生物實驗室設(shè)計，包括供水，供電，供氣等各類硬件設(shè)施及投入使用后的利用方式和方法、使用過程中的操作平臺和操作流程以及具體的人員配備、設(shè)施舒適度甚至由整個布局所帶來的審美視覺等因素，都會影響整個實驗的最終結(jié)果，都會促進或干擾這個空間最終結(jié)果，都會促進或干擾這個空間最終所能帶來的最大成果和效益。而且不同行業(yè)不同領(lǐng)域，對具體實驗室的建設(shè)和應(yīng)用要求是不同的，所以每一個實驗室的布局和設(shè)計，都是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。

一、實驗室建筑總體布局

在生物實驗室設(shè)計中，首先要研究的問題是采用集中配置形式還是采用分散配置形式。集中配置形式是將實驗室、研究室、行政管理用房圖書資料用房以及科研輔助用房組合在一植建筑物中；分散配置形式是按實驗樓的不同特性分別進行布置。由于分析檢測中心和分析研究室的規(guī)模不同以及用地的限制，總體布局就有多種形式。一般分為四種配置形式。

1、獨立式：整個建筑配置集中在一幢樓內(nèi)獨立設(shè)置，適用于較小的實驗室。

2、主樓式：以一幢實驗樓為主,配以附屬建筑，建筑規(guī)劃比較方整規(guī)則。

3、單元式：又稱細胞式。用一個簡單的單元或細胞組成多樣的形式,形成各種不同的空間,有利于推行模數(shù)和標準化,便于施工。此種形式為現(xiàn)代分析測試中心規(guī)劃廣為采用。

4、分散式：由不同功能的多幢實驗樓、研究樓及輔助建筑靈活組合而成,采用較多。

二、實驗室建筑平面設(shè)計原則

  實驗室建筑的主要特點是實驗內(nèi)容手段眾多,工藝要求繁雜,工程管網(wǎng)較多，工程造價比一般建筑高出一倍或數(shù)倍。根據(jù)這些特點，實驗建筑平面設(shè)計除了遵循一般建筑物平面設(shè)計原則外,還需要遵循下列原則。

1、同類實驗室組合在一起。

2、工程管網(wǎng)較多的實驗室組合在一-起。

3、有隔振要求的實驗室組合在一起，一般宜設(shè)于底層。

4、有潔凈要求的實驗室組合在-起。

5、有防輻射要求的實驗室組合在一起。

6、有毒性物質(zhì)產(chǎn)生的實驗室組合在一起。

遵循上述設(shè)計原則，有利于環(huán)境衛(wèi)生，防止不同性質(zhì)的實驗室相互干擾，有利于不同的分析檢測工程順利進行,并節(jié)約投資。

三、實驗室建筑平面類型

通常分為三種建筑面類型:單走廊平面、雙走廊平面、單元組合平面。

1、單走廊平面

單走廊平面為實驗建筑中最常見的平面形式，一般為中間走廊,兩側(cè)布置實驗室、研究室，也有為單側(cè)走廊、偏心走廊等。該形式體型簡潔，便于施工,造價較低，易于布置管道，特別適宜于利用自然通風(fēng)、采光的普通實驗室。但走道過長時，交通噪聲會有一定的影響。因外墻較多，故不宜于作空調(diào)、潔凈要求較高的實驗室。

2、雙走廊平面

雙走廊平面是在單走廊平面基礎(chǔ)上,加大進深,兩側(cè)布置實驗室、研究室,中間布置特殊實驗室。其特點有利于空調(diào)面積較多的實驗建筑，可以節(jié)約能源，室內(nèi)溫度波動小。同時由于建筑物加大了進深，可以節(jié)約用地,建筑物內(nèi)管網(wǎng)也易于集中，各實驗室間交通相對縮短。它的特殊形式是環(huán)形走廊，適宜于潔凈要求高的高純實驗室，同時也有利于事故發(fā)生時人員疏散。

3、單元組合平面

單元組合平面是為適應(yīng)實驗室擴展需要，有利于提高實驗建筑靈活性所采取的另種布置形式，它有利于實驗室及其管網(wǎng)的相對集中。實驗樓擴建時，可以根據(jù)實際需要增加若干單元，既可以單向擴建,也可多向擴建,而不影響建筑的完整體形。

四、實驗室與研究室平面布局

實驗室是供研究人員進行科學(xué)實驗、從事分析檢測工作的主要場所。而研究室則是供研究人員書寫研究報告、論文、處理數(shù)據(jù)，閱讀有關(guān)資料以及計算機上網(wǎng)查詢信息的房間,兩者對研究人員使用關(guān)系十分密切,因此,實驗室與研究室的平面布局合理是十分重要的。其他各類實驗室的組合問題,將在第四章中討論。

1、實驗室與研究室的平面布局原則

①實驗室與研究室之間聯(lián)系要方便。

②盡量避免實驗時產(chǎn)生的有害氣體、實驗儀器設(shè)備產(chǎn)生的噪聲等對研究室的影響。

③布局時應(yīng)綜合考慮功能、經(jīng)濟等方面的因素。

2、實驗室與研究室的平面布局形式

實驗室(簡寫L)與研究室(簡寫S)的平面布局一般有三種形式:內(nèi)含型、毗連型和分離型。

①內(nèi)含型。實驗室與研究室在-個房間內(nèi)，即在實驗室里設(shè)置辦公桌面積或研究室。這種形式實驗室與研究室聯(lián)系方便,實驗室進深較大，節(jié)約用地,管道布置較為經(jīng)濟,但實驗室對研究室有一定的影響。

②毗連型。毗連型平面布局有多種形式。研究室與實驗室一廊之隔,或一一對應(yīng),或研究室沿大空間實驗室的一側(cè)布置,也可兩側(cè)布置。

③分離型。研究室與實驗室分開布置,管道布置經(jīng)濟合理,實驗室對研究室影響較小,但有些布局形式,實驗室與研究室離得較遠,聯(lián)系不夠方便。

有的實驗室要求溫度較嚴,則采用研究室環(huán)繞實驗室布置的方案,例如高純分析室,其優(yōu)點為:

①有利于實驗室的空調(diào)系統(tǒng)的位置;

②有利于防塵、防護和屏蔽的設(shè)計;

③有利于研究室在外圍得到自然采光等。

五、實驗室的朝向

為了取得最佳工作環(huán)境和避免陽光向科學(xué)儀器直射,實驗室應(yīng)選擇正確的朝向。從世界各國實驗室的實例分析以及我國使用實驗室的實踐經(jīng)驗來看,實驗室的窗應(yīng)朝南和朝北開啟。盡可能避免在東西墻上開窗，尤其是西向。因此，在總平面布局時,應(yīng)把主要實驗室的朝向布置成南北向,尤其在大型的實驗室設(shè)計中,從長期使用角度考慮,必須采用南北朝向布置。如果由于其地條件的限制而采取不良朝向時,應(yīng)設(shè)計遮陽。

朝南開啟窗子時,應(yīng)根據(jù)實驗室內(nèi)部家具布置情況，選擇是否采用水平遮陽。一般采用半島式實驗臺的設(shè)計方案中,由于實驗臺的一邊靠外墻，為了避免陽光直射儀器,常設(shè)置水平遮陽或窗簾。

我國位于北半球,朝正南開啟窗子時,在一年中有某些時間直射陽光會進人房間,如實驗室要求避免直射光線,可設(shè)置水平和垂直遮陽。

一般說來,在實驗人員集中的實驗室應(yīng)布置在朝南,例如化學(xué)分析實驗室。對于大型精密的科學(xué)儀器設(shè)備的實驗室除了需要布置在底層,防止振動等要求外,也應(yīng)布置在陰面,朝北方向比較適宜,避免陽光直射,也可節(jié)約空調(diào)消耗的冷量。例如原子發(fā)射光譜儀、X射線熒光光譜儀ICP-MS儀、原子吸收光譜儀以及分析天平等。

六、實驗室功能布局

實驗室平面布局按照實驗室建筑設(shè)計規(guī)范及建筑設(shè)計防火規(guī)范要求,將辦公區(qū)域和實驗區(qū)域分開,兩者之間設(shè)置門禁系統(tǒng)。主實驗室與輔助功能間之間相互協(xié)調(diào),按照實驗室功能流程合理分布?？紤]人流物流污物流分開,保障樣品無交叉污染,保證實驗數(shù)據(jù)的正確性。在實驗區(qū)域設(shè)計有緊急沖淋裝置,減少實驗操作人員的危險。

七、實驗室室內(nèi)布局

按各實驗室要求布置。

八、實驗室的靈活分隔

1、實驗室的空間靈活分隔

實驗室的空間靈活分隔應(yīng)與實驗室的結(jié)構(gòu)與樓面荷載相結(jié)合?？蚣芙Y(jié)構(gòu),由于它們的承重系統(tǒng)是由梁柱承受,在平面上除了滿足結(jié)構(gòu)的整體剛度要求布置剪力墻外,很少有其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件,從而給建筑的靈活布置留有充分的余地。

實驗室的分隔形式有很多,除了普通隔墻外,試驗架、藥品柜通風(fēng)柜、實驗臺:實驗柜都可以用來分隔實驗空間。常用的分隔采用木隔斷和鋁合金隔斷根據(jù)隔聲要求可采用單層或雙層大玻璃。目前我國電子計算機房中的人機分隔空間和參觀走廊已采用鋁合金大玻璃窗。實驗室研究室之間來用透明隔斷，可改善研究室本身的工作環(huán)境、又可使研究人員觀察到實驗室內(nèi)的工作情況。

大空間實驗室采用靈活隔斷可以自由靈活地分隔大空間可隨意改變隔斯的位置。隔斷由可裝御的構(gòu)件組成。隔斷可 分別與吊頂或地面連接，也可與地面和吊頂同時連接。

2、實驗室的地面靈活措施

①地溝槽。沿建筑橫向或建筑縱向設(shè)置地溝槽,將管道經(jīng)地溝槽引向?qū)嶒炁_。地溝槽的蓋板應(yīng)作成活動蓋板，安上少數(shù)鋁制平面拉手,以便開啟。地溝槽本身的設(shè)計應(yīng)考慮到滲漏廢液的排除，以防止管線被腐蝕。

②地面預(yù)留孔構(gòu)件。管線穿越樓板可采用地面預(yù)留孔構(gòu)件。將樓板的孔洞預(yù)先根據(jù)需要進行靈活設(shè)計,按建筑模數(shù)尺寸在樓板上安裝預(yù)留孔構(gòu)件,它由鋁合金制成的圓形徑孔、上蓋和下蓋組成,管線需要穿越時,打開上下蓋即可。這種方法既保證實驗室內(nèi)部的地面完整,又能達到方便穿管的目的。這對需要經(jīng)常改變實驗布置的實驗室,或需新增實驗設(shè)備的實驗室,是較理想的靈活性構(gòu)件。

③防靜電活動地板。防靜電活動地板具有防靜電及靈活性大的特點，被廣泛應(yīng)用于電子計算機機房。它是由支座、小梁及活動地板等配件組合而成。在地面按照活動地板的尺寸安裝金屬支座,金屬支座上帶有螺栓可調(diào)節(jié)高度，上部安置屬小梁,其上安置活動地板，叫任意開啟,電纜及管線可在活動地板下的空間內(nèi)任意布置。

3、實驗室的吊頂靈活措施

吊頂可分為石膏板吊頂、金屬板吊頂玻璃吊頂、PVC板吊頂?shù)?石膏板造價相便宜,PVc板次之,金屬板耐用但價格較高。由鋁合金或鋼板等薄板作原料加工成各種形式的吊頂統(tǒng)稱金屬板吊頂。實驗室中主要使用的是金屬板中的鋁扣板吊頂。它具有自重輕、結(jié)構(gòu)簡單、組裝靈活、施工方便、防火、美觀,通過表面處理后耐銹蝕,易清掃等優(yōu)點。金屬板吊頂?shù)男问娇煞譃榉桨迨綏l板式、格柵式和掛板式4種。在實驗室中采用條板式金屬板吊頂比較普遍，有封閉和開敞式兩種。封閉式條板吊頂適合于走道及其他空間較小的房間,可控制有效空調(diào)體積，節(jié)約空調(diào)能量。開敞式條板吊頂也稱離縫式條板吊頂,即在條板與條板間留有縫隙間隔。這種吊頂靈活性極大照明方面如與光帶等條形燈結(jié)合尤其吻合,可保持線條的連續(xù)性,還可利用板縫通風(fēng),使建筑師不再為布置通風(fēng)口而苦惱。吸音可用礦棉填入條板凹槽。也可在條板上穿孔而將礦棉鋪在條板上,利用板縫吸音或兩者兼用,達到更高的吸音要求。吊頂內(nèi)的構(gòu)件、通風(fēng)管、照明及各種管線漆上黑色油漆后,可達到很好的隱蔽效果。