工藝先行理念是“專業(yè)的使用者”、“專業(yè)的設(shè)計(jì)者”和“專業(yè)的建設(shè)者”三方有機(jī)結(jié)合的紐帶。要求實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)之前,首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)需求對實(shí)驗(yàn)室建筑開展基于工藝的設(shè)計(jì),避免由于建設(shè)方缺乏實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)運(yùn)行與工藝相關(guān)經(jīng)驗(yàn),出現(xiàn)建筑布局不當(dāng)、面積安排不合適、標(biāo)準(zhǔn)太低以及配套設(shè)備難于達(dá)到設(shè)計(jì)要求等問題,從而保障實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)的順利運(yùn)行。
概述
檢驗(yàn)檢測實(shí)驗(yàn)室作為從事科研、計(jì)量、檢測等科學(xué)研究與實(shí)驗(yàn)的場所,其水平與國家科技與經(jīng)濟(jì)的發(fā)達(dá)程度息息相關(guān),直接影響國家科技的進(jìn)步和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。目前,國內(nèi)的科研趨勢發(fā)展迅猛,科技產(chǎn)業(yè)園也如雨后春筍般在各地涌現(xiàn)。但目前在國內(nèi)實(shí)驗(yàn)室建筑設(shè)計(jì)方面,沒有專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范當(dāng)作準(zhǔn)繩,建筑設(shè)計(jì)落后于科研行為及實(shí)驗(yàn)工藝要求,甚至導(dǎo)致建好的實(shí)驗(yàn)室因存在安全隱患無法使用,造成不必要的資源浪費(fèi),亟需以科學(xué)的理論指導(dǎo)突飛猛進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作。因此,工藝先行理念作為“專業(yè)的使用者”、“專業(yè)的設(shè)計(jì)者”和“專業(yè)的建設(shè)者”三方有機(jī)結(jié)合的紐帶,是開展以實(shí)驗(yàn)室為代表的技術(shù)性科研機(jī)構(gòu)建設(shè)的核心理念,更是一線技術(shù)人員從大量實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)案例中獲取的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。
實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)與建設(shè)現(xiàn)狀
目前,由于工藝先行的設(shè)計(jì)理念并未完全被接受,導(dǎo)致我國實(shí)驗(yàn)室建設(shè)存在諸多問題,主要體現(xiàn)在:
(1)沒有周密全面的規(guī)劃。很多城市沒有周密的城市區(qū)域規(guī)劃,城市布局混亂,市區(qū)建筑見縫插針,影響各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室建筑方面,實(shí)驗(yàn)室設(shè)施選址不當(dāng),實(shí)驗(yàn)室建筑與其所在環(huán)境互相產(chǎn)生不良干擾。對于這些情況城市規(guī)劃建筑管理上沒有一定的標(biāo)準(zhǔn),形不成合理的解決方案。國家、區(qū)域及城市均應(yīng)制定周密的全面規(guī)劃(城市總體規(guī)劃、實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)規(guī)劃、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃等)以指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室建筑設(shè)計(jì)工作。
(2)土建設(shè)計(jì)落后于實(shí)驗(yàn)室建筑工藝的要求和發(fā)展。有的審批單位對投資、面積、標(biāo)準(zhǔn)方面的限制與實(shí)際差距太大;設(shè)計(jì)人員對科研工藝沒有較為透徹的了解和認(rèn)識。調(diào)查表明,往往由于建筑布局不當(dāng)、面積安排不合適、標(biāo)準(zhǔn)太低以及配套設(shè)備難于達(dá)到設(shè)計(jì)要求等問題,建筑本身所能提供的條件嚴(yán)重影響了科研活動的進(jìn)行。建筑設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)性的原因是多方面的:建設(shè)方缺乏規(guī)劃建筑知識、設(shè)計(jì)人員未能深入熟悉工藝、某些不適宜的行政干預(yù)等。
(3)標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)與建設(shè)缺少應(yīng)用。雖然,目前國家已經(jīng)頒布了《檢驗(yàn)檢測實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)與建設(shè)》系列標(biāo)準(zhǔn),但由于實(shí)驗(yàn)室功能復(fù)雜,既包括實(shí)驗(yàn)功能,又包括研究、辦公,甚至是小型生產(chǎn)開發(fā)功能,而且不同科技產(chǎn)業(yè)類型(生物、化學(xué)、電子等)的實(shí)驗(yàn)工藝對土建及設(shè)備的要求不同。同時(shí),實(shí)驗(yàn)室建筑要適合實(shí)驗(yàn)室工作的特點(diǎn),技術(shù)要求高,有些有防震、隔聲、耐腐蝕、恒溫、凈化等要求,具有復(fù)雜的管線設(shè)備。因此,實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)與建筑標(biāo)準(zhǔn)比一般辦公建筑標(biāo)準(zhǔn)高,實(shí)施過程中也存在大量困難,需要專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行大量的分析與總結(jié),尋找與實(shí)驗(yàn)室工藝最契合的設(shè)計(jì)方案。
(4)不夠重視實(shí)驗(yàn)室工作的適應(yīng)性研究。實(shí)驗(yàn)室工作的主要特點(diǎn)之一是“多變”,日本一份調(diào)查報(bào)告,顯示實(shí)驗(yàn)室建成后原封不動的僅僅占32%,大部分都根據(jù)使用要求進(jìn)行了改造,而且20%已改建五次以上。在我國這種情況也非常普遍。在科技飛速發(fā)展的今天這種趨勢越發(fā)明顯,為了實(shí)驗(yàn)室能夠有效地、長期地進(jìn)行工作,國外實(shí)驗(yàn)室建筑的趨向是擴(kuò)大建筑空間組合,增加建筑進(jìn)深尺度,提高建筑的靈活性和適應(yīng)性;提高建筑裝修質(zhì)量,采用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備;實(shí)驗(yàn)臺、排氣柜等實(shí)行專業(yè)化、商品化、系列化,提高其質(zhì)量。充分發(fā)揮新技術(shù)的優(yōu)勢,使之保持與時(shí)代發(fā)展同步,體現(xiàn)時(shí)代精神。同時(shí)也要注意采用適宜技術(shù)策略根據(jù)地區(qū)條件進(jìn)行設(shè)計(jì),尤其注意在安全、節(jié)能、環(huán)保等方面的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)技術(shù)層面的可持續(xù)發(fā)展。
工藝先行理念
目前,在歐美等發(fā)達(dá)國家,實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)與建設(shè)已經(jīng)逐漸成為一種日益成熟的綜合技術(shù)。實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)及建設(shè)的重點(diǎn)是滿足檢測產(chǎn)品和檢測項(xiàng)目的需求。同時(shí),考慮實(shí)驗(yàn)室的服務(wù)特征、實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展定位等因素,為員工和顧客提供良好認(rèn)知的空間。
我國實(shí)驗(yàn)室發(fā)展,20世紀(jì)的實(shí)驗(yàn)室主要采用水泥瓷磚或普通木頭與油漆建設(shè),水平相對落后;21世紀(jì)初,開始出現(xiàn)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)備,但大部分實(shí)驗(yàn)室還處于把資金投向儀器而并不重視實(shí)驗(yàn)室環(huán)境工程建設(shè)的階段;近年來,我國在實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)建設(shè)方面轉(zhuǎn)入了整體工程建設(shè)的快速發(fā)展時(shí)期,在實(shí)驗(yàn)建筑裝修、系統(tǒng)工程建設(shè)、科研檢測儀器配備等方面都加大了投入。
但是,由于缺少專業(yè)的實(shí)施方案,通常實(shí)驗(yàn)室的使用者重點(diǎn)關(guān)注儀器設(shè)備,設(shè)計(jì)者僅依據(jù)行業(yè)通用準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)并指導(dǎo)施工,導(dǎo)致部分設(shè)施難以與實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備相契合,只有將“專業(yè)的使用者”、“專業(yè)的設(shè)計(jì)者”、“專業(yè)的建設(shè)者”三方有機(jī)的結(jié)合起來,才能在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的全壽命周期內(nèi),系統(tǒng)的考慮實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)及規(guī)則需求,形成“專業(yè)的使用+專業(yè)的設(shè)計(jì)者+專業(yè)的建設(shè)者=現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室”的模式。
工藝先行的理念即要求在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)之前,首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)需求對實(shí)驗(yàn)室建筑開展基于工藝的設(shè)計(jì),避免由于建設(shè)方缺乏實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)運(yùn)行與工藝相關(guān)經(jīng)驗(yàn),導(dǎo)致審批單位對投資、面積、標(biāo)準(zhǔn)方面的限制與實(shí)際差距太大,出現(xiàn)建筑布局不當(dāng)、面積安排不合適、標(biāo)準(zhǔn)太低以及配套設(shè)備難于達(dá)到設(shè)計(jì)要求等問題,從而保障實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)的順利運(yùn)行。
基于工藝先行理念的實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃,是貫徹實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)與建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的重要手段。廣義的實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃是指根據(jù)組織的發(fā)展戰(zhàn)略、組織目標(biāo)及組織內(nèi)外部環(huán)境的變化,預(yù)測未來的組織任務(wù)和環(huán)境對組織的要求,為完成這些任務(wù)和滿足這些要求而提供實(shí)驗(yàn)環(huán)境的過程。它包括根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的研究方向,確定近期和遠(yuǎn)期的實(shí)驗(yàn)室各研究單元的構(gòu)成(主要研究內(nèi)容和預(yù)期研究目標(biāo)、預(yù)測未來的研究成果、隊(duì)伍建設(shè)狀況、人才培養(yǎng)計(jì)劃等)和科研條件(儀器設(shè)備、科研用房、配套設(shè)施等),制訂行動計(jì)劃及控制和評估計(jì)劃等過程。狹義的實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃,是指具體地提供實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理的行動計(jì)劃,如建設(shè)經(jīng)費(fèi)概算與落實(shí)計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理計(jì)劃、人員聘用及流動計(jì)劃、儀器設(shè)備管理與使用計(jì)劃、開放合作設(shè)想等。
工藝先行理念的應(yīng)用
靈活分隔
實(shí)驗(yàn)室空間的靈活分隔應(yīng)與實(shí)驗(yàn)室的結(jié)構(gòu)與樓面荷載相結(jié)合。對于框架結(jié)構(gòu),由于它們的稱重系統(tǒng)是由梁柱承受,在平面上除了滿足結(jié)構(gòu)的整體剛度要求布置剪力墻外,很少有其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件,從而給建筑的靈活布置留有充分的余地。
實(shí)驗(yàn)室的分隔形式有很多,除了普通隔墻外,試驗(yàn)架、藥品柜、通風(fēng)柜、實(shí)驗(yàn)臺、實(shí)驗(yàn)柜都可以用來分隔試驗(yàn)空間。常用的分隔采用木隔斷和鋁合金隔斷,根據(jù)隔聲要求可采用單層或雙層大玻璃。目前我國電子計(jì)算機(jī)房中的人機(jī)分隔空間和參觀走廊已采用鋁合金大玻璃窗。實(shí)驗(yàn)室與研究室之間采用透明隔斷,可改善研究室本身的工作環(huán)境,又可使研究人員觀察到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的工作情況。
大空間實(shí)驗(yàn)室采用靈活隔斷,可以自由靈活地分隔大空間,可隨意改變隔斷的位置。隔斷由可裝卸的構(gòu)件組成。隔斷可分別與吊頂或地面連接,也可與地面和吊頂同時(shí)連接。
實(shí)驗(yàn)室吊頂可分為石膏板吊頂、金屬板吊頂、玻璃吊頂、PVC板吊頂?shù)?,石膏板造價(jià)相對便宜,PVC板次之,金屬板最耐用但價(jià)格偏高。由鋁合金或鋼板等薄板作原料加工成各種形式的吊頂統(tǒng)稱金屬板吊頂。實(shí)驗(yàn)室中主要使用的是金屬板中的鋁扣板吊頂。它具有自重輕、結(jié)構(gòu)簡單、組裝靈活、施工方便、防火、美觀,通過表面處理后耐銹蝕,易清掃等優(yōu)點(diǎn)。金屬板吊頂?shù)男问娇煞譃榉桨迨?、條板式、格柵式和掛板式四種。在實(shí)驗(yàn)室中采用條板式金屬板吊頂比較普遍,有封閉和開敞式兩種。封閉式條板吊頂適合于走道及其他空間較小的房間,可有效控制空調(diào)體積,節(jié)約空調(diào)能量。開敞式條板吊頂也稱離縫式跳板吊頂,即在條板與條板間留有縫隙間隔。這種吊頂靈活性極大,照明方面如與光帶等條形燈結(jié)合尤其吻合,可保持線條的連續(xù)性,還可利用板縫通風(fēng)。吸音可用礦棉填入條板凹槽。也可在條板上穿孔而將礦棉鋪在條板上,利用板縫吸音或兩者兼用,達(dá)到更高的吸音要求。吊頂內(nèi)的構(gòu)件、通風(fēng)管、照明及各種管線漆上黑色油漆后,可達(dá)到很好的隱蔽效果。
模塊化建設(shè)
實(shí)驗(yàn)室不斷地發(fā)展和變化,使得實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備不斷增加,對于實(shí)驗(yàn)室需求的變化,必須對新設(shè)備提供相應(yīng)的供應(yīng)服務(wù),實(shí)驗(yàn)臺必須完全適合相應(yīng)的固定空間,很多用戶希望實(shí)驗(yàn)室能夠適應(yīng)未來發(fā)展的擴(kuò)展,模塊化設(shè)計(jì)的靈活性和可變性是實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵因素。實(shí)驗(yàn)室模塊化構(gòu)建主要包括:
隔斷系統(tǒng)模塊分為屏風(fēng)型隔斷與家具型隔斷。屏風(fēng)型隔斷高度可調(diào)且方便重新組合,適用于作為房間與房間之間的間隔,家具型隔斷高度相對矮,更注重于與水電氣的供給配合使用,更適用于房間內(nèi)的分隔。
服務(wù)系統(tǒng)模塊是指天花板式供給系統(tǒng)及排放系統(tǒng),水、電、氣、通風(fēng)、消防、空調(diào)等不同管道采用不同顏色,可根據(jù)需要隨時(shí)與下面的活動式供給口連接或斷開,導(dǎo)軌式電氣連接站可移動到天花板上的任何位置,方便與實(shí)驗(yàn)臺上的活動式服務(wù)柱對接。
實(shí)驗(yàn)室家具系統(tǒng)能夠?qū)蝹€(gè)的實(shí)驗(yàn)室家具部件組合成多種不同的方案,根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的不同需要為其量身定做不同的實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)建設(shè)解決方案,有工作臺面及底部儲存柜的實(shí)驗(yàn)臺,是家具組成部分的核心,當(dāng)其中加入水槽、水電系統(tǒng)以及其他配件后,所有單個(gè)的部件一起協(xié)調(diào),構(gòu)成一個(gè)整體的實(shí)驗(yàn)室家具系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)簡單明了、組合方便、防火、潔凈,為用戶提供了經(jīng)濟(jì)適用的解決方案,環(huán)保的設(shè)計(jì),安全創(chuàng)新的技術(shù)和靈活多變的選擇。