实例研探疾控中心BSL-3实验室建筑方案设计

黄念念

【摘要】2020年初发生的新冠肺炎疫情是新中国成立以来在我国发生的传播速度最快、感染范围最广、防控难度最大的一次突发公共卫生事件。虽经过全国人民的万众一心、艰苦努力，疫情防控形势持续向好，但是同时也暴露出我国重大疫情防控救治仍存在一些能力短板等问题。为集中力量加强防控救治能力建设，补齐短板弱项，国家发展改革委、国家卫生健康委、国家中医药局制定的《公共卫生防控救治能力建设方案》中提出全面改善疾控机构设施设备条件，实现每省至少有一个达到生物安全三级（P3）水平的实验室，每个地级市至少有一个达到生物安全二级（P2）水平的实验室，具备传染病病原体、健康危害因素和国家卫生标准实施的检验检测能力。

【关键词】BSL-3实验室的重要性;实验室建筑方案设计思路   【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.36.039

1、BSL-3实验室建设的重要性

国际上根据危险度等级、传染病原的传染性和危害性，将生物实验室按照生物安全水平（Biosafety level，BSL）分为P1、P2、P3、P4四个等级，安全等级和严格等级从低到高。BSL-3实验室即P3实验室，它是防护实验室，能够处理对人体、动植物或环境具有高度危险性、通过直接接触或气溶胶使人传染上严重甚至是知名的疾病，或对动植物和环境具有高度危害的致病因子。以近两年的新冠病毒所致的疫情为例，P3实验室对于高致病原微生物的检测、诊断及研究能力在2020年由新冠病毒所致的疫情中发挥了十分重要的作用，正是钟南山院士团队使用P3实验室进行研究并成功分离出新冠病毒，并发展后续药物的研发、临床实验，从而有力支持了国家的疫情防治工作。因此，加强P3实验室的建设能更有效地强化我国应对突发疫情的能力，为将来可能出现的新发疾病挑战做好准备。

2、结合实例研探P3实验室建筑方案设计

江西省疾控中心组建于2002年，其前身为1953年建立的江西省卫生防疫站;当前的江西省疾控中心实验室的规模较小，且P3实验室、菌毒种保藏中心等多个重点实验室因条件有限而无法建设，为达到加强江西省重大疾病的监测分析、预报预警和应对处置、提高对爆发疫情、中毒及生物化学恐怖等突发公共卫生时间的处理和反应能力，大力提升江西省公共卫生服务水平等目标，江西省疾病预防控制中心于2021年9月开启江西省疾病预防控制中心迁建项目的招投标工作。

2.1设计之初——关于环境、地形等综合因素的分析

建筑设计师尚不能干预项目选址事项，唯有在已有的地形资料下详尽分析，以期达到符合各项要求及设计理念的规划、设计效果。本项目用地约5.4万平方米，地形平面相对工整，用地被城市规划道路分隔成东、西两个部分，相对整体性较弱;但本项目首要难点还是在于周边环境、规划并不十分明朗，有商住用地的可能性，而基于本项目含有一般性实验室、P3实验室及业务办公等多种功能性建筑，建筑性质有一定特殊性，对自身以及周边环境有潜在影响，所以在设计中需因地制宜，结合周边环境、地形条件包括气象等多方面综合因素，做出合规合理的规划设计，以此能最大程度去弱化或化解这些影响。

（1）退距

本项目的科研实验室等建筑需尽可能以更大距离退距红线、城市道路，再结合建筑自身对废污的合理处置与排放，以此减小或避免项目对周边环境产生的影响。

（2）因地制宜的地形条件

项目用地被城市规划道路分隔为东、西两个区域，而我们正好利用这一条件，将项目按功能性质分区布局，分为业务办公及科研实验室两个部分;明确的分区更能有效地组织、管理各区域的人员流线，提升各区域的时间、空间效率。

（3）气象条件对设计的影响

本项目中含有毒理、理化、微生物及菌毒种保藏室（P3实验室）共四栋独立的实验室建筑，此类科研实验建筑对排气、废污水、物等处理有其特殊的要求，而自然气象中的风向也会因此对建筑周边环境带来一定的影响。

南昌市地处北半球亚热带内，受东亚季风影响，形成了亚热带季风气候。冬季多偏北风，夏季多为西南风;在此条件下，总平面规划中将科研实验建筑布置于西面地块，并将项目中洁净、防护要求最高的P3实验室设于西地块的东北侧，其他办公建筑均布置在东面地块，以此来尽量避免或减少实验室因风向原因对周边环境及本项目其他普通建筑产生的影响。

综上，依据各方面的条件及因素，在现有的地形条件下，围绕着东西向主轴线将建筑群以围合或半围合的方式依次布局，强调项目规划设计的融会贯通，弱化因用地分段产生的整体性较弱的缺点，使东、西两个地块的建筑在主次轴线的贯穿衔接中独立之下又互有联系，形成统一、灵活的庭院式建筑群规划;建筑单体多以围合、半围合的建筑形态设计，或以空间层次上的进退、悬挑作为建筑空间的补充，形成外部工整，内部活泼的科研、办公建筑规划。

2.2 P3实验室平面的布置要点

根据相关数据资料分析，P3实验室事故感染率有较大部分由气溶胶扩散引起，因此，P3生物实验室的安全设计便尤为重要，其平面功能上必须采取严格的隔离预防措施，而建筑隔离是建设P3生物实验室的关键。

在设计P3实验室时应从安全使用、科学管理等方面入手，通过对国内目前现有的部分P3实验室平面布局进行消化、分析后，再结合我国《生物安全实验室建筑技术规范》的要求，我们拟将P3实验室的平面以分区隔离的方式进行设计。P3实验室的工艺流程分为人流及物流，其中人流流程为：一更（换鞋）→二更（清洁）→缓冲（清洁）→内准备（半污染）→缓冲（污染）→主实验室（污染）;物流流程为：外准备（清洁）→灭菌→内准备（半污染）→主实验室（污染）。根据这样的工艺流程可将P3实验室分为清洁区、半污染区及污染区，如此，我们便采取在区与区之间以一条系统到相衔接的方式来布置P3实验室，并在各区与通道衔接处以具备相应防护措施的缓冲间进行隔离，以此确保实验室各区之间的安全性。图1

2.3建筑外立面是表达建筑特性的语言

建筑根据使用性质，都会具有其特定的性格，而建筑设计师则通过建筑的功能、空间或建筑形态等元素来塑造该建筑的特性。外立面设计是建筑型体的具象表达方式，亦是为城市展示及表述建筑特性的重要语言之一。

不同性质的建筑有各异的外立面表现方式，不会拘泥于某种风格的固执，但也会将外立面元素作为建筑特征的延伸向城市、向社会展示及服务。

疾控中心是具有科研性质的单位，其科研办公的内容能说明这是一个尊重生命，敬畏自然的所在，也就意味着这类建筑的城市形象应是具备严肃、认真的氛围，同时也应符合当下社会的普遍审美，不能因营造氛围而显得过度呆板。江西省疾控中心xangmu的外立面设计着手于建筑体型，再从体型延展到建筑材质及立面相关的建筑表皮;体型采用多层庭院式及中、高维度的半围合式建筑体型来营造科研建筑静谧、稳重的形象氛围，再在建筑群中以合适的位置用悬挑、连廊等空间来丰富、完善方正的建筑体型。建筑材质采用白色铝板作为主体，局部首层运用黑色铝板来强调及衬托白色建筑的独特性，大面积素色的运用更能塑造我们设计理念中关于对科研建筑静謐稳重这一特性的构想。建筑外表皮采用斜面或三角形截面的建筑构造作为主要元素，运用高低不同或有序无律的横向组合来塑造序列感极强的建筑立面，且在此基础上又结合穿插于建筑视觉节点的玻璃幕墙，以活泼灵动的玻璃面去打破常规序列，使最终成型的建筑在严谨的氛围下渗透出强烈的张力。

结语：

江西省疾控中心迁建项目的投标工作使我们意识到规划、建筑设计并非简单的建筑元素加减法的堆砌，它让我们更深刻地了解、认识到建筑存在的更多意义是为城市、为社会服务，它不仅仅是作品、艺术品，更应该是附有艺术品特性的城市使用品。

参考文献：

[1]《疾病预防控制中心建设标准》建标127-2009

[2]《疾病预防控制中心建筑技术规范》GB50881-2013

[3]《生物安全实验室建筑技术规范》GB50346-2011