高等學(xué)校實驗室建設(shè)模式的探索與實踐

徐 茵

(中國電力工程顧問集團公司,北京 100120)

隨著高等學(xué)校管理體制改革的深化,高等教育的市場化、產(chǎn)業(yè)化和經(jīng)濟一體化趨勢越來越明顯,對教育的投入與產(chǎn)出必然提出產(chǎn)權(quán)、資本、效益的要求.我國加入WTO,實驗室建設(shè)逐步與國際接軌.為此,學(xué)校根據(jù)未來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢,結(jié)合吉林大學(xué)的優(yōu)勢和基礎(chǔ),從更高的起點加強實驗室的建設(shè).實驗室是高校人才培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)、科學(xué)研究以及社會服務(wù)的基地,正如蔣南翔先生提出的“沒有一流的實驗室,就沒有一流的大學(xué)”,高景德院士所說的“實驗室是一所大學(xué)精神、文化、學(xué)術(shù)水平凝聚最有特色的地方,也是學(xué)校水平最主要的標志”[1].

實驗室建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及的因素很多.其中,實驗室的設(shè)計理念是最為復(fù)雜和最深層次的關(guān)鍵因素.因此,要通過推進實驗室建設(shè)理念的創(chuàng)新,為學(xué)校重點實驗室的建設(shè)奠定基礎(chǔ).

1 傳統(tǒng)實驗室模式存在的弊端

在計劃經(jīng)濟時代,高校的實驗室模式越來越不能適應(yīng)新形式的要求,主要存在以下問題:① 按教研室設(shè)置的實驗室模式規(guī)模小,功能單一,學(xué)時數(shù)少;② 相近專業(yè)實驗室重復(fù)建設(shè),設(shè)備利用率低,實驗內(nèi)容重復(fù)較多,實驗消耗材料浪費大;③ 實驗室小而不全,實驗技術(shù)力量分散,相近專業(yè)實驗室之間實驗技術(shù)人員和儀器設(shè)備無法交流,人、財、物形不成合力,很難體現(xiàn)出實驗室教學(xué)及研究的整體優(yōu)勢;第四,封閉管理的實驗室不利與學(xué)生綜合實踐能力的培養(yǎng)及實驗技術(shù)人員業(yè)務(wù)水平的提高.因此,必須深化實驗室設(shè)計理念,使之適應(yīng)21世紀社會經(jīng)濟發(fā)展的要求,是高等學(xué)校面臨的重大課題[2].

2 新形式下高等學(xué)校實驗室建設(shè)的設(shè)計理念

構(gòu)建總體布局合理、多層次、多功能、高水平、高效益、開放式的 實驗體系,是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才、提高教育質(zhì)量和科技水平的重要的條件保證[3].在吉林大學(xué)無機合成與超分子結(jié)構(gòu)重點實驗室設(shè)計項目建筑設(shè)計中,學(xué)校致力于一種可持續(xù)發(fā)展的實驗室設(shè)計的全新模式.它意味著使實驗室建筑不僅充分滿足當今社會及科技文明的需要,也將完全符合未來的發(fā)展趨勢.這一模式的提出基于以下幾點關(guān)鍵因素:

(1) 創(chuàng)造團隊科研及其互動行為的載體——“社會性建筑”;

(2) 在“開放式實驗室”及“獨立式實驗室”中尋求平衡;

(3) 空間的可變性及靈活性;

(4) 建筑的技術(shù)性.

而在此設(shè)計模式中,空間的靈活性則成為建筑師和使用者共同關(guān)注的焦點.雖然這一直是實驗室設(shè)計中的主要考慮因素,但在科學(xué)研究高速動態(tài)化發(fā)展的今天,隨著對科教建筑的靈活適應(yīng)性要求不斷提升,其重要性則更為突顯.從建筑學(xué)的層面上,要求我們力圖以幾個方面詮釋這一概念——建筑的可擴建性、易于重新配置性及多功能性[4].

除此之外,“靈活性”還體現(xiàn)在建筑的其它領(lǐng)域.例如在機電方面,送排風(fēng)系統(tǒng),供水、供電、聲像數(shù)據(jù)系統(tǒng)、天然氣供給、真空系統(tǒng)以及排氣柜的靈活增減等都尤為重要.在結(jié)構(gòu)上,可靈活連接及拆分的墻體與天花體系,便于實驗設(shè)備的快速安裝連接.

3 新理念下的設(shè)計策略

要求建筑以多種具體的設(shè)計策略回應(yīng)這一設(shè)計理念.

3.1 建立標準化實驗室體系

標準化實驗室意味著大部分實驗室面積相同(60 m2及90 m2)、基本機電設(shè)備及裝置配備相同.這有利于在空間使用者、研究科目及未來多種科研同期操作主體不甚明確的條件下,合理組織布局.同時,它也保證了任何一個科研團隊或個體在基本要求上的一致性.而標準化實驗室必須具備的最佳條件為:功能靈活的固定家具、易于設(shè)備安裝檢修及機電設(shè)備的更新.

3.2 使用可移動的實驗室家具裝備

科技的發(fā)展使更多的科研過程趨于自動化.因此,當今的實驗室設(shè)計必須易于設(shè)備的不斷更新,如在該項目的設(shè)計中建筑師在電腦的安放上就有多種形式的移動家具設(shè)計.

3.3 自然光的運用

對自然光的最大利用是用可持續(xù)發(fā)展建筑設(shè)計中的重要內(nèi)容.它不僅有利于建筑節(jié)能,同時與提高空間舒適性的和生產(chǎn)效率密切相關(guān).要求建筑師在大部分的實驗室和公共空間中充分演繹了自然光對空間的塑造力.行走于建筑之中,氣候之變化、旦夕之交替即在眼前；與此同時,自然光也成為建筑的主要日間光照來源.

3.4 融教學(xué)功能與實驗室功能于一體

越來越多的科研機構(gòu)將這兩大功能空間緊密結(jié)合，從而深化教學(xué)并增進師生之間的交流與探討.而從建筑學(xué)的角度來分析，兩者的最大不同則是體現(xiàn)在空間平面的配置上以及所需的不同裝備上.故在該項目設(shè)計中,要求建筑師力圖通過更為靈活彈性化的設(shè)計使空間適應(yīng)不同功能及實用要求,以平衡并弱化兩者的差異.這“共生式”的實驗室設(shè)計策略來源于:

(1) 便于各層次的學(xué)生了解當今的科研技術(shù)發(fā)展；

(2) 良好的交流空間可激發(fā)所有教師、研究生和在校大學(xué)生之間的信息互動；

(3) 帶有基本配置的標準化實驗室便于迅速而經(jīng)濟地更新；

(4) 可共享一般及特殊的設(shè)備資源；

(5) 一般設(shè)置設(shè)備可共享附屬設(shè)備用房,例如工具間、準備間等；

(6) 對空間及設(shè)備的充分利用而降低經(jīng)濟成本.

3.5 化學(xué)實驗室的專業(yè)設(shè)計

化學(xué)實驗室的專業(yè)設(shè)計要求建筑師從以下幾個方面著手對化學(xué)實驗室進行專業(yè)的設(shè)計:

(1) 平面及設(shè)備配置需適應(yīng)多種科研模式;

(2) 足夠的設(shè)備及儀器存放空間;

(3) 排氣柜沿墻布置而遠離實驗室入口;

(4) 沿主要走道安排文檔辦公區(qū)域.

綜合化學(xué)實驗室(有機和無機)中,每人平均需要3 m長的排氣柜.同時,還需要相鄰的準備區(qū)、儲藏區(qū)、設(shè)備區(qū)及化學(xué)品和實驗器具的存放區(qū).器材實驗室通常需要一些獨立的長柜以及供特殊器材使用的活動式搬運裝備.此外,化學(xué)實驗室對實驗用水、送氣管道及龐大的電力及數(shù)據(jù)設(shè)施都有較高的要求外,還必須為全新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng).化學(xué)實驗室及其輔助用房區(qū)域在功能上包括氣相色譜分析室、質(zhì)譜分析室以及核磁共振儀用房等.

4 結(jié)語

實驗室的建筑設(shè)計是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,通過對無機合成與超分子重點實驗室建筑設(shè)計,使我們感到設(shè)計理念至關(guān)重要的.若學(xué)校對實驗室設(shè)計沒有一個清醒的認識,那么對建筑師來說做這件事是很困難的,甚至無法溝通.建筑是一個服務(wù)性行業(yè),它不僅要對使用方負責,還要對歷史與時代負責,對歷史與文化負責.如同一位建筑師曾經(jīng)講過:“建筑師的激情越多,他就是越有可能脫離現(xiàn)代條件的制約,社會就越有可能拒絕接受一個真正具有活力的方案”.這就需要各方人員對設(shè)計方案理解要更加深刻與成熟,好作品將會得以實現(xiàn).

參 考 文 獻

[1] 劉鳳泰.深化教育改革 加強實驗建設(shè)和發(fā)展[J].實驗室研究與探索,2004(1):1-3.

[2] 羅 毅.多層次實驗室建設(shè)與管理[J].實驗室研究與探索,2005(12):24.

[3] 鄔克彬.校級重點實驗室管理體制芻議[J].實驗室研究與探索,2002(4):21.

[4] 吳國興.校內(nèi)實訓(xùn)基地建設(shè)程序和方法探索與實踐[J].實驗室研究與探索,2005,24(11):99-101.