疫情背景下的疾控中心設計研究與實踐
——以福建省疾病預防控制中心新院區為例

俞兆輝

(福州市建筑設計院有限責任公司 福建福州 350011)

0 引言

2019年，爆發COVID-19新冠肺炎疫情， 2017年，爆發H7N9疫情，2003年，爆發SARS肺炎疫情……人類世界無時無刻不面對著各類致命病毒的重大威脅。每當此時，總有一個機構要被推上風頭浪尖，那就是疾病預防控制中心。但是對于疾控中心的建筑設計，卻一直鮮有文獻歸納和研究。筆者嘗試以福建省疾病預防控制中心新院區為例，探索疾控中心的設計原則和思路，為今后此類建筑的建設提供相應參考。

1 疾病預防控制中心概述

1.1 概念

疾病預防控制中心(Center for Disease Control and Prevention)，簡稱疾控中心(CDC)，是政府組織設立的實施疾病預防控制和公共衛生技術管理與服務的公益性事業單位。在各級衛健委領導下，疾控中心充分發揮技術管理和技術服務職能，加強疾病預防控制戰略措施研究，組織實施疾病預防控制工作方案；開展食品安全、健康相關、職業安全、產品安全、環境衛生、婦女兒童保健、放射衛生等各項公共衛生業務管理工作；開展應用性科學研究，加強對疾病預防控制和公共衛生服務的技術指導、培訓和質量控制，在防病、應急、公共衛生信息能力的建設等方面發揮了重要的作用[1]。

一般來說，疾控中心由業務、實驗、行政及保障用房四部分組成，其核心功能為各類實驗室。這些實驗室作為公共衛生應急體系的重要組成部分，為食品衛生、環境衛生、職業衛生、流行病學等學科的發展提供科學研究和檢測，是疾控中心的“眼睛”和“前哨”，是其疾病防控能力的根本保證[2]。

1.2 發展歷程

疾病預防控制中心是在近幾十年來迅速發展起來的，其快速發展，建立在現代預防醫學不斷進步和發展壯大的基礎上。預防醫學是現代醫學中的一個主要分支，隨著時間的變革，預防醫學在整個醫學領域和社會領域的地位不斷提升。預防醫學的發展經歷了以個體——群體——人類為對象的3個階段。自人類為求生存，與各種各樣致病危險因素做斗爭開始，始終都有治療和預防兩部分內容[3]。

從公元前的醫學萌芽狀態，到預防醫學和公共衛生學雛型、形成，直至發展、整合、再發展……在這個過程中，經過不斷發展演變，形成了現今疾病預防控制中心這種新的建筑類型，成為醫療建筑的一個分支。縱觀疾控建筑的演進歷程，每一次階段性的跨越，無不深受歷史文化、社會經濟和文明水平的大背景影響。其建筑形態和機能演變，則與醫學科學技術體系的完善、工程技術手段的進步和醫學模式的變革緊密關聯[4]。

從歷史時期來說，其大體經歷了古羅馬的萌芽時期、文藝復興的雛形時期、二戰后的形成時期以及20世紀末的完善時期等4個階段，在經過了SARS及H7N9禽流感等疫情的洗禮之后，到如今，世界上主流發達國家已經形成了相對完善的疾控預防體系。從某種意義上說，這些仍是我國在本領域需要追趕的目標。

1.3 類型解析

我國當前的疾控中心級別，基本依照行政直屬部門，相應設置國家級、省級、地市級、區級等各級疾控中心。各級別疾控中心在各級衛健部門領導下開展工作，這種分類設置比較符合我國國情，這也是近年來我國的疾病預防控制體系能夠迅速發展、不斷完善的重要前提。

除了按行政級別來劃分之外，各級疾控中心根據其職責和功能的不同，還相應分為以下3種類型：

(1)國家級、省級疾控中心——綜合研究型。顧名思義，此類疾控中心主要承擔科研和實驗功能，主要任務是通過研究和實驗，對各類威脅疾病、突發事件進行預防和監控，實施策略性指導及預防性措施；在重大突發事件發生時，給予政策和技術等方面有力支撐。

(2)市級疾控中心——應用實踐型。此級別疾控中心的職責，是對已發生的危險源進行分析研究，提出解決方案和對策。一方面，應對上級部門的決策進行落實[5]，另一方面，也需要自身具備一定研究職能，對職責范圍內的突發事件具有一定處理能力。同時，它還要承上啟下，對下級疾控部門進行指導實踐，是我國疾控體系的重要一環。

(3)區級疾控中心——基礎服務型。此類疾控中心近年來建設數量很大，一般規模不大、業務職能卻較為全面、運營也相對靈活，需要直接服務于基層群眾，同時做到對各類疾病進行實時監控、及時上報。

2020年新型冠狀病毒肺炎流行期間，中國各級疾病預防控制中心在習近平總書記的重要指示精神指導下，艱苦奮斗，日夜奮戰，深入開展疫情調研、信息監測、核酸檢測、病毒溯源、健康教育、國際合作等工作守住了防疫一線，為科學、快速、有效防控疫情作出了不懈努力，為中國防疫斗爭的階段性勝利做出了應有的貢獻。

2 案例

針對疾控中心這一特定類型的醫療建筑，目前可查閱到的各類資料較少，《建筑設計資料集》(第三版)和《科學實驗室建筑設計規范》均未對此類建筑進行專項歸納和要求。在當前疫情背景下，對此類建筑的專題研究更具緊迫性和必要性。在此，筆者用幾個國內外案例對此進行簡要概述。

2.1 美國疾病預防與控制中心

美國CDC是美國創立的第一個聯邦衛生組織，其宗旨是在面臨特定疾病面前，協調國家衛生控制計劃。其總部在亞特蘭大，6.474 hm2，主體建筑群包括行政辦公樓、細菌實驗樓、真菌實驗樓、病毒實驗樓慢性病實驗樓等,如圖1所示。

圖1 美國疾控中心亞特蘭大總部

2.2 廣東省疾病預防與控制中心

廣東省疾控中心位于廣州市番禺區，總用地面積約8 hm2，總建筑面積約6.6萬m2，其中實驗用房約3.2萬m2。主體建筑包括綜合辦公樓、微生物實驗樓、理化實驗樓和動物實驗樓及配套用房等。其布局如圖2所示。

圖2 廣東省疾控中心

其建筑布局基本為南北朝向，辦公樓和實驗樓之間設置一個較大的中心花園，建筑和園林風格較有嶺南特色。其實驗室設計的最大特點是，在兩層實驗室之間設置一個共用的土建技術夾層，層高為2.8 m。

2.3 深圳市疾病預防與控制中心

深圳市疾控中心位于深圳市南山區，選址遠離市區，用地約5.33 hm2，建筑面積約4.2萬m2，總投資約4億元。其建筑包括1棟綜合業務樓，3棟實驗樓、1棟后勤服務樓和一棟職工食堂。其布局因地制宜，通過架空連廊，將各個功能區串聯在一起；實驗室設計的特點是采用環廊式布局，每棟樓集中設置一個技術夾層，如圖3所示。

圖3 深圳市疾控中心

3 福建省疾病預防控制中心設計探索

3.1 設計背景

福建省疾病預防控制中心，是我省集突發公共衛生時間處置、疾病預防控制、衛生檢測、科研、教學、技術咨詢與服務為一體的公共衛生事業單位，現在業務用房約32 000 m2，占地約3.2 hm2，分散在4個不同地方(其中，津泰路本部0.67 hm2、華林路0.16 hm2、晉安區橫嶼路1.98 hm2、倉山區則徐大道0.29 hm2)，均地處福州市居民密集區，存在化學污染、有害氣體泄漏、以及生物安全隱患等危險源，不利于業務工作管理及我省公共衛生事業的發展，有必要進行遷建[6]。

2015年，福建省人民政府專題會議決議，將福建省疾病預防控制中心項目遷建至晉安區北三環新店李園村地塊，并作為省職業病與化學中毒預防控制中心預留用地。同時該項目前期立項、可研、招標工作同步展開，2016年8月，我司經公開招投標取得本項目設計權。截止發稿時間，該項目已陸續竣工交付使用。

3.2 項目概述

本項目用地面積約6.67 hm2，總建筑面積約5.0萬m2，該項目建成以后，將定位為國內領先，國際一流的疾控預防機構。項目既解決目前現狀存在的各種問題，又應滿足今后相當長一段時間內我省疾控事業發展的需要，更重要的是為群眾和社會日益增長的疾控服務需求創造良好的軟硬件條件。

3.3 總體設計

疾控中心作為醫療建筑的一個類別，其總體布局同樣遵循醫療建筑所需要協調的各個方面，如功能分區、交通流線、出入口安排、潔污流線等。但是，作為特有的一類醫療建筑，其總體布局又有特殊性，主要表現在以下幾個方面：

(1)功能包括行政辦公區、科研實驗區、生活保障區、配套服務區等方面，對于國家級、省級疾控中心，還應考慮應急指揮中心和大型學術報告廳等功能。

(2)僅考慮少量的病患功能和流線需求，甚至在本項目中，不考慮直接對外的門診和檢驗功能。

(3)各種實驗室均有異味和危險品泄露的可能，需特別考慮風向對實驗室布局的影響。

(4)經常有運送冷鏈疫苗和各類實驗物品的大型運輸車輛進出，需考慮大型集裝箱車輛通行和卸貨的要求。

(5)院區整體需考慮安保分區、分級控制，科研實驗室為封閉管理區，行政辦公、生活保障區可相對開放。

(6)各類實驗室雖以獨立運行為主，但仍有業務交叉，也有物資交換的需求，需考慮實驗室之間的便捷聯系。

充分考慮以上原則之后，福建省疾控中心總體布局選擇了“水平組團式布局”，行政辦公區和生活保障區設置在南側，沿南側規劃路設置院區主要出入口和形象廣場，科研實驗區和配套服務區設置在院區北側，沿南北主軸依次排列展開；在行政辦公區和科研實驗區之間設置院區的中心景觀組團。既實現兩個功能的空間隔離和緩沖，又為在此工作的員工提供了一個很好的工作生活環境，如圖4所示。

圖4 福建省疾控中心功能布局

空間布局方面，于前廣場形成“埕”的開放空間，在中心廣場圍合出具有福建八閩特色的疾控文化長廊，通過疾控中心的健康步道，邁向由實驗樓組成的科技園，整個空間布局結合中國傳統建筑的形式，注入現代元素。總體布局講究節制，結構清晰，追求穩定，充分映射疾控“科學、規范、求精、求實”的工作特性。

交通流線方面，場地出入口的設置及交通組織，充分考慮人行與車行、對外與對內、潔凈與污染等因素，結合場地周邊實際情況，在南側道路上設置形象入口兼辦公入口，機動車通過東、西側坡道直接進入地下室；在西側規劃路上設置實驗區出入口和物資出入口；車行通道繞院區外圍布置，沿南北主軸設置各棟建筑人行出入口；實現了人車分流的同時，又達到了各個功能區塊便捷聯系的目的，如圖5所示。

圖5 福建省疾控中心鳥瞰圖

豎向設計方面，原有地形南北高差達到11 m。本項目在場地設計方面，充分尊重原有地形，將整個院區場地設計處理成兩個臺地，根據建筑功能不同的開放程度，將建筑群體布置于不同標高的臺地，建筑鱗次櫛比，交通拾級而上。采用平坡式和臺地式相結合的方式，利用行政辦公樓的地下室和南北出入口的處理，消解了近5 m高差，剩余高差利用場地2%～3%的坡度自然消化。在確保建筑使用功能不受影響前提下，實現了整個項目的土方平衡，如圖6所示。

圖6 福建省疾控中心場地剖面示意圖

3.4 實驗室設計

(1)功能配置

省疾控中心的業務用房包括各類行政辦公用房、應急作業中心、學術報告廳及后勤中心(1#樓)，微生物實驗樓(2、3#樓，包括一個BSL-3級生物安全實驗室)，理化實驗樓(4、5#樓)及其他庫房、設備用房等。將可能產生異味和污染性氣體的理化和動物實驗房設置在基地北側下風向，辦公及后勤保障用房設置在上風向。

(2)流線設計

實驗室的平面設計，首先需要注意的就是工藝要求和交通流線合理性，尤其是實驗人員和物品進出每個實驗室功能單元的流線，做到潔污分流。除了平面分流之外，垂直交通方面也需要做到客貨電梯分開、潔梯污梯分開。在本項目設計過程中，遵循了以下流線原則：

人流 : 由公共區域→辦公區域→更衣室→普通實驗室區域→低毒實驗室區域→ 高度高感染性實驗室區域 (受控區)。

物流 : 由樣品接樣區域→實驗室輔助區域→普通實驗室區域→低毒實驗室區域→ 高度高感染性實驗室區域 (受控區)。

污物 : 由高度高感染性實驗室區域 (受控區) 或低毒實驗室區域→污物通道→污物樓梯或電梯 (消毒且打包后)。

空氣流 : 由清潔區域→半污染區域→污染區域 (受控區)(負壓)。由潔凈級別高的區域→潔凈級別低的區域→非潔凈區區域(正壓)[7]。

各級流線系統事關實驗室安全，應合理設計，正確安排，兼顧使用便利及安全，如圖7所示。

圖7 疾控中心實驗室流線示意圖

(3)平面設計

目前主流的CDC實驗室平面形式，按進深尺寸來分大致有淺進深和深進深兩種，按走廊形式分有中廊式和環廊式等，以及其他的一些組合派生形式等，如圖8所示。

圖8 中廊式和環廊式布局示意圖

淺進深式是早期疾控實驗樓經常采用的形式，單側實驗用房進深大致在6m或以下尺寸。這種形式的平面通風采光條件較好，分區明確，但也存在以下一些問題：①進深小造成走廊過長，對實驗樓整體平面效率不利；②不利于某些結構比較復雜的實驗室設備布局，如PCR、HIV、動物實驗房等；③邊臺長度與設備空間過小，造成實驗室總體利用率較低；④實驗樓總長度過長，造成體型系數不佳，對節能不利。

目前各級新建疾控實驗樓往往采用大進深布局模式，單側實驗用房進深多在7 m～8 m，這種大進深布局能很好地避免上述問題，提高平面效率。

中廊式布局，是指中央設置一條內廊，兩側實驗用房的常規布局，此類布局的好處是，空間較為線性、功能明確、指示感強、兩側實驗室用房均有較好的通風采光，對潔污物的流線組織也較為清晰。但是由于走廊較長，造成行走距離稍長。相對而言，環廊式(雙走廊)將部分輔助房間設置在中間，一定程度上減少了走廊長度，但是帶來的影響是：①走道面積較大，平面實際利用率反而下降；②中間用房通風采光條件較差，只能作為庫房衛生間等輔助功能使用。

在歸納比較了以上幾種平面布局的優劣以后，結合本項目的實際需求，在福建省疾控中心的實驗室中，采用了中廊大進深式布局，實驗室標準柱網為8.1 m×7.2 m的模塊化布局，以標準化模塊方式組織各類實驗室布置，在平面的兩個端頭分別設置辦公空間和洗消空間，分別設置潔污電梯和樓梯；中部設置標準實驗單元，如圖9所示。

圖9 福建省疾控中心實驗室平面示意圖

這種布置方式的好處有：①有效利用了平面空間；②中部實驗區域比較集中，可分可合，布置靈活；③結合福州的氣候特征，最大程度避免內部暗房間的出現；④潔梯和污梯分別設置在兩個端頭，流線清晰；⑤衛生間、污洗間位置上下對應，利于管線布置。

(4)剖面設計

當今疾控實驗室因為實驗設備的需求，經常需配套大量體積巨大的設備和管線，而且考慮到遠期實驗室功能單元的發展調整，以及實驗室設備的更新變化，因此通常會設置專門的設備夾層或設備吊頂，并在設備夾層集中布置各類管線，對下層實驗室產生最少影響，如圖10所示。

圖10 實驗室技術夾層示意圖

在保證下層實驗室2.8 m以上凈高的前提下，技術夾層根據設備管線布置需要，一般也需要做到2.2 m層高，加上結構尺寸，因此福建省疾控中心實驗室單層層高設計為5.6 m。另一種方式，是采用土建技術層，像廣東省疾控中心，就直接在兩層實驗室之間設置了一個2.8 m層高的土建技術層。

(5)井道設計

各類實驗室均有大量的通風柜，需要通過井道接至屋面，再經環保處理后高空排放。經梳理歸納各類實驗室井道設置的不同方式，總體分為分散式和集中式兩種類型，如圖11所示。

分散式布局由于管井就近于實驗設備布置，因此管線較短，排風效果好，但是井道數量多且分散，影響實驗室平面布局的靈活性。集中式布局可以實現較好的平面靈活性，但是管線長度較長，排風效果不如分散式。

福建省疾控中心實驗室的井道布局充分考慮了兩者的優缺點，將實驗區橫向長度控制在較短的范圍內，在平面的中段設置4個集中式井道，既實現了實驗空間的靈活性，又保證了排風效果，如圖11所示。

圖11 井道常見布置[8]

3.5 形象設計及落成效果

整個院區建筑整體風格符合衛生防疫及科學實驗的學術精神，形體簡潔大方。各個單體在整體協調的基礎上，體現自己的特色，具有很強的科研建筑性格。

整體建筑采用城樓的形象，傳遞疾控中心“預防”和“控制”的職能和精神。同時汲取福建傳統建筑“門”的樣式——外八形，圍合出“埕”的開放空間。傳遞疾控中心守護整個城市健康理念，猶如一雙守護城市公共衛生安全的雙手，守護著城市健康。建筑整體舒展大氣、自然，表達疾控中心昂揚向上，不斷開拓進取的姿態。

立面設計遵循現代、簡約、優雅的原則，色調明快、造型現代、強調品位。材質主要采用淺色干掛外墻板材、淺灰色玻璃、深咖色陶土板相結合的方式，在保證經濟性的同時，還創造一個現代衛生防疫中心的新形象。

項目基本落成后，受到了各級領導的普遍好評，成為福州北三環上一組標志性建筑，如圖12～圖13所示。

圖12 福建省疾控中心業務綜合樓

4 項目總結與后評估

項目雖然基本落成，但是復盤整個設計過程，還是存在諸多需要總結之處，舉例說明如下：

(1)造型風格

疾控中心作為科研性質為主的機構，從設計理念來說，建筑師本不愿將其處理成過于行政化的建筑造型風格。但是在方案多輪推敲和匯報過程當中，業主部門希望建筑能體現政府機構的莊嚴和大氣，因此最終呈現出來的形象，并非建筑師的本意，好在總體效果尚可。

(2)BSL-3級實驗室落位

該項目的BSL-3級實驗室(生物安全三級實驗室)設置于微生物實驗室6樓，根據相關設計規范要求，本棟建筑的整體抗震設防等級需提高一度到甲類。因此，本棟建筑額外設計了隔震措施，增加了造價和施工難度。

更合理經濟的做法應該是：把BSL-3級實驗室獨立設置成一棟建筑，這樣既可控制甲類建筑的范圍，又降低了實驗室泄露造成的危害。

(3)材料選擇

由于初設概算階段造價控制的原因，本項目在外立面材料選擇方面做了一定的妥協，實驗樓主體均采用真石漆，由于施工質量不高，造成觀感不佳，對完成度產生了負面影響。

5 結語

疾控中心作為一種較新、較冷門的建筑類型，在當前各類疫情背景下卻又備受公眾關注。由于可參考資料較少，在設計過程當中，只能通過對于同類建成案例的分析研究，以及對使用功能的充分解讀和磨合，逐步推演出適合本項目的設計策略。

實際上，無論是何種級別的疾控中心，何種類型的平面布局，安全、高效、靈活都是建筑師追求的三個目標。其中安全是基礎，高效是目標，靈活就是方向。未來實驗室工藝發展必定日新月異，多樣化、模塊化和復合化一定是發展的趨勢，需要持續追蹤和探索。