實(shí)驗(yàn)室空間按照標(biāo)準(zhǔn)單元/模塊設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)單元是基本的空間模塊，可通過組合形成特定的實(shí)驗(yàn)室用房。 　　

　　一、模數(shù)化設(shè)計(jì) 

　　模數(shù)化的單元分隔的組織法原理非常簡單直接的將建筑方式與大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系了起來，開放，協(xié)調(diào)，高效和規(guī)律的方式來組織空間，最終帶來了建筑的逐步的進(jìn)化，發(fā)展和變革。而模數(shù)化原則在一定時(shí)間內(nèi)被建筑師奉為是現(xiàn)代建筑必須的組織條例，視覺定理和變形法則，成為了現(xiàn)代建筑標(biāo)志性的體現(xiàn)之一。而模數(shù)化設(shè)計(jì)，在數(shù)字化的今天，得到了有效的應(yīng)用。 

　　比如，貝聿銘大師的中國銀行總部，最基本的模數(shù)源于軸網(wǎng)6900毫米的尺寸，層高是1/2軸網(wǎng)尺寸，3450毫米?；据S網(wǎng)與層高的1/6為分別立面坐標(biāo)上的每一塊石材的尺寸，1150X575毫米，石材長寬是2:1的比例。建筑門高2300，是石材長邊的2倍，同時(shí)也是理想的門高。模數(shù)化設(shè)計(jì)帶來的好處就是規(guī)整，沒有半塊的磚，也沒有模數(shù)不合咬合不上的尺寸，大大方便了施工。 

　　然而，建筑的多樣性，地域性，豐富的文化歷史內(nèi)涵，賦予了不同建筑單體之間不同的特質(zhì)，不可能，也不現(xiàn)實(shí)所有的建筑都用模數(shù)化設(shè)計(jì)，那么，具有諸多優(yōu)點(diǎn)的模數(shù)化設(shè)計(jì)，具體用在哪類項(xiàng)目中更合適呢？ 

　　二、實(shí)驗(yàn)室建筑的特點(diǎn) 

　　實(shí)驗(yàn)室建筑的核心：通用實(shí)驗(yàn)室，專用實(shí)驗(yàn)室，濕實(shí)驗(yàn)室，潔凈室。具備一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是根據(jù)不同類型的實(shí)驗(yàn)確定實(shí)驗(yàn)臺(tái)的尺寸，確定一個(gè)實(shí)驗(yàn)單元的尺寸，進(jìn)而確定實(shí)驗(yàn)室的尺寸。而不同的實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)工藝流線，進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，最終形成獨(dú)立，而又有效連接的實(shí)驗(yàn)室建筑。專用實(shí)驗(yàn)室包括最敏感的精密測(cè)量實(shí)驗(yàn)室和高精度實(shí)驗(yàn)室，消聲室和高大空間實(shí)驗(yàn)室，生物安全實(shí)驗(yàn)室，這些房間是技術(shù)水平要求最高的部分。濕式實(shí)驗(yàn)室是生物和化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，可從事濕作業(yè)，并配備通風(fēng)柜及負(fù)壓。因?yàn)橐紤]很多服務(wù)設(shè)施以及通風(fēng)柜，濕式實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)也較為復(fù)雜。潔凈室包括隧道式潔凈間和服務(wù)于潔凈間的機(jī)房。潔凈間的技術(shù)要求也較高。 

　　辦公及會(huì)議用房為非技術(shù)性房間，實(shí)驗(yàn)室研究支持用房包括為專用實(shí)驗(yàn)室、潔凈室和濕實(shí)驗(yàn)室提供服務(wù)的空間，一個(gè)大的綜合各類服務(wù)的支持用房就是連接大部分實(shí)驗(yàn)室的服務(wù)走廊。其他空間還包括氣體和化學(xué)用房，庫房，供應(yīng)用房和車間。 

　　三、實(shí)驗(yàn)室建筑采用模數(shù)化設(shè)計(jì)的必要性和可行性 

　　由于實(shí)驗(yàn)單元的存在，對(duì)實(shí)驗(yàn)建筑提出了一種理性組合的可能。使用實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃模式，能提供一種常見的實(shí)驗(yàn)單元以適應(yīng)所有的實(shí)驗(yàn)室要求。這種模式可以提供可改造的能夠適應(yīng)各種需求的實(shí)驗(yàn)空間。由于它還能提供規(guī)整的，模塊化的機(jī)電，結(jié)構(gòu)布置方案，包括，空調(diào)，排風(fēng)，試驗(yàn)設(shè)備和電力等。 

　　在實(shí)驗(yàn)室中，寬走道提供了雙重可能性，一種是大設(shè)備的移動(dòng)，比如震動(dòng)桌，另一種是員工之間的交流。同時(shí)，這些走道還能夠成為疏散通道。走道的上端同時(shí)提供了安裝設(shè)備管線的空間。 

　　科研建筑實(shí)驗(yàn)室需要很高檔的內(nèi)部環(huán)境控制，比如溫度，濕度和潔凈度。這個(gè)概念設(shè)計(jì)包含了設(shè)備機(jī)房的布置，在夾層里或者在地板夾層里。同時(shí)還要考慮需要最大程度的降低震動(dòng)，噪音，電磁干擾等，影響實(shí)驗(yàn)室的一些污染。 

　　通過分配面板，電力將被合適的分配到各個(gè)實(shí)驗(yàn)室模塊，分配面板將設(shè)置在服務(wù)走道上。這種布置在修繕時(shí)將會(huì)使某一個(gè)實(shí)驗(yàn)室很容易的從其他實(shí)驗(yàn)室隔離出來，避免了不必要的對(duì)其他實(shí)驗(yàn)室的干擾。 

　　實(shí)驗(yàn)室裝備將被分布到每個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，這個(gè)被稱作是Space Criteria Matrix（空間標(biāo)準(zhǔn)表格）。一般的實(shí)驗(yàn)室裝備將包括：空氣干燥機(jī)、實(shí)驗(yàn)室真空設(shè)備、液態(tài)氮、設(shè)備冷卻水、工業(yè)熱水，冷水、試劑用水、實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)。建筑物里的每個(gè)管道系統(tǒng)都有進(jìn)水點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)備連接通風(fēng)櫥，真空泵，熱源和其他類似的設(shè)備，并預(yù)留煤氣管道的空間。另外，真空系統(tǒng)和去離子水將在清洗室設(shè)置。而煤氣設(shè)施如果在清洗室設(shè)置將會(huì)變的很危險(xiǎn)。煤氣室將會(huì)和化學(xué)儲(chǔ)存室一起單獨(dú)布置。實(shí)驗(yàn)室里面的頂部服務(wù)會(huì)將電等設(shè)備送到實(shí)驗(yàn)室的中央。特別是光學(xué)，震動(dòng)著，實(shí)驗(yàn)臺(tái)或者樣品桌。 

　　對(duì)微米，納米級(jí)別的潔凈室來說，空間的靈活性是這種空間的核心要求，在潔凈室里，會(huì)有不同的科研項(xiàng)目，包括微米單晶硅技術(shù)，復(fù)合半導(dǎo)體技術(shù)，納米材料技術(shù)和今后有可能發(fā)展的技術(shù)。 

　　四、實(shí)驗(yàn)室建筑采用模數(shù)化設(shè)計(jì)的實(shí)例 

　　以北京某國家級(jí)實(shí)驗(yàn)室建筑為例進(jìn)行分析。此建筑是建國初期興建的老院由于技術(shù)更新，功能需求增大而在北京昌平區(qū)新建的新址。由于大量超精密計(jì)量儀器的需要，地理環(huán)境要求安靜，無過大的交通干擾和噪音擾動(dòng)。地塊東側(cè)為一片龍形山脈，坡度15%，場(chǎng)地由東坡向西，現(xiàn)狀地形為一片枝葉繁茂的林區(qū)，有兩條天然形成的溪流作為場(chǎng)地地表排水，環(huán)境十分幽靜，建筑限高9米。 

　　根據(jù)地形地貌，設(shè)計(jì)采用山地建筑設(shè)計(jì)手法，利用地形，設(shè)計(jì)退坡的二層實(shí)驗(yàn)樓。并分為三個(gè)區(qū)，其中一區(qū)含有的精密的器械和工藝對(duì)周圍的環(huán)境的震動(dòng)、噪音、電磁干擾以及無線電頻率干擾都非常敏感，把精密測(cè)量和高精實(shí)驗(yàn)室切近山腰。這樣一方面可以改善建筑的振動(dòng)效果，另一方面還有助于保證園區(qū)的建筑地上高度不超過9米。還有一個(gè)好處是可以通過卸貨平臺(tái)進(jìn)入到每個(gè)建筑不同的樓層，節(jié)省貨梯。這樣不僅可以節(jié)省資金還可以避免振動(dòng)源放在敏感實(shí)驗(yàn)室邊上。 

　　二區(qū)含有消聲室和高大空間實(shí)驗(yàn)室。設(shè)置二區(qū)的工作人員和訪客的入口位于場(chǎng)地東側(cè)的現(xiàn)狀道路上。 

　　三區(qū)為生物安全實(shí)驗(yàn)室，設(shè)置工作人員和訪客入口位于西北角，在主入口對(duì)面。主要是常規(guī)的生物和化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。這些實(shí)驗(yàn)室往往有較多的實(shí)驗(yàn)臺(tái)用于供儀器以及供科研人員使用，所以更適合較長的，狹窄的實(shí)驗(yàn)室模塊。 

　　下面分區(qū)介紹一下設(shè)計(jì)采用的實(shí)驗(yàn)室模塊。 

　　1、一區(qū)實(shí)驗(yàn)室 

　　模塊設(shè)計(jì)為3.6米×7.8米，面積為28平方米。可根據(jù)各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需求靈活組合。一區(qū)實(shí)驗(yàn)室包括了服務(wù)通道，服務(wù)通道為設(shè)施的分布以及物資和設(shè)備的運(yùn)輸提供了方便，并且隔離了保障實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行的儀器產(chǎn)生的熱量和噪聲。這種通用模塊的設(shè)計(jì)可以充分滿足各類儀器的需求，大型的儀器可以占用兩個(gè)或者三個(gè)模塊，而且前排的人員通道和后排的儀器及公用設(shè)施的服務(wù)通道是分離的。 

　　2、二區(qū)實(shí)驗(yàn)室 

　　二區(qū)實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃是一些大空間的實(shí)驗(yàn)室，涵蓋高度為10m能測(cè)扭矩為20kN?m的實(shí)驗(yàn)室、高度為8m測(cè)力為20MN的實(shí)驗(yàn)室、凈高14m大空間實(shí)驗(yàn)室。 

　　便利的通道和高大空間都是為了大型儀器、重型裝載和專業(yè)的防護(hù)。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室模塊為9米×18米，整合小的模塊可以靈活的滿足更多研究空間的需求。該建筑物只有一層，所以可以實(shí)現(xiàn)9米的結(jié)構(gòu)跨度，因?yàn)橹皇浅惺芰宋蓓數(shù)妮d荷。此建筑無需要起重機(jī)，設(shè)計(jì)輔助的結(jié)構(gòu)可以負(fù)載更重的載荷。 

　　3、三區(qū)實(shí)驗(yàn)室 

　　三區(qū)實(shí)驗(yàn)室涵蓋生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、3級(jí)安全生物實(shí)驗(yàn)室，其模塊設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)有效的9.9米×3.3米的方案，所以模塊面積為33平方米。實(shí)驗(yàn)室空間同樣輔助有服務(wù)通道，為輔助設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室設(shè)施以及配電提供了便利。這種窄的實(shí)驗(yàn)室模塊很適合在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行的研究，整合兩個(gè)或者三個(gè)模塊可以為大型儀器提供足夠的空間。3.3米的寬度可以提供兩邊760mm的工作臺(tái)面，剩余1500mm的主通道用于保障安全。通常，這種實(shí)驗(yàn)室的后部為危險(xiǎn)品區(qū)域，比如通風(fēng)柜和化學(xué)處理，安全的區(qū)域位于實(shí)驗(yàn)室前部。 

　　圖3 三區(qū)實(shí)驗(yàn)室模塊 

　　在此項(xiàng)目中設(shè)計(jì)了靈活的實(shí)驗(yàn)室模塊。為所有類型的實(shí)驗(yàn)室做了通用設(shè)計(jì)。這種通用的模塊提供了可重構(gòu)的研究空間可以滿足不同的科研空間需求。同時(shí)還提供了一個(gè)有序正常的實(shí)驗(yàn)室模塊布局，擁有各種公用基礎(chǔ)設(shè)施，包括空調(diào)，排氣，實(shí)驗(yàn)室設(shè)施和電源。 

　　結(jié)語：總而言之，實(shí)驗(yàn)室通用模塊是基于研究需求而最終確定的，通用模塊的重復(fù)使用必需靈活。可調(diào)節(jié)的環(huán)境條件使得建筑物非常靈活，但是在任意區(qū)域滿足任何需求的過度設(shè)計(jì)是完全沒有必要的。許多專用的實(shí)驗(yàn)室可以滿足特殊儀器的科研需求。 模塊化設(shè)計(jì)帶來不僅僅是設(shè)計(jì)的理性和有序性，也同時(shí)帶來經(jīng)濟(jì)性和簡化施工。在實(shí)驗(yàn)室建筑中，十分適用，值得推廣。