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1、关于科研翦剑建筑设计规范的思考引言：科研实验建筑是一种承担科学实验研究功能的建筑物，可以为科学实验研究提供安全性高、稳定性强的环境，为多学科综合实验提供坚实的支撑。在相关规范表述中，科学实验建筑被定义为包括实验用房、公用设施、实验辅助用房等用房种类的从事科学研究工作以及实验工作的建筑。科研实验建筑根据其使用需求的不同可分为两类，第一类为专用实验室，这类实验室通常有恒温恒湿、防电磁干扰、防辐射、防振性能好、洁净无菌等使用需求，或者实验室配备了诸如电子显微镜等大型、精密的实验器材对实验室环境要求较高；第二类为通用实验室，这类实验室适用于多学科的以实验台规模进行经常性科学研究和实验工作的实验室。伴随
2、着经济社会的飞速发展，科技发展日新月异，传统的实验室环境已经不能很好的满足当下乃至未来一段时间内的科学研究工作的需求，并且在新的时代背景下，科学研究的发展也呈现出密集化、整体化的新趋势。因此，在科学研究和实验工作的新需求、新趋势的要求下，我们必须对科研实验建筑的设计进行深入思考，结合科研实验工作的实际以及对科技发展的合理预期，探索出符合发展需要以及现实需求的科研实验建筑设计规范，从而使建筑能够为科学研究和实验工作服务，提高大规模科研开发项目的组织协调的效率1。.科研实验建筑规划设计流程及策略1.l科研实验建筑规划设计流程概括来说，科研实验建筑的规划流程包含6大环节，分别为收集整理使用需求、实验
3、建筑建设目标的确定、实验建筑建设选址、项目可行性论证、实验建筑建设方案设计、审核报批。这六大环节作为一个有机的整体共同保证了科研实验建筑的规划、设计的科学性、有效性，为科研实验建筑的顺利建设以及投入使用之后使用需求的满足打下坚实的基础。此外，随着建筑行业的发展，新的建筑规划理念在实践中得到了充分的应用和发展，一座科研实验建筑优秀与否不仅需要满足现阶段科研实验团队的实验需求，更重要的在于科研实验建筑能否为未来的科研发展提供充足的拓展空间，从而兼顾未来的科研实验使用需求2。因此，在科研实验建筑规划设计的初始阶段，建筑设计人员需要深入学科实验实际，与科研工作人员进行充分的交流，了解建筑使用者的使用需
4、求，并结合学科实验要求进行综合分析，在整体规划范围之内进行建筑项目选址，建筑设计人员进行方案涉及的过程中需要充分考虑并遵循实验工艺流程，对实验室需要配备的实验装置了然于心，确保科研实验建筑设计能够满足实验安全管理要求。在进行科研实验建筑规划设计时，需要对实验废弃物的存储、处理、转运进行统筹考虑，提高科研实验建筑废弃物智能化管理和绿色处理能力，实现科研实验建筑的可持续发展。在科研实验建筑的规划设计过程中，以打造使用便利性高、功能及配套设施完善、维护管理水平现代化为主线，破除传统实验室设计中存在的区块壁垒严重的弊端，以科学合理的科研实验建筑设计促进科研人员交流，推动合作与创新。1.2科研实验建筑设
5、计策略现代科研实验建筑是具有实用功能的大楼,其创意设计最重要的目的是适应科研工作者的工作特点。这类建筑设计不同于地标式建筑设计。所以通常不要求将“地标性”或喙征性”当作建筑设计的重点,更多的是采用“理性设计”的建筑理念,即重视环境与功能的分析以及重视文化与理念的探求。环境是指建筑物所在区域的周边自然环境,建筑物必须与之协调发展、和睦共存。科研类建筑物通常设在工业园区或高校等特定环境中,在建筑总体布局方面需要特别重视周围原有的自然环境,例如:建筑总图关系、轴线关系以及建筑物的整体形态和色调都应当与周边建筑物和环境和谐统一、不突兀。在功能用途方面，由于科研人员是科研建筑的最主要使用者,所以最主要的
6、功能房间是供科学实验所使用的实验室、科研办公研究室及辅助用房。其次,是促进各领域的科研工作者沟通交流、学习和协作的空间。现代科研实验建筑本身的特点一是用于科研的技术与创新，其形象应包容高新技术的特征，二是体现环境与文化建筑的内涵。科研建筑一般位于科技园区或高校校园内.所以应该根据建筑所处的环境,设计时应体现并尊重环境的文化氛围等。建筑设计应体现现代建筑的简洁实用，运用新的建筑技术，提供能够满足使用者要求的良好物质基础与设施条件.创造良好的物质环境空间，如:合理的分区与布局、先进的技术设施、人性化的空间及令人愉悦的氛围等。现代科研建筑是提供现代科学研究的物质空间和设施基础，其中实验室部分是科研建
7、筑的核心。如何保证科研建筑的合理、高效、适用、节能环保是技术设计阶段主要解决的问题。现代科研实验建筑设计除了具有一般办公建筑的共性，还具有如下的特点:灵活的实验空间设计、复杂的技术设计和人性化设计、绿色建筑设计。1 .科研实验建筑规划设计思考1.1 建设选址科学集约，充分利用当地有利因素科学合理的用地选择是科研实验建筑设计极其重要的基础所在。科研实验建筑选址时必须满足当地城市规划和区域规划的需要,应利用已有地形地貌,构筑环境良好、配套设施完善的建筑群。科研实验的污废物排放主要是指科研实验产生的废气、废液、固体废弃物的排放。在建筑设计之初就要根据建筑所排放的污废物成分进行分析，并采取相应的处理方
8、式。在科研实验建筑的规划工作中首要考虑是建筑选址的风向问题，由于在实验过程中会产生实验废气，因此在建筑规划工作中需要深入考察建筑选址的风向问题，为处理后实验废气的安全排放打下基础。在科研实验建筑中进行实验工作，产生的实验废水一旦反生泄露会对外界环境产生严重影响，应统一规划,安全专门的废水存储设施和处理设施，并且预留好转运通道,最大程度的避免废水泄露。处理后的实验废水可以进行回收利用，科学实验建筑也应该配备专用的排水管道用于处理后的废水排放，避免与周边居民区共用同一个排水系统。在进行科研实验建筑设计时也需要全面考虑建筑所在区域的功能利用、通风、供水条件等,并预留未来的开发用地3。2.2合理设置平
9、面布局和实验工艺流线在对科研实验建筑的实验室进行设计时,可以对实验室的布局进行符合实际情况的空间安排，例如，将实验室的空间按照使用需求和功能的不同划分为多个实验区，使实验室内部的布局各自独立又相辅相成。实验室的平面布置应当符合科学易用特点,配备相应的实验设备。科学规划实验室和科研实验建筑整体的动线，将人流与物流动线相互分离，避免实验品或实验试剂等可能产生人身安全危害与环境污染的物品流动动线与人流动线相重合，降低碰擦产生污染等问题发生的可能。为了实现上述的设计目标，在科研实验建筑的设计工作中可以从以下几个方面进行。有洁净要求的实验室的平面布局应该按照由洁至污的次序进行设计，且实验室的整体布局需要
10、与实验室的整体流线相吻合。为了满足实验室的洁净要求，可以将科研办公区与实验区相互分离独立设置。科研办公室可以安排在在靠近建筑景观条件较良好的一侧,并与实验室相对隔离,既防止了与其他研究区域产生互扰,保证了科研办公室的相对安全,也便于与其研究区域形成高效紧密的联系，也满足了实验室洁污分离的要求4O设置大空间通用实验区，可由数个建筑面积较小的实验模块组成，可服务于小团队或大型研究团队。分区域设置特殊实验室。可以在科研实验建筑不同楼层的相同区域设计用于集中放置重型设备的场所，使在建筑物中工作的科研人员都可以就近、方便的使用到最先进的实验设备。污染较大的化学实验室及异味实验室可以安排在顶楼，便于排风管
11、道的设置。危险性较大的实验室单独设置在楼层角落，四周有墙体物理隔断。多数洁净室可以设置在建筑内侧及北侧，确保通用实验室获得更多自然采光5。2. 3实验室模块化配置力求灵活可变在进行科研实验建筑设计工作时，设计人员需要充分了解各个实验室所涉及学科的实验需求，按照学科类别的不同以及污染程度的高低对实验室进行模块化布置。例如，在对化学实验室的设计中主要采取了普通实验室配以辅助实验室和配套空间的设计方式,以最大程度满足应用要求,同时根据空气污染程度的不同，在科研实验建筑的化学实验室与普通实验室之间分别根据高、中、低污染实验类型,配套以不同规模的通风设备与新风设备,实现了模块化配置，根据科研实验建筑通风
12、的特性，在建筑构造细部设计上需要考虑相应的构造特点。例如:实验室通风柜、药品柜常年处于排风状态，实验室处于负压环境；气瓶间是用于储存实验气体的空间，由于储存危险气体浓度宜超标，因此常设计为开敞阳台或封闭阳台增加外窗排气设施。另外,还配备有专业实验区,主要用以集中布置特殊设备，并分别配备了专用区域的中央空调设备,以适应特定设备的散热、降温等条件。辅助实验区则主要用来规整实验区的设施,并按照专业要求实行了多样化选择6。在传统的实验室设计中，实验室的供电及给排水管道均采取埋设于地面之下的设计思路，一旦在实验室建成之后需要进行设施改造工作时，实验室原有的管道就面临着废除不用的局面，新管道的铺设又需要重
13、新挖开地面进行埋设,这不仅造成了一定程度的资源及资金浪费且改建工作的工期也普便较长。因此，在新的科研实验建筑的规划设计中对科研实验室的给水方式、强弱电管路布设均采取功能柱与上部连接的方法,这样的管道架设方法既有利于在发生故障之后进行管路的检修及时恢复实验室正常工作秩序，减少实验损失,并且在后期开展实验室改建以及增加实验装置时也能解决相应的供水、排水、供电要求。而模块型布局结合灵活多样的供给体系使实验室具有了灵活可变性,便于其在后期改建更新时重新组合供水系统和实验台设备。2.4实验室规划重视科技创新科研实验的宗旨是通过实践进行创新，因此在科研实验建筑的规划设计中也要秉持创新理念开展设计工作，力求
14、突出创新和科学,以形成富有设计感、卫生安全、节能环保、人性化、智能化的实验室环境,让建筑使用者在踏入科研实验建筑的一瞬间,就可以体会到一个全新的科学感受7。科研实验建筑的设计工作也要在高度的人文关怀理念的指导下进行，在建筑设计中不仅需要考虑到建筑美学，更要在设计中体现出人文关怀，这就要求建筑设计人员结合实际，切近科研实验工作，寻找科研实验建筑中建筑美学与人文关怀的联系，并且这两者有机结合起来。科研实验建筑在设计中,要以满足实验使用需求为最基本的前提,以此为基础在设计上强调设计美感,最大程度突出设计的现代风格,并充分利用建筑的各个位置,设计嵌入式社交场所8。在大楼内部结构,设计多样的会议与互动空
15、间,包括中庭、通道区、道路流线、研究区、可通达的实验室空间等,创造出富有向心力和活力的交流氛围。科研实验建筑的现代化、科技化已经成为当前科研实验建筑发展潮流和必然趋势,建设现代化的实验室将能为广大科学工作者创造优越的科研工作环境,并助力于培育先进的科技人才、生产前沿的科学成果。科研实验建筑的智慧管理体系的构建可以从以下几个方面实施，其一，智能化实验室管理,如实验室入口身份认证系统、物品存放柜智能识别系统等；其二，自动化的建筑环境监测及报警系统，通过布置多种传感器实现全天候自动化建筑环境监测以及及时预警；其三,实验室通风控制系统,包含互相联动、可自动预警的实验室空调系统、新风系统、废气排放及处理
16、系统。设备领先、自主智能化的实验室及楼宇管理系统,将有效助力于实验室的智能管理，提升科研实验建筑的智能化水平，更好的服务于科研试验工作。2.5注重实验室安全环保措施在科研实验建筑的设计中，为建筑使用人员和科研工作者创设一个安全、卫生、洁净的实验环境是建筑设计人员关注的重点，也是建筑设计工作的重要目标之一。科研实验建筑需要满足应急撤离设备的建筑强制规定,并且还需要针对实验室配备适当的环境监测感应装置,如化学烟雾检测仪。为实验室配置实验通风装置、气体灭火装置、通风试剂柜、灭火器、消防毯等安全设备。根据实验规范配备应急喷淋设施,以保证科研工作人员在突发情况下可以就近进行处置,使实验的损失减少至最少9
17、。实验通风装置主要由通风管道装置和通风末端装置等构成。实验通风设计是实验室规划设计的重要基础。按照实验室内通风装置的规模和风量配置补风设备,以保证实验室内空气质量。在实验室配备一定规模的通风型试剂柜，对危险程度不用的实验用品和试剂进行分别存放，避免发生意外。仪器柜必须符合较高的防火性能,对易燃、容脆、易挥发、高危险化学试剂应当严格分类放置,并保持全天候小风量抽排风,以降低化学试品挥发给实验室内部环境所带来的影响危害。2.6体现绿色可持续发展理念建设资源节约型、环境友好型科研实验建筑是规划设计阶段的主要考量因素。对此,在实际的科研实验建筑设计工作中，从设计思想、建设选材、科学要求、设施装备选型的
18、角度出发,遵循环境影响少、能源消耗小的原则进行了完善实验室的配套建设。从建筑空调选择、材料选用、空间布局、光伏发电、雨水回用体系等系统的设计均可以实现建设绿色节能的科研实验建筑。结语：综上所述，科研实验建筑的设计不仅需要对建筑的使用功能和使用需求进行充分、全面的分析、研究和掌握,还需要将建筑的美学设计同人文关怀结合起来，为科研人员创设一个功能完备、环境舒适的科研实验空间，并且在科研实验建筑的设计中需要时刻关注建筑的安全设计，确保建筑投入科研使用后的安全性，还需要在设计过程中秉持绿色节能、可持续发展理念进行环境友好型、资源节约型科研实验建筑的设计，这些在建筑设计中需要关注的方面共同构成了科研实验建筑设计工作的复杂性，因此设计人员需要在科研实验建筑设计中遵循设计规范、尊重科学，为科技创新和科研队伍建设提供有力支撑。
