疫情背景下的疾控中心设计研究与实践——以福建省疾病预防控制中心新院区为例

俞兆辉

(福州市建筑设计院有限责任公司 福建福州 350011)

0 引言

2019年，爆发COVID-19新冠肺炎疫情， 2017年，爆发H7N9疫情，2003年，爆发SARS肺炎疫情……人类世界无时无刻不面对着各类致命病毒的重大威胁。每当此时，总有一个机构要被推上风头浪尖，那就是疾病预防控制中心。但是对于疾控中心的建筑设计，却一直鲜有文献归纳和研究。笔者尝试以福建省疾病预防控制中心新院区为例，探索疾控中心的设计原则和思路，为今后此类建筑的建设提供相应参考。

1 疾病预防控制中心概述

1.1 概念

疾病预防控制中心(Center for Disease Control and Prevention)，简称疾控中心(CDC)，是政府组织设立的实施疾病预防控制和公共卫生技术管理与服务的公益性事业单位。在各级卫健委领导下，疾控中心充分发挥技术管理和技术服务职能，加强疾病预防控制战略措施研究，组织实施疾病预防控制工作方案；开展食品安全、健康相关、职业安全、产品安全、环境卫生、妇女儿童保健、放射卫生等各项公共卫生业务管理工作；开展应用性科学研究，加强对疾病预防控制和公共卫生服务的技术指导、培训和质量控制，在防病、应急、公共卫生信息能力的建设等方面发挥了重要的作用[1]。

一般来说，疾控中心由业务、实验、行政及保障用房四部分组成，其核心功能为各类实验室。这些实验室作为公共卫生应急体系的重要组成部分，为食品卫生、环境卫生、职业卫生、流行病学等学科的发展提供科学研究和检测，是疾控中心的“眼睛”和“前哨”，是其疾病防控能力的根本保证[2]。

1.2 发展历程

疾病预防控制中心是在近几十年来迅速发展起来的，其快速发展，建立在现代预防医学不断进步和发展壮大的基础上。预防医学是现代医学中的一个主要分支，随着时间的变革，预防医学在整个医学领域和社会领域的地位不断提升。预防医学的发展经历了以个体——群体——人类为对象的3个阶段。自人类为求生存，与各种各样致病危险因素做斗争开始，始终都有治疗和预防两部分内容[3]。

从公元前的医学萌芽状态，到预防医学和公共卫生学雏型、形成，直至发展、整合、再发展……在这个过程中，经过不断发展演变，形成了现今疾病预防控制中心这种新的建筑类型，成为医疗建筑的一个分支。纵观疾控建筑的演进历程，每一次阶段性的跨越，无不深受历史文化、社会经济和文明水平的大背景影响。其建筑形态和机能演变，则与医学科学技术体系的完善、工程技术手段的进步和医学模式的变革紧密关联[4]。

从历史时期来说，其大体经历了古罗马的萌芽时期、文艺复兴的雏形时期、二战后的形成时期以及20世纪末的完善时期等4个阶段，在经过了SARS及H7N9禽流感等疫情的洗礼之后，到如今，世界上主流发达国家已经形成了相对完善的疾控预防体系。从某种意义上说，这些仍是我国在本领域需要追赶的目标。

1.3 类型解析

我国当前的疾控中心级别，基本依照行政直属部门，相应设置国家级、省级、地市级、区级等各级疾控中心。各级别疾控中心在各级卫健部门领导下开展工作，这种分类设置比较符合我国国情，这也是近年来我国的疾病预防控制体系能够迅速发展、不断完善的重要前提。

除了按行政级别来划分之外，各级疾控中心根据其职责和功能的不同，还相应分为以下3种类型：

(1)国家级、省级疾控中心——综合研究型。顾名思义，此类疾控中心主要承担科研和实验功能，主要任务是通过研究和实验，对各类威胁疾病、突发事件进行预防和监控，实施策略性指导及预防性措施；在重大突发事件发生时，给予政策和技术等方面有力支撑。

(2)市级疾控中心——应用实践型。此级别疾控中心的职责，是对已发生的危险源进行分析研究，提出解决方案和对策。一方面，应对上级部门的决策进行落实[5]，另一方面，也需要自身具备一定研究职能，对职责范围内的突发事件具有一定处理能力。同时，它还要承上启下，对下级疾控部门进行指导实践，是我国疾控体系的重要一环。

(3)区级疾控中心——基础服务型。此类疾控中心近年来建设数量很大，一般规模不大、业务职能却较为全面、运营也相对灵活，需要直接服务于基层群众，同时做到对各类疾病进行实时监控、及时上报。

2020年新型冠状病毒肺炎流行期间，中国各级疾病预防控制中心在习近平总书记的重要指示精神指导下，艰苦奋斗，日夜奋战，深入开展疫情调研、信息监测、核酸检测、病毒溯源、健康教育、国际合作等工作守住了防疫一线，为科学、快速、有效防控疫情作出了不懈努力，为中国防疫斗争的阶段性胜利做出了应有的贡献。

2 案例

针对疾控中心这一特定类型的医疗建筑，目前可查阅到的各类资料较少，《建筑设计资料集》(第三版)和《科学实验室建筑设计规范》均未对此类建筑进行专项归纳和要求。在当前疫情背景下，对此类建筑的专题研究更具紧迫性和必要性。在此，笔者用几个国内外案例对此进行简要概述。

2.1 美国疾病预防与控制中心

美国CDC是美国创立的第一个联邦卫生组织，其宗旨是在面临特定疾病面前，协调国家卫生控制计划。其总部在亚特兰大，6.474 hm2，主体建筑群包括行政办公楼、细菌实验楼、真菌实验楼、病毒实验楼慢性病实验楼等,如图1所示。

图1 美国疾控中心亚特兰大总部

2.2 广东省疾病预防与控制中心

广东省疾控中心位于广州市番禺区，总用地面积约8 hm2，总建筑面积约6.6万m2，其中实验用房约3.2万m2。主体建筑包括综合办公楼、微生物实验楼、理化实验楼和动物实验楼及配套用房等。其布局如图2所示。

图2 广东省疾控中心

其建筑布局基本为南北朝向，办公楼和实验楼之间设置一个较大的中心花园，建筑和园林风格较有岭南特色。其实验室设计的最大特点是，在两层实验室之间设置一个共用的土建技术夹层，层高为2.8 m。

2.3 深圳市疾病预防与控制中心

深圳市疾控中心位于深圳市南山区，选址远离市区，用地约5.33 hm2，建筑面积约4.2万m2，总投资约4亿元。其建筑包括1栋综合业务楼，3栋实验楼、1栋后勤服务楼和一栋职工食堂。其布局因地制宜，通过架空连廊，将各个功能区串联在一起；实验室设计的特点是采用环廊式布局，每栋楼集中设置一个技术夹层，如图3所示。

图3 深圳市疾控中心

3 福建省疾病预防控制中心设计探索

3.1 设计背景

福建省疾病预防控制中心，是我省集突发公共卫生时间处置、疾病预防控制、卫生检测、科研、教学、技术咨询与服务为一体的公共卫生事业单位，现在业务用房约32 000 m2，占地约3.2 hm2，分散在4个不同地方(其中，津泰路本部0.67 hm2、华林路0.16 hm2、晋安区横屿路1.98 hm2、仓山区则徐大道0.29 hm2)，均地处福州市居民密集区，存在化学污染、有害气体泄漏、以及生物安全隐患等危险源，不利于业务工作管理及我省公共卫生事业的发展，有必要进行迁建[6]。

2015年，福建省人民政府专题会议决议，将福建省疾病预防控制中心项目迁建至晋安区北三环新店李园村地块，并作为省职业病与化学中毒预防控制中心预留用地。同时该项目前期立项、可研、招标工作同步展开，2016年8月，我司经公开招投标取得本项目设计权。截止发稿时间，该项目已陆续竣工交付使用。

3.2 项目概述

本项目用地面积约6.67 hm2，总建筑面积约5.0万m2，该项目建成以后，将定位为国内领先，国际一流的疾控预防机构。项目既解决目前现状存在的各种问题，又应满足今后相当长一段时间内我省疾控事业发展的需要，更重要的是为群众和社会日益增长的疾控服务需求创造良好的软硬件条件。

3.3 总体设计

疾控中心作为医疗建筑的一个类别，其总体布局同样遵循医疗建筑所需要协调的各个方面，如功能分区、交通流线、出入口安排、洁污流线等。但是，作为特有的一类医疗建筑，其总体布局又有特殊性，主要表现在以下几个方面：

(1)功能包括行政办公区、科研实验区、生活保障区、配套服务区等方面，对于国家级、省级疾控中心，还应考虑应急指挥中心和大型学术报告厅等功能。

(2)仅考虑少量的病患功能和流线需求，甚至在本项目中，不考虑直接对外的门诊和检验功能。

(3)各种实验室均有异味和危险品泄露的可能，需特别考虑风向对实验室布局的影响。

(4)经常有运送冷链疫苗和各类实验物品的大型运输车辆进出，需考虑大型集装箱车辆通行和卸货的要求。

(5)院区整体需考虑安保分区、分级控制，科研实验室为封闭管理区，行政办公、生活保障区可相对开放。

(6)各类实验室虽以独立运行为主，但仍有业务交叉，也有物资交换的需求，需考虑实验室之间的便捷联系。

充分考虑以上原则之后，福建省疾控中心总体布局选择了“水平组团式布局”，行政办公区和生活保障区设置在南侧，沿南侧规划路设置院区主要出入口和形象广场，科研实验区和配套服务区设置在院区北侧，沿南北主轴依次排列展开；在行政办公区和科研实验区之间设置院区的中心景观组团。既实现两个功能的空间隔离和缓冲，又为在此工作的员工提供了一个很好的工作生活环境，如图4所示。

图4 福建省疾控中心功能布局

空间布局方面，于前广场形成“埕”的开放空间，在中心广场围合出具有福建八闽特色的疾控文化长廊，通过疾控中心的健康步道，迈向由实验楼组成的科技园，整个空间布局结合中国传统建筑的形式，注入现代元素。总体布局讲究节制，结构清晰，追求稳定，充分映射疾控“科学、规范、求精、求实”的工作特性。

交通流线方面，场地出入口的设置及交通组织，充分考虑人行与车行、对外与对内、洁净与污染等因素，结合场地周边实际情况，在南侧道路上设置形象入口兼办公入口，机动车通过东、西侧坡道直接进入地下室；在西侧规划路上设置实验区出入口和物资出入口；车行通道绕院区外围布置，沿南北主轴设置各栋建筑人行出入口；实现了人车分流的同时，又达到了各个功能区块便捷联系的目的，如图5所示。

图5 福建省疾控中心鸟瞰图

竖向设计方面，原有地形南北高差达到11 m。本项目在场地设计方面，充分尊重原有地形，将整个院区场地设计处理成两个台地，根据建筑功能不同的开放程度，将建筑群体布置于不同标高的台地，建筑鳞次栉比，交通拾级而上。采用平坡式和台地式相结合的方式，利用行政办公楼的地下室和南北出入口的处理，消解了近5 m高差，剩余高差利用场地2%～3%的坡度自然消化。在确保建筑使用功能不受影响前提下，实现了整个项目的土方平衡，如图6所示。

图6 福建省疾控中心场地剖面示意图

3.4 实验室设计

(1)功能配置

省疾控中心的业务用房包括各类行政办公用房、应急作业中心、学术报告厅及后勤中心(1#楼)，微生物实验楼(2、3#楼，包括一个BSL-3级生物安全实验室)，理化实验楼(4、5#楼)及其他库房、设备用房等。将可能产生异味和污染性气体的理化和动物实验房设置在基地北侧下风向，办公及后勤保障用房设置在上风向。

(2)流线设计

实验室的平面设计，首先需要注意的就是工艺要求和交通流线合理性，尤其是实验人员和物品进出每个实验室功能单元的流线，做到洁污分流。除了平面分流之外，垂直交通方面也需要做到客货电梯分开、洁梯污梯分开。在本项目设计过程中，遵循了以下流线原则：

人流 : 由公共区域→办公区域→更衣室→普通实验室区域→低毒实验室区域→ 高度高感染性实验室区域 (受控区)。

物流 : 由样品接样区域→实验室辅助区域→普通实验室区域→低毒实验室区域→ 高度高感染性实验室区域 (受控区)。

污物 : 由高度高感染性实验室区域 (受控区) 或低毒实验室区域→污物通道→污物楼梯或电梯 (消毒且打包后)。

空气流 : 由清洁区域→半污染区域→污染区域 (受控区)(负压)。由洁净级别高的区域→洁净级别低的区域→非洁净区区域(正压)[7]。

各级流线系统事关实验室安全，应合理设计，正确安排，兼顾使用便利及安全，如图7所示。

图7 疾控中心实验室流线示意图

(3)平面设计

目前主流的CDC实验室平面形式，按进深尺寸来分大致有浅进深和深进深两种，按走廊形式分有中廊式和环廊式等，以及其他的一些组合派生形式等，如图8所示。

图8 中廊式和环廊式布局示意图

浅进深式是早期疾控实验楼经常采用的形式，单侧实验用房进深大致在6m或以下尺寸。这种形式的平面通风采光条件较好，分区明确，但也存在以下一些问题：①进深小造成走廊过长，对实验楼整体平面效率不利；②不利于某些结构比较复杂的实验室设备布局，如PCR、HIV、动物实验房等；③边台长度与设备空间过小，造成实验室总体利用率较低；④实验楼总长度过长，造成体型系数不佳，对节能不利。

目前各级新建疾控实验楼往往采用大进深布局模式，单侧实验用房进深多在7 m～8 m，这种大进深布局能很好地避免上述问题，提高平面效率。

中廊式布局，是指中央设置一条内廊，两侧实验用房的常规布局，此类布局的好处是，空间较为线性、功能明确、指示感强、两侧实验室用房均有较好的通风采光，对洁污物的流线组织也较为清晰。但是由于走廊较长，造成行走距离稍长。相对而言，环廊式(双走廊)将部分辅助房间设置在中间，一定程度上减少了走廊长度，但是带来的影响是：①走道面积较大，平面实际利用率反而下降；②中间用房通风采光条件较差，只能作为库房卫生间等辅助功能使用。

在归纳比较了以上几种平面布局的优劣以后，结合本项目的实际需求，在福建省疾控中心的实验室中，采用了中廊大进深式布局，实验室标准柱网为8.1 m×7.2 m的模块化布局，以标准化模块方式组织各类实验室布置，在平面的两个端头分别设置办公空间和洗消空间，分别设置洁污电梯和楼梯；中部设置标准实验单元，如图9所示。

图9 福建省疾控中心实验室平面示意图

这种布置方式的好处有：①有效利用了平面空间；②中部实验区域比较集中，可分可合，布置灵活；③结合福州的气候特征，最大程度避免内部暗房间的出现；④洁梯和污梯分别设置在两个端头，流线清晰；⑤卫生间、污洗间位置上下对应，利于管线布置。

(4)剖面设计

当今疾控实验室因为实验设备的需求，经常需配套大量体积巨大的设备和管线，而且考虑到远期实验室功能单元的发展调整，以及实验室设备的更新变化，因此通常会设置专门的设备夹层或设备吊顶，并在设备夹层集中布置各类管线，对下层实验室产生最少影响，如图10所示。

图10 实验室技术夹层示意图

在保证下层实验室2.8 m以上净高的前提下，技术夹层根据设备管线布置需要，一般也需要做到2.2 m层高，加上结构尺寸，因此福建省疾控中心实验室单层层高设计为5.6 m。另一种方式，是采用土建技术层，像广东省疾控中心，就直接在两层实验室之间设置了一个2.8 m层高的土建技术层。

(5)井道设计

各类实验室均有大量的通风柜，需要通过井道接至屋面，再经环保处理后高空排放。经梳理归纳各类实验室井道设置的不同方式，总体分为分散式和集中式两种类型，如图11所示。

分散式布局由于管井就近于实验设备布置，因此管线较短，排风效果好，但是井道数量多且分散，影响实验室平面布局的灵活性。集中式布局可以实现较好的平面灵活性，但是管线长度较长，排风效果不如分散式。

福建省疾控中心实验室的井道布局充分考虑了两者的优缺点，将实验区横向长度控制在较短的范围内，在平面的中段设置4个集中式井道，既实现了实验空间的灵活性，又保证了排风效果，如图11所示。

图11 井道常见布置[8]

3.5 形象设计及落成效果

整个院区建筑整体风格符合卫生防疫及科学实验的学术精神，形体简洁大方。各个单体在整体协调的基础上，体现自己的特色，具有很强的科研建筑性格。

整体建筑采用城楼的形象，传递疾控中心“预防”和“控制”的职能和精神。同时汲取福建传统建筑“门”的样式——外八形，围合出“埕”的开放空间。传递疾控中心守护整个城市健康理念，犹如一双守护城市公共卫生安全的双手，守护着城市健康。建筑整体舒展大气、自然，表达疾控中心昂扬向上，不断开拓进取的姿态。

立面设计遵循现代、简约、优雅的原则，色调明快、造型现代、强调品位。材质主要采用浅色干挂外墙板材、浅灰色玻璃、深咖色陶土板相结合的方式，在保证经济性的同时，还创造一个现代卫生防疫中心的新形象。

项目基本落成后，受到了各级领导的普遍好评，成为福州北三环上一组标志性建筑，如图12～图13所示。

图12 福建省疾控中心业务综合楼

4 项目总结与后评估

项目虽然基本落成，但是复盘整个设计过程，还是存在诸多需要总结之处，举例说明如下：

(1)造型风格

疾控中心作为科研性质为主的机构，从设计理念来说，建筑师本不愿将其处理成过于行政化的建筑造型风格。但是在方案多轮推敲和汇报过程当中，业主部门希望建筑能体现政府机构的庄严和大气，因此最终呈现出来的形象，并非建筑师的本意，好在总体效果尚可。

(2)BSL-3级实验室落位

该项目的BSL-3级实验室(生物安全三级实验室)设置于微生物实验室6楼，根据相关设计规范要求，本栋建筑的整体抗震设防等级需提高一度到甲类。因此，本栋建筑额外设计了隔震措施，增加了造价和施工难度。

更合理经济的做法应该是：把BSL-3级实验室独立设置成一栋建筑，这样既可控制甲类建筑的范围，又降低了实验室泄露造成的危害。

(3)材料选择

由于初设概算阶段造价控制的原因，本项目在外立面材料选择方面做了一定的妥协，实验楼主体均采用真石漆，由于施工质量不高，造成观感不佳，对完成度产生了负面影响。

5 结语

疾控中心作为一种较新、较冷门的建筑类型，在当前各类疫情背景下却又备受公众关注。由于可参考资料较少，在设计过程当中，只能通过对于同类建成案例的分析研究，以及对使用功能的充分解读和磨合，逐步推演出适合本项目的设计策略。

实际上，无论是何种级别的疾控中心，何种类型的平面布局，安全、高效、灵活都是建筑师追求的三个目标。其中安全是基础，高效是目标，灵活就是方向。未来实验室工艺发展必定日新月异，多样化、模块化和复合化一定是发展的趋势，需要持续追踪和探索。