實例研探疾控中心BSL-3實驗室建筑方案設計

黃念念

【摘要】2020年初發生的新冠肺炎疫情是新中國成立以來在我國發生的傳播速度最快、感染范圍最廣、防控難度最大的一次突發公共衛生事件。雖經過全國人民的萬眾一心、艱苦努力，疫情防控形勢持續向好，但是同時也暴露出我國重大疫情防控救治仍存在一些能力短板等問題。為集中力量加強防控救治能力建設，補齊短板弱項，國家發展改革委、國家衛生健康委、國家中醫藥局制定的《公共衛生防控救治能力建設方案》中提出全面改善疾控機構設施設備條件，實現每省至少有一個達到生物安全三級（P3）水平的實驗室，每個地級市至少有一個達到生物安全二級（P2）水平的實驗室，具備傳染病病原體、健康危害因素和國家衛生標準實施的檢驗檢測能力。

【關鍵詞】BSL-3實驗室的重要性;實驗室建筑方案設計思路? ?【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.36.039

1、BSL-3實驗室建設的重要性

國際上根據危險度等級、傳染病原的傳染性和危害性，將生物實驗室按照生物安全水平（Biosafety level，BSL）分為P1、P2、P3、P4四個等級，安全等級和嚴格等級從低到高。BSL-3實驗室即P3實驗室，它是防護實驗室，能夠處理對人體、動植物或環境具有高度危險性、通過直接接觸或氣溶膠使人傳染上嚴重甚至是知名的疾病，或對動植物和環境具有高度危害的致病因子。以近兩年的新冠病毒所致的疫情為例，P3實驗室對于高致病原微生物的檢測、診斷及研究能力在2020年由新冠病毒所致的疫情中發揮了十分重要的作用，正是鐘南山院士團隊使用P3實驗室進行研究并成功分離出新冠病毒，并發展后續藥物的研發、臨床實驗，從而有力支持了國家的疫情防治工作。因此，加強P3實驗室的建設能更有效地強化我國應對突發疫情的能力，為將來可能出現的新發疾病挑戰做好準備。

2、結合實例研探P3實驗室建筑方案設計

江西省疾控中心組建于2002年，其前身為1953年建立的江西省衛生防疫站;當前的江西省疾控中心實驗室的規模較小，且P3實驗室、菌毒種保藏中心等多個重點實驗室因條件有限而無法建設，為達到加強江西省重大疾病的監測分析、預報預警和應對處置、提高對爆發疫情、中毒及生物化學恐怖等突發公共衛生時間的處理和反應能力，大力提升江西省公共衛生服務水平等目標，江西省疾病預防控制中心于2021年9月開啟江西省疾病預防控制中心遷建項目的招投標工作。

2.1設計之初——關于環境、地形等綜合因素的分析

建筑設計師尚不能干預項目選址事項，唯有在已有的地形資料下詳盡分析，以期達到符合各項要求及設計理念的規劃、設計效果。本項目用地約5.4萬平方米，地形平面相對工整，用地被城市規劃道路分隔成東、西兩個部分，相對整體性較弱;但本項目首要難點還是在于周邊環境、規劃并不十分明朗，有商住用地的可能性，而基于本項目含有一般性實驗室、P3實驗室及業務辦公等多種功能性建筑，建筑性質有一定特殊性，對自身以及周邊環境有潛在影響，所以在設計中需因地制宜，結合周邊環境、地形條件包括氣象等多方面綜合因素，做出合規合理的規劃設計，以此能最大程度去弱化或化解這些影響。

（1）退距

本項目的科研實驗室等建筑需盡可能以更大距離退距紅線、城市道路，再結合建筑自身對廢污的合理處置與排放，以此減小或避免項目對周邊環境產生的影響。

（2）因地制宜的地形條件

項目用地被城市規劃道路分隔為東、西兩個區域，而我們正好利用這一條件，將項目按功能性質分區布局，分為業務辦公及科研實驗室兩個部分;明確的分區更能有效地組織、管理各區域的人員流線，提升各區域的時間、空間效率。

（3）氣象條件對設計的影響

本項目中含有毒理、理化、微生物及菌毒種保藏室（P3實驗室）共四棟獨立的實驗室建筑，此類科研實驗建筑對排氣、廢污水、物等處理有其特殊的要求，而自然氣象中的風向也會因此對建筑周邊環境帶來一定的影響。

南昌市地處北半球亞熱帶內，受東亞季風影響，形成了亞熱帶季風氣候。冬季多偏北風，夏季多為西南風;在此條件下，總平面規劃中將科研實驗建筑布置于西面地塊，并將項目中潔凈、防護要求最高的P3實驗室設于西地塊的東北側，其他辦公建筑均布置在東面地塊，以此來盡量避免或減少實驗室因風向原因對周邊環境及本項目其他普通建筑產生的影響。

綜上，依據各方面的條件及因素，在現有的地形條件下，圍繞著東西向主軸線將建筑群以圍合或半圍合的方式依次布局，強調項目規劃設計的融會貫通，弱化因用地分段產生的整體性較弱的缺點，使東、西兩個地塊的建筑在主次軸線的貫穿銜接中獨立之下又互有聯系，形成統一、靈活的庭院式建筑群規劃;建筑單體多以圍合、半圍合的建筑形態設計，或以空間層次上的進退、懸挑作為建筑空間的補充，形成外部工整，內部活潑的科研、辦公建筑規劃。

2.2 P3實驗室平面的布置要點

根據相關數據資料分析，P3實驗室事故感染率有較大部分由氣溶膠擴散引起，因此，P3生物實驗室的安全設計便尤為重要，其平面功能上必須采取嚴格的隔離預防措施，而建筑隔離是建設P3生物實驗室的關鍵。

在設計P3實驗室時應從安全使用、科學管理等方面入手，通過對國內目前現有的部分P3實驗室平面布局進行消化、分析后，再結合我國《生物安全實驗室建筑技術規范》的要求，我們擬將P3實驗室的平面以分區隔離的方式進行設計。P3實驗室的工藝流程分為人流及物流，其中人流流程為：一更（換鞋）→二更（清潔）→緩沖（清潔）→內準備（半污染）→緩沖（污染）→主實驗室（污染）;物流流程為：外準備（清潔）→滅菌→內準備（半污染）→主實驗室（污染）。根據這樣的工藝流程可將P3實驗室分為清潔區、半污染區及污染區，如此，我們便采取在區與區之間以一條系統到相銜接的方式來布置P3實驗室，并在各區與通道銜接處以具備相應防護措施的緩沖間進行隔離，以此確保實驗室各區之間的安全性。圖1

2.3建筑外立面是表達建筑特性的語言

建筑根據使用性質，都會具有其特定的性格，而建筑設計師則通過建筑的功能、空間或建筑形態等元素來塑造該建筑的特性。外立面設計是建筑型體的具象表達方式，亦是為城市展示及表述建筑特性的重要語言之一。

不同性質的建筑有各異的外立面表現方式，不會拘泥于某種風格的固執，但也會將外立面元素作為建筑特征的延伸向城市、向社會展示及服務。

疾控中心是具有科研性質的單位，其科研辦公的內容能說明這是一個尊重生命，敬畏自然的所在，也就意味著這類建筑的城市形象應是具備嚴肅、認真的氛圍，同時也應符合當下社會的普遍審美，不能因營造氛圍而顯得過度呆板。江西省疾控中心xangmu的外立面設計著手于建筑體型，再從體型延展到建筑材質及立面相關的建筑表皮;體型采用多層庭院式及中、高維度的半圍合式建筑體型來營造科研建筑靜謐、穩重的形象氛圍，再在建筑群中以合適的位置用懸挑、連廊等空間來豐富、完善方正的建筑體型。建筑材質采用白色鋁板作為主體，局部首層運用黑色鋁板來強調及襯托白色建筑的獨特性，大面積素色的運用更能塑造我們設計理念中關于對科研建筑靜謐穩重這一特性的構想。建筑外表皮采用斜面或三角形截面的建筑構造作為主要元素，運用高低不同或有序無律的橫向組合來塑造序列感極強的建筑立面，且在此基礎上又結合穿插于建筑視覺節點的玻璃幕墻，以活潑靈動的玻璃面去打破常規序列，使最終成型的建筑在嚴謹的氛圍下滲透出強烈的張力。

結語：

江西省疾控中心遷建項目的投標工作使我們意識到規劃、建筑設計并非簡單的建筑元素加減法的堆砌，它讓我們更深刻地了解、認識到建筑存在的更多意義是為城市、為社會服務，它不僅僅是作品、藝術品，更應該是附有藝術品特性的城市使用品。

參考文獻：

[1]《疾病預防控制中心建設標準》建標127-2009

[2]《疾病預防控制中心建筑技術規范》GB50881-2013

[3]《生物安全實驗室建筑技術規范》GB50346-2011