高校生物醫(yī)藥類研發(fā)建筑設(shè)計探索

葉依謙，陳震宇，遲海鵬，代蘇義，王春鑫

1 高校生物醫(yī)藥類實驗室的核心問題與趨勢

高校中的研發(fā)建筑既是開展教學(xué)實驗、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的空間場所，又是支撐科學(xué)研究、實施科技創(chuàng)新的搖籃，具有多重屬性，生物醫(yī)藥類研發(fā)建筑是其中需求更為多樣、工藝條件更為復(fù)雜的一種類型。近年來，隨著我國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，多學(xué)科深度交叉融合和人工智能的廣泛應(yīng)用，與之密切相關(guān)的研發(fā)實驗室呈現(xiàn)出明顯的變化趨勢：

（1）實驗需求的多變性趨勢?？茖W(xué)研究是團(tuán)隊化的探索行為，科研方向、團(tuán)隊規(guī)模、技術(shù)路線都會隨著研究工作的深入而調(diào)整變化，新課題的加入，特別是跨學(xué)科課題的增加，使實驗需求和實驗方向的不確定性更為明顯。我國高校中的院系設(shè)置、科研體系、導(dǎo)師項目組等制度構(gòu)建與改革進(jìn)一步強(qiáng)化了這種趨勢。此外，生物醫(yī)藥實驗室的生物安全性與工藝復(fù)雜性的要求也更為突出。

（2）多學(xué)科的交叉融合趨勢。生物醫(yī)藥工程本身就是一門交叉學(xué)科，生物醫(yī)藥實驗室除滿足相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科的實驗需求外，更要面對前沿多學(xué)科和交叉學(xué)科研究需求的全新的挑戰(zhàn)。

（3）教學(xué)型實驗室與科研型實驗室的通用融合趨勢。教學(xué)型實驗室與科研型實驗室擔(dān)負(fù)著不同任務(wù)，其使用目的、空間形式、工藝配置條件均存在明顯差異。隨著我國高等教育不斷發(fā)展，教學(xué)實驗室與研究實驗室的界限逐步弱化，研究實驗室向本科生開放共享，以“開放式實驗平臺”的形式滿足學(xué)校不同層次的教育和科研需求。這種變化趨勢對實驗空間的靈活性提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。

1 哈工大（深圳）重點實驗室平面

[北航5號實驗樓和北區(qū)實驗樓]

建筑設(shè)計：北京市建筑設(shè)計研究有限公司

建筑面積：46,944.5m2，其中地上17,197.5m2，地下29,747m2

建筑高度：24m

建筑層數(shù)：地上5層，地下3層

實驗室類型：通用實驗室，醫(yī)學(xué)實驗室，醫(yī)工交叉實驗室，微納實驗室等

設(shè)計時間：2017-2018

竣工時間：2020

（4）既有實驗建筑的可持續(xù)升級改造。受限于建國以來國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和高校基建投資水平，高校中大量既有實驗室建筑功能單一落后、實驗工藝配置嚴(yán)重不足，嚴(yán)重制約科研工作發(fā)展，亟需改造升級。

2 設(shè)計策略與實踐

2.1 研發(fā)建筑的“模塊化”布局策略

2.1.1 以“模塊化”實現(xiàn)通用性與靈活性的統(tǒng)一

依據(jù)實驗建筑服務(wù)空間與被服務(wù)空間的基本邏輯，結(jié)合在此基礎(chǔ)上優(yōu)化實驗工藝管網(wǎng)系統(tǒng)的基本原理[1]，建筑布局應(yīng)明確劃分實驗區(qū)、實驗輔助區(qū)、人員區(qū)的功能模塊，形成針對不同建筑平面關(guān)系和實驗室工藝需求的“模塊化”組合模式。在此基礎(chǔ)上，實驗區(qū)形成相對獨立的功能分區(qū)，以大開間柱網(wǎng)形式，為實驗空間提供最大的空間通用性和使用靈活性。

實驗室的柱網(wǎng)跨度一般以3.3m 為模數(shù)，便于內(nèi)部實驗臺、通風(fēng)柜、落地設(shè)備的“模塊化”布置，使得空間組織更靈活、實驗流線更便捷，更好地滿足人體工程學(xué)的要求。實驗區(qū)應(yīng)優(yōu)先采用靈活開間和大進(jìn)深的布置方式，結(jié)合統(tǒng)一的管線空間和未來發(fā)展空間預(yù)留，在不進(jìn)行大規(guī)模改造的情況下實現(xiàn)實驗空間的功能轉(zhuǎn)化，如大開間實驗室與小型實驗單元靈活轉(zhuǎn)換、實驗區(qū)內(nèi)部調(diào)整功能區(qū)或功能模塊，為科研活動提供最大限度的靈活性。

哈工大（深圳）重點實驗室集群項目的標(biāo)準(zhǔn)層布置充分體現(xiàn)了這種“模塊化”的布局策略，左側(cè)D1 為人員核心筒，右側(cè)D2 為物流核心筒，中間區(qū)域全部為“模塊化”的實驗空間，為日常使用和空間劃分提供了最大便利性（圖1）。

北航5 號實驗樓和北區(qū)實驗樓項目（以下簡稱北航5 號實驗樓，北京市建筑設(shè)計研究有限公司設(shè)計）的平面布局是“模塊化”策略的另一種探索。項目位于北航學(xué)院路校區(qū)核心區(qū)，緊鄰歷史保護(hù)建筑，平面輪廓、尺寸、立面形式均受到嚴(yán)格限定（圖2-5）。標(biāo)準(zhǔn)層平面輪廓為“工字型”和中走廊形式，實驗區(qū)大開間靈活布置方式，為可持續(xù)使用和升級改造預(yù)留空間；機(jī)房與管道豎井形成工藝模塊，采用分散與集中相結(jié)合的靈活布置方式，適應(yīng)高校實驗室獨立使用的特征（圖6）。

2.1.2 “模塊化”的功能與空間組合模式

2 北航5號實驗樓外景

3 北航5號實驗樓夜景

4 北航5號實驗樓門廊細(xì)部

5 北航5號實驗樓近景

6 北航5號實驗樓標(biāo)準(zhǔn)層平面及功能分區(qū)

7 北航5號實驗樓地下一層實驗空間布局模式

8 北航5號實驗樓地下一層實驗空間布局模式

9 北航5號實驗樓地下一層實驗室“模塊 化”布局模式

10 北航5號實驗樓地下共享中庭

11 北航5號實驗樓地下實驗區(qū)走廊

12 北航5號實驗樓地下共享交流空間

在高校建設(shè)用地緊張的大背景下，建筑空間的集約化利用顯得至關(guān)重要，而“模塊化”的功能與空間組合是重要手段。研發(fā)建筑從水平延展的布局模式逐步向空間集成模式轉(zhuǎn)變，科研、教學(xué)、辦公、會議室等多種功能模塊按照豎向劃分集中于一棟建筑內(nèi)，實現(xiàn)高效集成成為一種必然選擇。此外，充分利用地下空間也是城市中心區(qū)高校建筑提高土地使用效率的重要途徑。

在北航5 號實驗樓項目中，設(shè)計團(tuán)隊探索了一種創(chuàng)新的實驗空間組合布局模式。項目包括教學(xué)實驗室、研發(fā)實驗室、公共交流空間等多種空間類型，涵蓋了生物醫(yī)學(xué)、醫(yī)工交叉、微納等多種方向，同時因規(guī)劃條件限制面臨地下建筑面積遠(yuǎn)大于地上面積的挑戰(zhàn)。設(shè)計采取功能模塊和工藝模塊結(jié)合的空間組合模式，地上空間充分利用采光通風(fēng)的優(yōu)勢安排教室、教學(xué)實驗室；地下空間利用大進(jìn)深、大荷載、大層高的特點安排研發(fā)實驗室，并根據(jù)平面的布置區(qū)位、通風(fēng)條件、人防要求等因素劃分實驗方向的功能分區(qū)，形成了分區(qū)合理的實驗空間序列（圖7、8）。地下實驗空間平面尺寸約110m×100m，地下總面積達(dá)29,747m2。如何提供高品質(zhì)和高舒適性的實驗空間是項目面對的挑戰(zhàn)。為此，地下空間巧妙插入了1 個共享中庭和5 組線性窗井，80%的地下使用空間引入自然采光，為學(xué)校科研人員提供了與地上實驗空間相似的使用品質(zhì)和使用體驗。與此同時，通過均勻分布4 組標(biāo)準(zhǔn)化的實驗輔助空間，實驗室區(qū)域連續(xù)完整，實驗工藝管道路徑便捷，從而令實驗室空間獲得最大限度的靈活性（圖9）。

2.2 空間融合與共享交流的設(shè)計策略

基于研發(fā)建筑高度功能化、技術(shù)化的特點和以科研人員高效舒適使用為核心的本質(zhì)屬性，決定了設(shè)計必須將人性化與使用者體驗作為設(shè)計的最高目標(biāo)。在學(xué)科交叉融合的大趨勢下，共享空間和交流空間成為研發(fā)建筑的一種設(shè)計趨勢。在高校的研發(fā)建筑中，融合與共享空間不僅可以提升使用效率和空間感受，還可以打破院系和學(xué)科之間的壁壘，為教師、學(xué)者、學(xué)生之間的非正式交流提供更多機(jī)會和可能性。共享交流空間應(yīng)強(qiáng)調(diào)與主交通動線、空間組織有機(jī)結(jié)合，多層級與均質(zhì)化分布、適宜而非過大的空間尺度都更加符合高校研發(fā)建筑的使用特質(zhì)。

在北航5 號實驗樓項目中，充分體現(xiàn)了在有限空間內(nèi)設(shè)置多層次的共享交流空間以強(qiáng)化共享交流的重要性。在地下實驗空間，嵌入3 層通高的共享中庭，圍繞周邊的是主電梯廳、共享大廳、報告廳與共享交流區(qū)、公共實驗平臺，形成了整個地下空間集交通組織、共享交流、共享實驗的核心公共空間；地上部分則結(jié)合工字型平面的連接體部分設(shè)置小型共享交流空間，便于師生與科學(xué)家隨時隨地進(jìn)行休息與交流（圖10-13）。

2.3 實驗工藝通用條件與專用條件的平衡策略

有研究表明，從研發(fā)建筑的內(nèi)部空間組織方式看，“非定制化”的空間更加寬松、靈活，具有冗余度，同時“專門化”的空間越來越“專門”，兩端都做到極致，再把它們組合在一起[2]，這種變化同樣體現(xiàn)在高校的研發(fā)建筑。與企業(yè)研發(fā)專注于特定領(lǐng)域不同，高校的科研方向和實驗需求更為多樣化，對于國有投資控制的要求更為嚴(yán)格。因此，高冗余度的通用條件預(yù)留策略并不適用高校研發(fā)建筑，我們提出了實驗工藝通用條件與專用條件預(yù)留的平衡策略，更加強(qiáng)調(diào)設(shè)計的精細(xì)化和經(jīng)濟(jì)性。

2.3.1 通用實驗條件

13 北航5號實驗樓地下共享中庭空間分析

14 北大醫(yī)學(xué)部科技樓實驗室功能分區(qū)示意

15 實驗室集群空間布局示意

16 公共實驗平臺空間布局示意

如前所述，結(jié)合整體功能分區(qū)布局，實驗室標(biāo)準(zhǔn)層配置標(biāo)準(zhǔn)化工藝豎井和工藝機(jī)房形成工藝模塊，從而實現(xiàn)通用、靈活、柔性的目標(biāo)。根據(jù)生物醫(yī)藥類研發(fā)工作特點，統(tǒng)一設(shè)定樓層荷載，統(tǒng)一配置工藝新風(fēng)排風(fēng)、工藝給排水、工藝氣體、工藝強(qiáng)弱電、工藝自控等標(biāo)準(zhǔn)實驗條件，形成“工藝機(jī)房—工藝豎井—實驗室”的完整工藝流線，構(gòu)建滿足基礎(chǔ)實驗需求的通用實驗條件。根據(jù)不同學(xué)校和院系的差異化需求，充分研究分析通用實驗條件的配置標(biāo)準(zhǔn)，探究日常實驗需求與特殊實驗需求的合理平衡點。同時，考慮可持續(xù)性發(fā)展和投資控制，工藝豎井和機(jī)房應(yīng)預(yù)留分步安裝和后續(xù)更新的條件。

2.3.2 專用實驗條件

生物醫(yī)藥類實驗室對潔凈細(xì)胞間、超低溫冰箱、冷庫等專用實驗空間的需求比較普遍，上述通用實驗條件無法滿足其個性化的實驗工藝需求。這些專用實驗條件可能包括細(xì)胞間的潔凈空調(diào)系統(tǒng)、超低溫冰箱間的24 小時制冷系統(tǒng)、冷庫間的專用空調(diào)系統(tǒng)，還可能包括更為復(fù)雜的恒溫恒濕、超大排風(fēng)與排熱、隔振與減振、超大尺寸與超大荷載等實驗條件。

專用實驗空間的數(shù)量和位置具有不確定性，合理預(yù)留相應(yīng)的專用實驗條件成為必然選項。建筑和工藝設(shè)計應(yīng)具有彈性和前瞻性，采用“通用實驗條件+專用實驗條件”組合方式統(tǒng)籌土建設(shè)計、工藝需求和投資要求是一種有效策略。通用實驗條件與專用實驗條件的合理邊界并非一成不變，應(yīng)根據(jù)實驗需求和未來發(fā)展、投資水平、建筑基礎(chǔ)條件等因素綜合確定，以期實現(xiàn)最佳使用效果和最優(yōu)性價比。

專用實驗條件應(yīng)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性預(yù)留，從而確保其有效性，主要包括：

（1）專用實驗室的建筑平面區(qū)域規(guī)劃與預(yù)留；

（2）專用工藝機(jī)房與工藝豎井；

（3）專用工藝條件的土建條件，如室外機(jī)組平臺、取風(fēng)排風(fēng)百葉、屋面設(shè)備區(qū)等；

（4）預(yù)留相應(yīng)的配電、通風(fēng)等基礎(chǔ)機(jī)電條件，預(yù)留相應(yīng)的擴(kuò)容和改造空間。

例如，北大醫(yī)學(xué)部科技樓（清華大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司設(shè)計）的生物標(biāo)準(zhǔn)層的工藝設(shè)計就考慮了通用實驗條件與專用實驗條件的平衡。在通用實驗條件的基礎(chǔ)上，在樓層兩個角落預(yù)留特殊實驗區(qū)，臨近位置設(shè)有室外機(jī)組平臺（圖14）。北航5 號樓的地下實驗空間，除通用實驗條件外，通過室外窗井、專用豎井與機(jī)房預(yù)留工藝空調(diào)系統(tǒng)條件和工藝配電條件，提供了實現(xiàn)醫(yī)工交叉實驗室等專用實驗室的后續(xù)建設(shè)與升級的條件。

2.4 實驗空間集群化策略

在學(xué)科交叉融合的趨勢下，實驗空間的集群化配置趨勢日益明顯，也成為體現(xiàn)科研建筑高效集約、提高實驗室效益重要設(shè)計策略，主要包括：

2.4.1 組建實驗室集群

高校實驗室為形成布局完善、技術(shù)先進(jìn)、運行高效、支撐有力、交叉互促、協(xié)同催化的科技創(chuàng)新平臺體系，通常會將各型實驗室集中設(shè)置，形成實驗室集群。實驗室集群在設(shè)計時，應(yīng)首先充分分析不同實驗方向的需求特征，將相同相近工藝進(jìn)行大類歸并，同時避免不同實驗方向的振動干擾、廢氣干擾等不利因素。在此基礎(chǔ)上對實驗室集群合理布局，采取豎向相鄰布置和水平向靠近布置兩種基本方式并加以靈活組合，強(qiáng)化相鄰學(xué)科之間的創(chuàng)新共享，促進(jìn)不同學(xué)科的交叉共融，產(chǎn)出交叉性的學(xué)科學(xué)術(shù)成果，哈工大（深圳）重點實驗室集群項目（中國建筑設(shè)計研究院設(shè)計）就是一個典型代表（圖15）。

2.4.2 搭建公共平臺

為提高空間利用率、提升設(shè)備使用率、降低初期投資，搭建公共實驗平臺是高校研發(fā)建筑的重要趨勢。公共平臺主要集成配置微納實驗平臺、電鏡平臺、核磁平臺、光學(xué)影像平臺等多種實驗平臺，平臺內(nèi)的大型、高精密、高價值儀器設(shè)備往往對于空間、實驗環(huán)境條件的要求更為復(fù)雜，利用公共平臺利于共享使用和集中配置相應(yīng)的實驗工藝條件。因此，公共平臺宜設(shè)置在首層或公共連接層，便于校內(nèi)各學(xué)院各學(xué)科預(yù)約使用。以南京大學(xué)蘇州校區(qū)產(chǎn)研總院項目（中衡設(shè)計集團(tuán)股份有限公司設(shè)計）為例，電鏡、核磁、微納等對環(huán)境震動敏感的設(shè)備布置于產(chǎn)研總院的地下一層，方便設(shè)置獨立基礎(chǔ)，氣相、液相、氣質(zhì)、液質(zhì)等實驗室布置于首層，均采用共享空間設(shè)置形式（圖16）。

2.4.3 配置公共轉(zhuǎn)化平臺

高校“產(chǎn)學(xué)研一體化”是科研、教育、生產(chǎn)不同社會分工在功能與資源優(yōu)勢上的協(xié)同與集成，是技術(shù)創(chuàng)新上中下游的對接與耦合。伴隨著產(chǎn)學(xué)研模式的推廣，搭建公共轉(zhuǎn)化平臺成為高校建設(shè)的趨勢。公共轉(zhuǎn)化平臺一般要求空間更大、流程及功能分區(qū)更完善，配備更大型的儀器設(shè)備，對荷載承重要求較高，且為利于高校各平臺能夠便利使用，一般放置在低樓層或首層。以北航5 號樓為例，利用地下3 層大層高、重荷載優(yōu)勢設(shè)置部分醫(yī)工結(jié)合的交叉實驗室，促進(jìn)科研產(chǎn)業(yè)化。

2.5 應(yīng)對特殊實驗室設(shè)計挑戰(zhàn)的技術(shù)策略

由于研究方法、研究對象的特殊性，生物醫(yī)藥類研究對動物實驗室、生物安全實驗室、GMP1）實驗室等特殊實驗室的剛性需求更為突出。這類實驗室通常層高大于6m，結(jié)構(gòu)荷載要求高，與通用實驗室的轉(zhuǎn)換難度大，需要在規(guī)劃設(shè)計時提前考慮，適當(dāng)做好擴(kuò)展預(yù)留。

動物實驗室、生物安全實驗室、GMP 實驗室投入使用后，一般需要24 小時×365 天不間斷運行并保持穩(wěn)定的溫濕度環(huán)境，對于能源保障可靠性、經(jīng)濟(jì)性有非常高的需求。這類特殊實驗室在功能區(qū)域劃分、建筑條件、機(jī)電系統(tǒng)、生物安全、環(huán)境控制等方面都面臨更大挑戰(zhàn)，應(yīng)根據(jù)氣候特點、區(qū)域能源條件進(jìn)行分析論證，需要更充分地平衡各方面因素，制定最優(yōu)技術(shù)策略并提供綜合性解決方案。

2.5.1 動物實驗室設(shè)計策略要點

動物實驗室作為生命科學(xué)研究的重要支撐平臺，其需求規(guī)模及投資日益增長。動物實驗室因其特定的潔物、污物、動物運輸需求、異味排放、生物安全等因素，合理的選址至關(guān)重要。設(shè)計師應(yīng)充分考慮動物實驗室使用效率和對實驗人員的不利干擾之間的矛盾，綜合多方面因素和技術(shù)措施加以解決。

首先，設(shè)計師需要在與用戶充分溝通動物實驗室的功能與動物的種類、數(shù)量，確定合理規(guī)模的基礎(chǔ)上，確定恰當(dāng)?shù)倪x址。對于規(guī)模較大的動物實驗室，在園區(qū)條件許可的情況下宜安設(shè)獨立單體建筑，設(shè)置地下或地上連廊通道以方便科研人員使用。動物房選址宜在園區(qū)全年主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)處，同時遠(yuǎn)離震動噪音源，配置便捷獨立的貨運通道，宜設(shè)置貨車直達(dá)的卸貨平臺。體量較小的動物實驗室可設(shè)置于建筑頂層，設(shè)置獨立的動物房專用電梯以減少對其他樓層和區(qū)域的干擾。以深圳清華國際校區(qū)（中國建筑設(shè)計研究院設(shè)計）為例，項目場地局促且科研樓均為高層建筑，動物房位于21 層（頂層）的獨立區(qū)域，設(shè)有專用貨梯及首層獨立出入口，最大限度方便使用并避免了氣味干擾（圖17）。通常情況，動物實驗室不建議設(shè)置于地下空間，如因條件所限必須設(shè)置在地下空間時，應(yīng)重點考慮貨運流線和潔凈空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)排風(fēng)條件，綜合優(yōu)化消防分區(qū)、消防疏散策略、氣味控制策略等。

其次，對于規(guī)模較大的動物實驗室應(yīng)考慮自動化集約化設(shè)計策略，設(shè)置集中籠具清洗區(qū)或樓層，利用潔污分離的垂直交通系統(tǒng)，可設(shè)計AVG2）運輸車或軌道車等自動化物流系統(tǒng)進(jìn)行籠盒的無人化轉(zhuǎn)運。集中籠具清洗區(qū)設(shè)置帶自動機(jī)械臂的高通量隧道洗籠機(jī)等設(shè)備，實現(xiàn)籠盒轉(zhuǎn)運、臟墊料傾倒、清洗、烘干、干凈墊料填裝等全自動化處理，減少人員數(shù)量及勞動強(qiáng)度，提升動物房運營效率，降低運行成本（圖18）。

2.5.2 生物安全實驗室設(shè)計策略要點

高校中生物安全實驗室主要用于生物、微生物、動物、生態(tài)環(huán)境等各個學(xué)科。據(jù)實驗室所處理對象的生物危害程度和采取的防護(hù)措施，生物安全實驗室分為4 個防護(hù)等級。微生物生物安全實驗室可采用BSL-1、BSL-2、BSL-3、BSL-43）表示相應(yīng)級別的實驗室；動物生物安全實驗室可采用ABSL-1、ABSL-2、ABSL-3、ABSL-44）表示相應(yīng)級別的實驗室。

BSL-1、BSL-2、ABSL-1、ABSL-2 實驗室一般結(jié)合學(xué)科要求在樓層中就近設(shè)置；但對于BSL-3 中bl 類實驗室（指可有效利用安全隔離裝置進(jìn)行操作的實驗室）不宜直接與其他公共區(qū)域相鄰，ABSL-3 中的b2 類實驗室（指不能有效利用安全隔離裝置進(jìn)行操作的實驗室）和四級生物安全實驗室宜獨立于其他建筑。三級和四級生物安全實驗室防護(hù)區(qū)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)宜遠(yuǎn)離建筑外墻，主實驗室宜設(shè)置在防護(hù)區(qū)的中部。四級生物安全實驗室建筑外墻不宜作為主實驗室的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

18 動物實驗室集約化豎向設(shè)計模式

2.5.3 GMP 實驗室設(shè)計

GMP 實驗室作為生命科學(xué)成果轉(zhuǎn)化的重要設(shè)施，其選址要避開污染源，遠(yuǎn)離動物房，宜選在環(huán)境空氣質(zhì)量及自然環(huán)境條件較好的區(qū)域。GMP 實驗室主要的設(shè)計策略是其合規(guī)性，在建筑和機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計上最大限度地保障生產(chǎn)活動產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，消除污染風(fēng)險。辦公區(qū)、質(zhì)控區(qū)、生產(chǎn)區(qū)要進(jìn)行嚴(yán)格的分區(qū)，人流、物流、污物流也要盡量分離、減少交叉。生產(chǎn)區(qū)通常環(huán)繞設(shè)置CNC5）走廊，希望設(shè)置較大的建筑進(jìn)深為工藝房間及流線的合理布局提供條件。

2.6 基于技術(shù)整合的精細(xì)化改造策略

與高校中的教學(xué)建筑、宿舍建筑等建筑類型相比，對研發(fā)建筑的改造更新更為頻繁。這種廣義的改造更新，既包括了單個實驗室的內(nèi)部升級改造，也包括整個實驗區(qū)甚至整棟建筑的整體更新改造，并伴隨建筑的全生命過程。新建研發(fā)建筑的策略同樣適用于研發(fā)建筑改造，但考慮到我國高校內(nèi)的實驗建筑往往年代久遠(yuǎn)、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與建筑品質(zhì)偏低的現(xiàn)實情況，常年使用改造導(dǎo)致建筑條件更為復(fù)雜，需采取更為務(wù)實和精細(xì)化的改造策略。

2.6.1 可持續(xù)發(fā)展的實驗室改造理念

研發(fā)建筑改造前應(yīng)完成整體評估診斷，通過建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電系統(tǒng)、實驗工藝系統(tǒng)的有效評估，明確改造目標(biāo)和基本技術(shù)路線。在此基礎(chǔ)上，基于對實驗區(qū)、實驗輔助區(qū)的充分整合改造，達(dá)到現(xiàn)階段的改造目標(biāo)并為實驗室日后的發(fā)展變化預(yù)留條件，從而實現(xiàn)在改造后全生命周期的可持續(xù)使用。

為此，與原建筑結(jié)構(gòu)形式相匹配的開放式實驗空間，是實現(xiàn)實驗室空間、壽命的可持續(xù)性的關(guān)鍵路徑?？沙掷m(xù)的空間設(shè)計將使得建筑功能空間具有更大的彈性，大幅提高實驗空間的后續(xù)使用壽命，減少改造投資。同時，以可持續(xù)性模塊化實驗室理念為設(shè)計基礎(chǔ)，實現(xiàn)機(jī)電管線的模塊化建設(shè)和預(yù)留，為研發(fā)方向改變提供靈活性的支持，實現(xiàn)由當(dāng)前功能實驗室向未來發(fā)展需求功能實驗室的轉(zhuǎn)化。

2.6.2 以全專業(yè)技術(shù)整合提供精細(xì)化定制的技術(shù)方案

在研發(fā)建筑改造設(shè)計過程中，應(yīng)充分實現(xiàn)全專業(yè)的設(shè)計整合，實驗室工藝專業(yè)的同步設(shè)計甚至適當(dāng)前置設(shè)計是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。既有建筑的基礎(chǔ)條件相對“固化”而使用需求卻與時俱進(jìn)，設(shè)計中充分的技術(shù)整合和設(shè)計統(tǒng)籌至關(guān)重要。同時，改造設(shè)計應(yīng)充分考慮施工環(huán)節(jié)和運營環(huán)節(jié)的要求，在設(shè)計階段提供全專業(yè)的BIM 設(shè)計并延伸至施工和運維階段、采用綜合管線集成與綜合管道支吊架、運用裝配式的實驗室施工技術(shù)、基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能化管理運營平臺進(jìn)行設(shè)計等先進(jìn)設(shè)計理念和技術(shù)手段，綜合應(yīng)用為更高層面提供技術(shù)整合的可能，從而實現(xiàn)針對特定建筑基礎(chǔ)條件、特定使用功能、特定運營模式的完整設(shè)計方案。

3 結(jié)語

通過對近年具有代表性的設(shè)計實踐進(jìn)行解析，總結(jié)出高校生物醫(yī)藥類研發(fā)建筑的一系列策略：“模塊化”布局策略、空間融合與共享交流的設(shè)計策略、實驗工藝通用條件與專用條件的平衡策略、實驗空間集群化策略、應(yīng)對特殊實驗室設(shè)計挑戰(zhàn)的技術(shù)策略、基于技術(shù)整合的精細(xì)化改造策略。隨著生物醫(yī)藥技術(shù)的高速發(fā)展和研究工作的進(jìn)步，建筑師需要持續(xù)跟蹤技術(shù)進(jìn)步和科研需求，以更加廣闊和前瞻性的視角，為高校研發(fā)建筑的不斷迭代演進(jìn)做出專業(yè)貢獻(xiàn)?！?/p>

注釋

1）GMP，Good Manufacturing Practices，生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范，公布時間：1975年11月，公布組織：世界衛(wèi)生組織，作用：提供藥品生產(chǎn)和質(zhì)量管理基本標(biāo)準(zhǔn)。

2）AGV，Automated Guided Vehicle，自動導(dǎo)引運輸車。

3）BSL-1～BSL-4,微生物生物安全實驗室1～4級。

4）ABSL-1～4，動物生物安全實驗室1～4級。

5）CNC，Controlled/Not Classified，受控但不分級。