【摘要】目的 闡明適當(dāng)選擇實(shí)驗(yàn)室建筑設(shè)備層層高的必要性。方法 通過(guò)具體研究空調(diào)通風(fēng)方案、系統(tǒng)形式等因素，以及國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)室空調(diào)機(jī)房設(shè)置案例，剖析了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備層高的設(shè)計(jì)選擇。結(jié)果與結(jié)論 合理設(shè)置設(shè)備層層高是一流實(shí)驗(yàn)室建設(shè)發(fā)展的趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)室；設(shè)備層；層高

Abstract：Objective To clarify the necessity for properly selected the storey of laboratory building equipment layers. Method Through specific research program of air conditioning and ventilation， system form and other factors， and the domestic and international laboratory air conditioning room setting case， analysis of laboratory equipment-storey design choices.Result and Conclusion Through practical design， analysis of air conditioning and ventilation of laboratory building storey main influencing factors， clarified the need for appropriate selection of laboratory construction equipment floors.

Key words： Laboratory Equipment layer Storey

一般地，實(shí)驗(yàn)室建筑的空調(diào)機(jī)房有兩種設(shè)置方案，一種是集中布置，另一種是分散布置。集中布置是把空調(diào)機(jī)組和風(fēng)機(jī)全部集中布置在建筑的某處，通常是地下室、中間層或頂層；分散布置是在每層或被服務(wù)房間附近均按需要設(shè)置，空調(diào)機(jī)房散布于建筑的各處。而隨著實(shí)驗(yàn)室建筑標(biāo)準(zhǔn)的日益提高，為滿足實(shí)驗(yàn)室環(huán)境質(zhì)量要求、實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室建筑的科學(xué)分區(qū)的目的、有利于空調(diào)設(shè)備正常運(yùn)行的維護(hù)、增加實(shí)驗(yàn)室的有效使用面積，國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)建筑都趨向于采用空調(diào)機(jī)房集中設(shè)置（即設(shè)置單獨(dú)的空調(diào)設(shè)備層）的方式，同時(shí)將設(shè)備層的層高提高到5-8米。

一、空調(diào)通風(fēng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室建筑層高的主要影響因素分析

空調(diào)通風(fēng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室建筑設(shè)備層層高的主要影響因素有：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、工藝和建筑布局、空調(diào)通風(fēng)方案、系統(tǒng)形式、系統(tǒng)種類等。通常，標(biāo)準(zhǔn)的藥物檢驗(yàn)、生物制品檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室除了設(shè)置一般理化實(shí)驗(yàn)室的空調(diào)通風(fēng)管道外，還設(shè)有多間生物安全二級(jí)實(shí)驗(yàn)室（BSL-2）、空氣潔凈度在10萬(wàn)級(jí)至1千級(jí)的潔凈室、室內(nèi)常年空氣相對(duì)濕度<30%的水分測(cè)定實(shí)驗(yàn)室、相當(dāng)于小型制藥廠的潔凈區(qū)等。如此繁多的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)，造成了風(fēng)管種類與數(shù)量龐雜，必然占用較大的建筑空間，也就需要較高的層高。

1.設(shè)備層層高分析比較的前提

實(shí)驗(yàn)室凈高：按2.8m計(jì)；實(shí)驗(yàn)室每層建筑面積：按3500m2計(jì)，有效率按0.6計(jì)，每間實(shí)驗(yàn)室面積按64m2計(jì)；實(shí)驗(yàn)時(shí)空調(diào)按全新風(fēng)直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)，送排風(fēng)主風(fēng)道布置在公共走廊內(nèi)；實(shí)驗(yàn)室換氣次數(shù)分別按3，6，8，10次/h計(jì)；每層設(shè)2臺(tái)新排風(fēng)機(jī)組；通風(fēng)柜按變風(fēng)量機(jī)械送排風(fēng)設(shè)計(jì)，進(jìn)行面風(fēng)速控制；按每間實(shí)驗(yàn)室配2臺(tái)1.5m通風(fēng)柜計(jì)；通風(fēng)柜最大排風(fēng)量：1620m3/h，柜口面風(fēng)速按0.5m/s計(jì)；通風(fēng)柜的送排風(fēng)管道在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)和公共走廊同時(shí)布置；實(shí)驗(yàn)樓總高度：按5層計(jì)，其中實(shí)驗(yàn)室為四層，五層為設(shè)備層；公共走廊寬度：按2.5m計(jì)；梁高按0.8m計(jì)，吊頂厚度按0.1m計(jì)，其它專業(yè)管道高度按0.2m計(jì)。

設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是影響層高的最關(guān)鍵的因素。它決定空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量，決定風(fēng)管尺寸；換氣次數(shù)：我國(guó)2-3次/h，國(guó)外8-12次/h，按照國(guó)際先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，新風(fēng)量比按照我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)多3倍，風(fēng)管體積是按照我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的4倍。無(wú)論是理論分析計(jì)算，還是實(shí)際設(shè)計(jì)管道匯總，都證明了在初步設(shè)計(jì)中層高采用5.2m是合適的，也是必要的。

3.兩種空調(diào)通風(fēng)方案對(duì)層高的影響

設(shè)備的安裝形式、是否對(duì)排風(fēng)能量進(jìn)行回收、空調(diào)通風(fēng)設(shè)備的形式和尺寸就不同，都會(huì)對(duì)層高產(chǎn)生影響。

通過(guò)上表可見：設(shè)計(jì)空調(diào)方案為全新風(fēng)直流系統(tǒng)，按照《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》DBJ01-621-2005的強(qiáng)制性要求，設(shè)置了空氣熱交換器回收排風(fēng)中的冷熱量?？照{(diào)機(jī)組的高度在4.0-4.4m之間。當(dāng)空調(diào)機(jī)房分散在每層布置時(shí)，則每層所需機(jī)房高度將達(dá)到6.1m，如果僅僅為了布置空調(diào)機(jī)組而整體抬高層高，將會(huì)導(dǎo)致空調(diào)能耗增大，既不經(jīng)濟(jì)，也不節(jié)能。此外分散布置空調(diào)機(jī)房，總建筑高度為30.5米，機(jī)房面積為2000平方米。集中布置空調(diào)機(jī)房后層高降為5.2米，總高度降為26.8米，機(jī)房面積1860平方米，也沒有增加。因此說(shuō)明，集中設(shè)置設(shè)備層從層高分析可以看出是合理的，也是必要的。

4、工藝和建筑布局是影響層高的重要因素

合理的工藝布局和建筑形體，可以減少風(fēng)管之間、風(fēng)管與其他專業(yè)之間管線的交叉，從而降低層高。下圖為一般實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)區(qū)走廊典型剖面。

5、系統(tǒng)形式對(duì)層高的影響

采用國(guó)內(nèi)常用的風(fēng)—水系統(tǒng)，也就是風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，空調(diào)負(fù)荷主要有水來(lái)輸送，由于交換相等的冷熱量，水體積小于空氣體積，因此，空調(diào)占用的體積會(huì)小些。采用國(guó)際先進(jìn)的全新風(fēng)直流式系統(tǒng)，空調(diào)負(fù)荷全部由新風(fēng)輸送，不僅空調(diào)負(fù)荷增大，而且空氣體積大于水體積，空調(diào)相同占用的層高將增大。

6、系統(tǒng)種類對(duì)層高的影響

實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目通常除具有一般理化實(shí)驗(yàn)室的空調(diào)通風(fēng)管道，還會(huì)設(shè)有生物安全二級(jí)實(shí)驗(yàn)室（BSL-2），空氣潔凈度在10萬(wàn)級(jí)至1千級(jí)的潔凈室，室內(nèi)常年空氣相對(duì)濕度<30%的水分測(cè)定實(shí)驗(yàn)室，相當(dāng)于小型制藥廠的潔凈區(qū)等。如此繁多的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)管數(shù)量眾多，必然占用較大空間，也就需要較大的層高。

二、國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)室集中設(shè)置設(shè)備層的應(yīng)用實(shí)例

通過(guò)組織對(duì)歐美和亞洲國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家同類實(shí)驗(yàn)建筑的技術(shù)考察結(jié)果看，近年來(lái)國(guó)外建造的實(shí)驗(yàn)建筑大多將空調(diào)機(jī)房集中布置，且機(jī)房設(shè)于頂層的居多，建筑形式一般為3+1或4+1。即3或4層實(shí)驗(yàn)室，加1層空調(diào)機(jī)房。

國(guó)外實(shí)驗(yàn)建筑不少為無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)，因此，考慮結(jié)構(gòu)梁高后層高也要達(dá)到5m以上。國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室方面北京協(xié)和醫(yī)院門急診樓及手術(shù)科室樓，設(shè)備管道層位于中間層，層高為4米，且該設(shè)備層面積均未計(jì)入其整體建筑面積內(nèi)，符合《建筑工程建筑面積規(guī)范》（GB/T 50353—2005）中3.0.24建筑物內(nèi)設(shè)備管道夾層不應(yīng)計(jì)算面積的要求?，F(xiàn)將國(guó)內(nèi)外先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室建筑的空調(diào)設(shè)備層設(shè)置與層高的考察情況簡(jiǎn)要概述如下：

1.美國(guó)國(guó)家藥典委員會(huì)（USP）的實(shí)驗(yàn)室是世界最先進(jìn)的從事標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究的實(shí)驗(yàn)室，其新建的5層實(shí)驗(yàn)室，設(shè)備層整體放置在實(shí)驗(yàn)樓頂層，層高6.7米，集中布置了風(fēng)機(jī)、管道等設(shè)備。

2.美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）的實(shí)驗(yàn)樓整體設(shè)計(jì)為四層，整體采用雙走廊設(shè)計(jì)，外圍均為辦公室，中間為實(shí)驗(yàn)室，頂部為設(shè)備層，層高8米（內(nèi)部用鋼結(jié)構(gòu)分隔為上、下兩層）。

3.法國(guó)巴斯德生物制品公司疫苗生產(chǎn)（P3級(jí)）車間設(shè)置了高約5米的硬吊頂設(shè)備加層，加層內(nèi)各種管道排列緊湊有序。同時(shí)，在設(shè)備層中設(shè)置參觀走廊及維護(hù)專用設(shè)備材料運(yùn)輸通道。法國(guó)Biopole國(guó)家實(shí)驗(yàn)大樓，層高達(dá)6.7米，充分考慮了設(shè)備層的高度和空間，將管道與一些保障設(shè)備等都放置到硬吊頂?shù)脑O(shè)備加層中。

4、日本國(guó)立藥品食品衛(wèi)生研究所設(shè)備層6米高，各種管道排列緊湊有序，便于設(shè)備的維修又不影響正常實(shí)驗(yàn)工作。同時(shí)，設(shè)備層中設(shè)置維護(hù)專用設(shè)備材料存放處。

5、韓美制藥研究中心新建大樓設(shè)備層7.5米高，設(shè)置在整棟大樓的地下部分。所有管線標(biāo)示清晰，錯(cuò)落有致，利于管理和維修。

6、其他如美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）藥物實(shí)驗(yàn)室、加拿大人類和動(dòng)物健康中心、英國(guó)生物制品研究所等均集中設(shè)置了設(shè)備層。由此可見，設(shè)備層的集中設(shè)置在歐美的一流實(shí)驗(yàn)室中已被廣泛采用。中檢所采用設(shè)備層的建設(shè)方式符合世界一流實(shí)驗(yàn)室的要求和發(fā)展，具有重要意義和價(jià)值。

7、國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室方面北京協(xié)和醫(yī)院門急診樓及手術(shù)科室樓，設(shè)備管道層位于中間層，層高為4米，且該設(shè)備層面積均未計(jì)入其整體建筑面積內(nèi)，符合《建筑工程建筑面積規(guī)范》（GB/T 50353—2005）中3.0.24建筑物內(nèi)設(shè)備管道夾層不應(yīng)計(jì)算面積的要求。

三、結(jié)論

要建設(shè)“國(guó)際一流、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先”的高標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)科研場(chǎng)所，達(dá)到與國(guó)際同類實(shí)驗(yàn)室接軌的技術(shù)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)，選擇集中布置空調(diào)機(jī)房并設(shè)置全新風(fēng)直流式空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案是先進(jìn)的、可行的。而合理設(shè)置集中設(shè)備層層高（一般為5-8米），不僅可以滿足實(shí)驗(yàn)室建筑“以人為本，保障安全”及“質(zhì)量保證，國(guó)際認(rèn)可”的要求、可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室建筑的科學(xué)分區(qū)的目的、可以預(yù)留實(shí)驗(yàn)室建成后設(shè)備維護(hù)的條件、可以提供更有效的實(shí)驗(yàn)室建筑面積，也符合先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室建筑的發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]《生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范》（GB50346-2004）

[2]《科學(xué)實(shí)驗(yàn)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ91-93）

[3]美國(guó)采暖、制冷和空調(diào)工程師學(xué)會(huì)（American Society of Heating，Refrigerating and Air-Conditioning Engineers，簡(jiǎn)稱ASHRAE）相關(guān)規(guī)定.

[4]<美>丹尼爾·D·沃奇/帕金斯與威爾公司2004研究實(shí)驗(yàn)室建筑.中國(guó)建筑工業(yè)出版社

作者簡(jiǎn)介

倪訓(xùn)松（1969- ），男，山東臨沂人，高級(jí)工程師資格，國(guó)家注冊(cè)監(jiān)理工程師、造價(jià)工程師、咨詢工程師、一級(jí)建造師、招標(biāo)師.研究方向：建筑工程施工.