,兼有生物安全、动物等实验。药品检测实验室项目通常由以下各功能用房组成。
1.1 实验用房
实验用房分为通用实验室、专用实验室、辅助实验室及数据处理室等。
1)通用实验室指普通理化实验室、仪器室等,理化实验室主要进行化学实验及样品前处理,仪器室主要利用仪器设备对处理好的样品进行具体指标的检测。
2)专用实验室指有特定环境要求的实验室,如生物安全实验室、无菌洁净室、动物房、高精度恒温恒湿实验室等。
3)辅助实验室包括洗瓶间、试剂室、天平室、样品室、暗室等。
4)数据处理室是实验人员整理实验数据、编写成果报告的用房。
1.2 业务受理用房
负责接收送检样品、给送检方发放检测报告等事务,包括业务接待大厅,样品常温库、阴凉库、冷藏库等库房,业务洽谈室,办公室等。
1.3 行政办公及科研辅助用房
包括行政领导办公室及人事、财务等办公用房;以及为行政、技术人员提供服务的用房,如学术报告厅、图书资料室、技术档案室、餐厅、厨房等。
1.4 公用设施用房
包括空调、给排水、强弱电、压缩空气等设施的用房。
2 总平面设计
药品检测实验室有大量的化学实验,建筑应布置在最大风频的下风向或最小风频的上风向,并与周围建筑保持一定的距离,设置绿化带隔离,并做好污水、废水、废气处理,达到环保要求。另外,生物安全实验室、无菌室、动物房等生物学实验室要求环境清洁,远离尘土,以避免对生物实验结果产生影响。
主要实验室宜南北朝向布置,尽量避免在东西墙上开窗,尤其是西向。实验人员集中的数据处理室宜朝南布置,理化实验室和仪器室宜朝北布置,避免阳光直射,也可节约空调消耗的冷量。
总平面设计应做到功能分区明确、布局合理、联系方便、互不干扰,各类用房尽量集中布置,且预留发展余地,并解决好空间绿化景观、交通流线以及消防等问题。在设置基地出入口、建筑出入口及停车场时,特别注意避免人流、车流、物流的交叉干扰,保证建筑的人员出入口、货物入口、污物出口相对分离。
3 建筑布局
3.1 实验室布置原则
实验室工艺要求繁杂,工程管网较多,布置应遵循以下原则:1)相同性质的实验室组合在一起。有洁净要求或有毒性物质产生的实验室尽量分别组合在一起。2)有隔振要求的实验室尽量集中设置于底层。3)不同楼层的相同类型实验室尽量上下对齐,便于管线综合以及通排风系统设置。4)产生噪声及振动的公用设施用房不宜与实验室、办公科研用房或有隔振要求的房间贴邻。设在楼层或屋顶的空调或排风机房,设备基础应采取隔振措施。
3.2 各科室分层布置
药品检测实验室各专业科室应按照检测内容、方法及工艺要求分层布置。一般来说,食品、保健品、化妆品、药包材料室等实验室对环境的换气次数要求较低,通风空调系统的送排风量相对较少,宜布置在下部楼层;中部为大型仪器室,方便其他各层检测室使用;药理、理化、微生物、抗生素、中药室等实验室通风空调系统的送排风量较大,布置在上部楼层,便于有毒有害气体通过排风管道在屋面高空排放。另外,微生物、抗生素、药理等科室中含有洁净要求的无菌室或生物安全室宜分别集中布置在平面端头且竖向对齐,便于空调等管道竖向综合,或者全部集中设置在同一个楼层,作为洁净实验室统筹安排。
3.3 实验室单元模块
实验室单元模块是实验室设计的基础[1]。采用合理的单元模块及柱网有利于实验室配置标准化、施工工业化,并为使用提供灵活性。实验室通常由一个或一个以上标准单元组成,根据人体尺度以及现行实验台、通风柜外形尺寸,标准单元开间不宜小于6.6米,进深不宜小于6米,层高一般为4.2-4.8米。
3.4 平面布局形式
实验室平面根据建筑进深大小通常分为单走廊、双走廊的布局形式。
单走廊平面是实验室平面布局的常见形式,适合利用自然通风、采光的实验室建筑。一般为中间走廊,两侧布置实验室房间,且多采用偏走廊形式,房间进深较大的通用实验室布置在北面,房间进深较小的辅助实验室、数据处理室布置在南面。
双走廊平面建筑进深较大,可节约用地,各房间的交通距离也相对缩短,尤其当对温度控制或洁净要求较高的实验室面积占比较大时,通常采用这种平面形式,以利于节约能源。双走廊平面通常有两种布置方式,一种是中间房间进深较大,作为通用实验室,南北两侧房间进深较小,北面安排辅助实验室,南面安排数据处理室。另一种是中间房间进深较小,作为辅助实验室,南北两侧进深较大,安排通用实验室,数据处理室则安排在南面或建筑的东、西两端。前者优点是三个功能区域联系方便,操作流程简便,缺点是中间通用实验室对通风、采光、空调系统要求较高,能源消耗相对大,运行成本较高。后者优点是中间无自然采光通风的房间作为人员不常停留的辅助实验室,采光通风条件较好的作为人员经常使用的通用实验室,能在一定程度上减少运行费用,缺点是数据处理室与实验室之间的距离较远。以上两种方式各有优缺点,可根据建筑所在地的气候特征、实验室建设标准以及经济性等指标来确定。
3.5 工艺配置标准化
除特殊要求的实验室外,通用实验室的工艺要求宜标准化配置,利于实验室的通用性和灵活性,便于工程项目的设计及施工。实验室内部通风柜、实验台的布置宜统一为几种标准形式,其内部插座、电力接线点、给排水点、供气点、移动风罩等均提供几种标准配置模式。各种竖向管道的布置,尤其是数量多、断面大的通风竖井,既要满足高效便捷的送排风运转效果,又要避让其他管线和避免占用建筑核心空间。
4 发展趋势
4.1 人性化
实验研究是由“人”进行的,营造优良的实验环境、创造宜人的交流场所是药品检测实验室的发展方向。在满足工艺要求的前提下,空间力求开敞,以体现现代实验室的开放性;业务受理中庭及入口门厅提供可停留交往的空间,每层在最好的景观面设置交流休息空间,并结合屋顶花园及总图场地精心进行绿化景观设计,以体现现代实验室的人性化设计。
4.2 灵活可变性
灵活可变性一直是实验室建筑关注的重点[2]。在满足现有实验的同时,实验室应能迅速适应未来的重新组合及变化,提高实验设施的重组使用率,减少资源浪费。首先,宜统一柱网、统一荷载,实验室单元模块化,以便功能布局重组。其次,要有灵活的室内环境。采用可移动的隔断墙、可调节的功能柱、可移动的实验台等,设置少量的分隔墙,形成开放性实验室。此外,要有灵活的供给系统。为实验室设备提供快捷、即插即用的水、电、气等接口,满足现有用量外,还要预留一定的余量以适应未来发展。
4.3 智能化与可持续性
计算机在实验室中的作用不断增加,智能化实验室让工作人员能对实验设备进行远程监控,甚至开展模拟技术实验,这就要求将实验室的各种仪器设备连接起来,通过综合布线实现实验室网络化和智能化。实验室的可持续性包含安全、健康、环保、节能等要素,健康的环境、安全的防护系统、绿色节能的技术是实验室可持续发展的必然趋势。
5 结语
药品测检实验室是保障民生的重要工程之一,除遵循一般民用建筑设计的原则外,还应特别注重科学合理性、灵活性、安全性、人性化等,需在实践中不断探索全新的满足当前实验需求且适应未来发展的可持续性实验室建筑。