高校中实验动物中心的建筑设计策略论文_陈志东

高校中实验动物中心的建筑设计策略论文_陈志东

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摘要:实验动物中心是培育实验用动物的主要用房,近年来越来越多的高校因为科研的需要建设自身的实验动物中心。建筑师在处理这类建筑的时候需要规划层面积建筑层面两个大方向对实验动物用房进行设计考虑。本文结合工程经验总结建筑师在设计实验动物用房是需要考虑的问题。

关键词:高校 实验动物中心 建筑设计

1.实验动物中心的作用以及对高校科研发现的意义

实验动物中心是为培养实验动物提供符合要求的相关场所、环境、设施及设备,满足培育制定条件实验动物的场所。随着科学技术水平尤其是生命科学的快速发展,实验动物对我国的科研机构的科研工作的重要性与日俱增。另一方面,随着生命科学领域各个专业愈发的细分,针对不同专业领域内对活体动物实验的要求也越来越高。由于我国对于实验动物商品化的发展还处于起步阶段,对于实验动物的培育还没办法做到点对点的私人定制,这导致科研机构在选择实验动物受到比较大的限制。特别在高校中,由于高校的实验课题选题较新,若使用实验动物均从外引进,这势必造成科研进程缓慢。因此,近年来越来越多的高校专门设置自身的动物中心,以提供本校科学工作需要的实验动物。

2.高校中实验动物中间的建设模式及设计要求

近年来,越多越多的高校设置实验动物中,主要的建设模式根据实际的实验动物中心规模分为两种。其中一种是建设面积较小,一般建筑面积在一千平方米至五千平方米,对实验动物种类要求较小,主要是以小型啮齿类动物为主。这种实验动物中心可以结合校园本身已有的建筑进行改造,或者在新建的建筑中单独使用其中部分楼层作为实验动物中心(如中山大学实验动物中心、华南理工大学实验动物中心)。由于动物中心内部流线复杂,对外的交通已经设备要求比较高,这种设置在楼宇内的动物中心无论是培养的动物类型还是数量都会受到一些限制,适合和实验动物要求种类不高,数量不多的高校科研机构。

另一种模式是建设面积比较大,一般建筑面积在五千平方米至五万平方米,对实验动物类型要求比较多,包括小型动物、中型动物及大型动物。这种实验动物中心可以以独立建筑的形式设置,设置专门的实验动物中心大楼(如苏州大学实验动物中心、南京大学实验动物中心)。由于动物中心独立设置,因此对于解决动物中心内部三大流线会带来很大的便利。而且独立设置也有助于中心的封闭管理,放置交叉污染及不必要的外部干扰。因此独立模式也是近年来新建的大学校区设置实验动物中心的主要模式。

由于动物实验对实验中使用的动物有较高的要求,其中会有不少专用的免疫缺陷动物及肿瘤动物等。所以对培养实验动物的实验动物中心设置也有严格的要求。现在国内比较通行的方式新建设的实验动物中心需要获得专门的实验动物协会认证证书,以及国家认可的《实验动物生产许可证》及《实验动物使用许可证》。只有获得这些证书,实验动物中心的运行才能获得认可,否则新建的设施将无法使用。因此,建设新的实验动物中心都必须以获得运行许可为最基本的设计要求。

3.实验动物中心在规划中的设计策略

在校园规划层面上,选址是实验动物中心需要重点考虑问题。对于动物中心,影响选址的因素主要有一下几点:1. 动物中心因饲养动物,必然会一些异味产生,即使在设备技术非常发达的今天,动物中心的空气排放还是难免会产生一些味道。因此,选址的第一要点是选择在用地的下风区域。2. 饲养动物的过程中,会源源不断产生饲养后的垃圾,例如使用过的垫料以及各种原因死亡的动物。因此,动物中心经常会有大型的运输车辆进出,对日常的师生的学习生活会有一点程度的影响。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于现在校园规划设计,人车分行已经成为了主流的规划设计理念,所以选址的第二要点就是要靠近校园主要的车行流线,同时尽量靠近校园的车辆后勤出入口。3. 实验动物中心对消毒设备要求的极高的。一般会使用大型的笼具清洗设备以及高压灭菌设备,因此,动物中心其实是对动力能源有极高要求的一类建筑。所以选址的第三要点就是要靠近校园的主要动力来源,例如靠近校园内的中央变电站已获得更好的电力支持、靠近校园的食堂等以获得更好的燃气支持。

在建筑场地规划层面上,实验动物中心是有别于校园内一般实验建筑,动物中心特有三大流线使这类建筑的交通流线变得非常复杂。动物中心的三大流线指的是人流、物流及动物流。而再进一步细分,人流可以分为内部人流及外部人流,物流可以分为净物流及污物流,动物流可以分为引进动物流及输出动物流。这六条流线本身不可以交叉,这意味着实验动物中心至少会有六组出入口,所以建筑对周边道路会有很高的依赖程度。因此在实验动物中心的建筑场地规划上,建议场地至少能够三个面能够直接和校园道路连接,若无法实现,最好通过设置场地内部专用环路来实现实验动物中心的交通独立。

4.实验动物中心在高校建筑中的设计策论

在建筑设计上,实验动物中心对建筑设计上的要求会与一般的实验室有所区别,但是由于内部的具体工艺设计主要是有专业的动物中心工艺设计公司来完成,所以对于建筑师而言,动物中心的设计过程中主要还是处于配合工艺设计的位置。建筑师在实验动物中心设计过程中主要需要控制的要点包括建筑尺寸、建筑高度及层高、垂直交通以及设备关系配合。

建筑平面形式

现在主流的动物中心工艺设计主要分为单廊式平面及双廊式平面。顾名思义,单双廊主要的区别是指动物培育用房外侧设置单边走廊还是双边走廊。这个最主要的影响是对培育用房内部流线,即双廊式可以做到净污分流,内外分流,但是单廊就必然会导致流线交叉。在现行的动物中心认证过程中,单廊式已经很少采用,所以优先推荐使用双廊式平面布局。

建筑层高

现代的实验动物中心内部分隔主要都是用过彩钢板在内装过程中重新分隔,同时不同动物对室内净高是有最小要求的。例如啮齿类动物要求培育房间净高在2.7m至2.8m,中型到大型动物要求净高会更高。除了具体使用功能,对于培育空间的保障设备是需要在房间的上部空间布置,这就要求培育空间上部还需要预留设备管线的尺寸。所以经过对一些高校的动物中心调研及设计经验的总结,得出实验动物中心的建筑层高应该不少于5.4m,推荐层高应该在6m比较合适。

垂直交通及消防

实验动物中心中的三大流线相互不能交叉的要求导致这类型建筑的楼梯电梯数量会比常规的建筑更多,与此同时,这类建筑中常驻建筑内部的人员会比一般的高校实验建筑少。因此一般而言只要在设置电梯的位置加设楼梯基本上都能满足动物中心的垂直交通及消防疏散需要。

对于消防分区而言,动物中心的动物培育用房是比较特殊的,对于有屏障环境要求的动物培育用房是不能做消防喷淋的。所以对于设计培育用房的消防分区,如果需要设置喷淋,则需要将培育用房的面积翻倍后计入该区的消防分区。

5.总结

随着生命科学的发展,中国高校的科研水平与世界先进水平的差距正在不断减小,对于实验中对活体动物要求会越来越高,实验动物中心在新的高校建设中属于必要的配套用房。但实验动物用房对于国内建筑师而言还是比较少接触的。所以建筑师应该深入了解实验动物用房,以高设计水平为国家的科研发展做贡献。

参考文献:

学位论文 刘静珊 现代综合医院动物实验中心建筑设计研究 西安建筑科技大学 2014

论文作者:陈志东

论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期

论文发表时间:2019/9/21

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