梁少明，鄭 恒，唐鐵鑫

（肇慶醫(yī)學高等專科學校，廣東 肇慶 526020）

隨著我國大力推行科教興國戰(zhàn)略和生物醫(yī)學領域高速發(fā)展，許多高校都在興建各類實驗室。相對于一般實驗室或教室而言，生物醫(yī)學實驗室功能復雜、工藝特殊、專業(yè)性強、設計難度大，不僅要考慮實驗用房的合理布局，還要考慮供水、供電、供氣、通風、溫濕度、空氣凈化、靜音、安全措施、環(huán)境保護等基本條件，是一項復雜的系統(tǒng)工程。本文通過具體案例，探討生物醫(yī)學實驗室建設過程中的注意事項。

1 實驗室建設現(xiàn)狀

1.1 實驗室結構和設計不合理，且無規(guī)律可循

目前，國內實驗室建設普遍存在建筑設計與實驗室功能設計脫節(jié)的問題。由于國內缺乏專業(yè)的實驗室設計或項目實施機構，導致許多實驗室工作人員臨時參與到實驗室建設工作中，由于他們缺乏實驗室功能設計、建設與改造方面的知識，因此實驗室建設工作基本上是在摸索中前進。盡管實驗室建設初期有設計方案和審批環(huán)節(jié)[1]，但是由于很多高校教師和領導對生物醫(yī)學實驗室建設要求了解不多，在審批環(huán)節(jié)仍難以提出建設性意見。雖然有不少學者對實驗室建設進行了相關研究，但是基本是以實驗室管理、人員管理[2，3]或實驗室管理系統(tǒng)建設[4]為主。此外，國內外也有一些實驗室安全建設標準[5～7]，但是這些標準已跟不上技術發(fā)展的速度。目前，關于實驗室建設相關報道較少，李云峰[8]總結了實驗室建筑設計中要注意的問題，但僅是以管理者角度做出的一個總體策劃方案，未針對生物醫(yī)學實驗室進行具體闡述，首次建設生物醫(yī)學實驗室的同行難以借鑒其經驗。

1.2 設計單位專業(yè)能力不強

我國高校基礎建設和物資采購需要招標，價低且分高者中標。雖然商務評分招標機制已改革，但是對于設計單位的選擇不應要看資質、等級或名氣，而應考察設計單位的專業(yè)水平、實驗室設計經驗、設計團隊中是否有了解相關學科的專業(yè)設計人員等。此外，設計單位應該與學校基建管理者、實驗室使用者、實驗室管理者組成設計團隊，共同推進設計工作。但是，一些地處小城市的高校，受地理條件限制，當?shù)乜晒┻x擇的設計單位較少，通常處于被動地位，根本談不上對設計單位專業(yè)能力的考察。

1.3 經費緊張，分配不合理

實驗室建設過程中，高校普遍存在經費緊張與分配不合理的問題[9]，容易犯平均主義的毛病，把有限的經費平均分配給各個學科，結果從表面看每個學科都得以建設，但是實際上卻沒有一個項目建設是有實效的，甚至出現(xiàn)某些大型設備閑置的情況。實驗室建設應根據(jù)學科發(fā)展、專業(yè)人才培養(yǎng)目標和教學、科研需要，對各個實驗室的功能、目標、空間容量進行分析，充分實現(xiàn)資源效益最大化。此外，考慮到實驗室工藝的復雜性和特殊性，細節(jié)設計和專業(yè)設計因設備選定、購置需要時間等原因，一般啟動得較晚，容易被忽略導致資金不足。因此，應提早插入專業(yè)設計或預留充足的資金[10]。

2 實驗室建設探討

2.1 高校實驗室建設需要總體規(guī)劃

首先，做好實驗室選址和總體布局。設計方案時，確定需要建設的實驗平臺以及每個平臺的位置，具體位置主要由平臺的通風和采光要求來決定，需要通風好、采光好的實驗室安排在建筑外側。特殊實驗室的凈化和排污也是需要考慮的因素，如細胞房、動物房等凈化區(qū)域應避免安排在建筑工地或交通主干道旁，以降低空氣過濾裝置的負荷，延長過濾網壽命。為避免動物房的氣味污染其他實驗室，可把動物房安置在頂樓。需要使用生物安全柜或通風櫥的實驗室最好不要設置在高層，否則風機運行時產生的巨大響聲會成為一個嚴重的噪音污染源。另外，還應考慮某些實驗室的位置不兼容要求，例如氣瓶室、天平實驗室、精密儀器室等不能與高溫室或震動較強的設備安排在一起。

其次，確定各實驗室大小。根據(jù)試劑柜、器皿柜、通風櫥或生物安全柜所占面積，實驗臺面積以及這些設施之間的間隔距離，確定實驗室大小。實驗臺以邊臺為主，桌面寬度可根據(jù)實際需求而定。一般桌面凈寬75厘米，如果該實驗室需要配置大型臺式儀器或安裝設備較多，可考慮加大實驗臺尺寸（必須考慮儀器離墻距離，否則會影響設備性能，甚至引發(fā)安全事故），但不能過大，否則不僅會浪費材料與空間，還可能影響清潔或設備用電。放置大型儀器的桌面寬度通常為85～100厘米。實驗室布局除了必須滿足實驗需求外，還應滿足出現(xiàn)緊急情況時安全疏散的要求，確保一旦發(fā)生緊急情況，實驗人員無論在哪個方位做實驗，都有足夠的空間快速撤離。臺與臺之間的走道應能通向走廊，通道寬度要滿足在過道兩側實驗臺均有人做實驗時，中間的空隙仍可推試劑車通過，此時實驗臺間的過道寬度需達到1.8米。此外，為了避免人員頻繁往來產生的無組織氣流對通風櫥排風流場形成干擾和避免通風櫥排風影響儀器操作，通風櫥與實驗臺或墻之間應至少保持1.8米的距離。另外，由于生物醫(yī)學技術發(fā)展迅速，布局規(guī)劃時應預留25%系統(tǒng)設計更新空間以適應未來發(fā)展。

實驗室門的設計也是實驗室規(guī)劃不容忽視的環(huán)節(jié)。首先是門的尺寸，若某個實驗室要配置大型儀器設備，就應設計雙開門或超過1米寬的單開門。生物學或醫(yī)學實驗室，一般要配置冰箱和生物安全柜等大型儀器，所以實驗室門的尺寸不能太小。實驗室門口的轉角通常是大型儀器進門的一大障礙，因此，門的位置也需要注意。另外，實驗室開門方向也有一定要求，例如氣瓶室的門必須向外開。

2.2 選擇合適的材料

潔凈實驗室的天花板和墻壁不得選用容易起灰的材料，目前普遍使用彩鋼板。但是動物房要設置屏障環(huán)境，電鏡實驗室要有良好的電磁屏蔽效果，這些特殊實驗室均需要特殊材料和工藝建設。

實驗臺的材質可根據(jù)實驗室功能而定。理化實驗室經常進行強酸、強堿相關實驗或加熱操作，因此，實驗臺面應平整、不易碎裂、耐酸堿及溶劑腐蝕、耐熱、不易碰碎玻璃器皿等，可選用鋼木或全鋼實驗臺，臺面可選用貼面理化板、實芯理化板、耐腐人造石或水磨石預制板等，而不能用不銹鋼臺面。天平室或放顯微鏡的實驗室應選防震、防塵、平整、易清潔的大理石實驗臺，不能選用不銹鋼臺面或其他輕薄、無防震作用的實驗臺面。不銹鋼實驗臺面的抑菌、防腐蝕、防水性能優(yōu)于全鋼實驗臺面，其抗起霜、抗紫外線、抗裂性強，是潔凈實驗室首選的實驗臺面。

2.3 基礎設施細節(jié)設計是保障

2.3.1 通風設施是實驗質量的保障，也是人身安全的保障 通風設施和排污設施是實驗室設計的重要部分。實驗過程中難免會產生有毒或易燃氣體，因此實驗室應有良好的通風條件。通風設施一般有3種：（1）全室通風，如排氣扇或通風豎井。潔凈實驗室一般會采用這種通風設施。（2）局部排氣罩，一般安裝在大型儀器實驗操作時易產生有害氣體部位的正上方，減少室內空氣污染。例如：病理實驗室的脫水機在操作過程中會有甲醛、二甲苯等有害氣體溢出，可以在其上方安裝局部排氣罩。（3）通風櫥，是實驗室常用的局部排風設備。一些會產生有害或易燃氣體的實驗可在通風櫥內操作。理化實驗室都需要安裝通風設施，所以，在實驗室設計階段就應將各實驗室的通風設施建設納入考慮范圍，以免日后補裝，增加工程量。

2.3.2 供電系統(tǒng)設置要合理 為避免不同功能實驗室之間的用電干擾，應分區(qū)配電，設置獨立開關。首先，明確配電系統(tǒng)的分區(qū)情況和各實驗室的用電負荷需求。布線時除了要保證實驗期間所有設備正常運轉外，還要考慮實驗室未來發(fā)展需要，預留足夠的用電負荷功率，必要時預留一倍功率[11]?？萍及l(fā)展日新月異，高校紛紛引進高端科研人才及團隊，這就需要提供足夠的硬件設施支持，做好防范措施，防止用電跳閘或電路火災。其次，插座布置要合理。例如，某個位置要放置大功率設備或歐美國家生產的設備，就應在該位置安裝大功率插座或歐標插座以及穩(wěn)壓裝置。最后，明確需要安裝定時開關的實驗室，避免后期難以改裝帶來不便。例如，動物飼養(yǎng)房、組織培養(yǎng)房在實驗過程中或某個時段對光照有特殊要求，需要定時開關嚴格控制光照時間；某些潔凈實驗室需要定時開紫外線燈殺菌，也應安裝定時開關。

2.3.3 供排水系統(tǒng)設置要合理 明確需要安裝水槽的實驗室，而對濕度敏感的實驗室則應避免安裝水槽，如細胞培養(yǎng)室和熒光PCR室。供水系統(tǒng)要保證必需的水壓、水質和水量，滿足儀器設備運行需要。例如，純水間超純水儀進水管的水壓低于3 kg就會影響制水；如果水質太差，則影響純水儀過濾膜的壽命，甚至無法制出合格的水。所以，必須控制供水質量，必要時安裝加壓裝置。實驗室內下水道應采用耐酸堿腐蝕的材料，明確排水系統(tǒng)的排水類型和處理方式，不同類型的排水管需要明確標識，便于后期維護。關注地漏位置，大型儀器設備用房內不宜設置雨水排水管[12]，以免雨水管破裂造成損失，而用水量較大的實驗室或洗滌間地面應設置地漏。污水宜分類排放，在滿足環(huán)評要求的同時，應充分發(fā)揮高校的技術優(yōu)勢，采用先進的污水處理裝置。

2.3.4 檢修口必不可少 實驗室布線多在天花板上，應在合適的位置設置檢修口。對于潔凈實驗室，檢修口更是不可或缺，因為潔凈區(qū)域的濾網需要定期清潔與更換，所以在凈化空調附近必須設置檢修口。另外，一些大型設備，如通風櫥后若設置了水管和水槽也應預留檢修口。

2.3.5 照明會影響工作效率和工作質量 根據(jù)各區(qū)功能設計合適光源。在一些對光敏感的實驗區(qū)域可設置紅光燈，如在熒光PCR試劑準備區(qū)安裝紅光燈。大部分實驗室照明系統(tǒng)的設計目的是為了營造一個高效、舒適的視覺環(huán)境。設計光源位置和方向時，應盡量使工作臺上的陰影縮至最小，從而提高可視性和舒適性。可根據(jù)實驗臺布局布置光源，方便后期維護。另外，安裝照明系統(tǒng)時應避開空調出風口，否則容易使燈罩內形成水霧影響照明效果，嚴重時可導致照明系統(tǒng)短路。

2.3.6 安全無小事 生物醫(yī)學實驗室每個功能區(qū)至少應安裝一個洗眼器，若條件允許還應在走廊的明顯位置安裝安全噴淋器。實驗室應安裝煙感探測器，配置報警器。在每層樓的適當位置安裝消防滅火設備，每個實驗室應有安全出口指示標志。

2.3.7 建設特殊實驗室前先咨詢 特殊實驗室需先向有關部門申請許可證方能合法使用。應在設計階段咨詢發(fā)證單位、檢測單位意見或邀請其參與實驗室設計，以免后期申請許可證時，因檢測指標不通過，再進行整改，避免經濟、時間損失。

2.4 分步分批建設

相對于其他設施而言，監(jiān)控系統(tǒng)可在實驗室建筑基本完成時設置。監(jiān)控系統(tǒng)中最重要的是安保系統(tǒng)。可采用樓宇自控門禁管理，只允許獲得授權的人進入特殊區(qū)域。使用聯(lián)合攝像監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控各出入口、重點儀器設備、特殊樣本和危險試劑庫。這些只是最基本的監(jiān)控系統(tǒng)，若經濟條件允許，可以安裝相關管理軟件，把水、電、冷鏈、各實驗室或大型貴重設備等納入監(jiān)控范圍。

2.5 有重點地逐步建設

實驗室基礎建設完成后，可考慮設備購置。在經費分配方面，應避免平均主義，結合學校優(yōu)勢學科，集中資金，建設亮點，使重點實驗室充分發(fā)揮科教示范作用，然后，以點帶面逐步帶動其他實驗室建設。

3 結語

以上是筆者參與多個生物醫(yī)學實驗室建設后總結的一些經驗，希望對首次籌建生物醫(yī)學實驗室的同行提供參考。總之，實驗室建設是一項綜合性強且復雜的系統(tǒng)工程，既需要經費投入與合理設計，又需要領導重視和各部門協(xié)調配合，以使實驗室建設工作邁上新臺階。

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