摘要：在科研项目的建设施工中，实验室的设计和建造是一个必不可少的部分，利用实验室建筑，更好的开展科研活动，提高科研质量。所以，要对我国试验室建筑设计和布置的施工经验进行总结，了解国内外实验室建筑的发展方向，对实验室设计中的规律性问题进行探讨，建设出符合实验使用要求的建筑。基于此，本文主要以某科技楼为例，从实验室施工设计的角度，对实验室建筑设计和规划中的具体问题进行了分析，对实验室建设原则进行了探讨。为类似工程施工提供了借鉴经验。
关键词：实验室；建筑设计；布置
引言
随着我国各种高尖端技术实验的开展，许多大型实验室已经不能满足先进科学实验的要求，大量现代现代化大型实验室已经开始投入建设和改造。同时许多地方开始建设新科技园区，为实验室平台建设和全面整合利用现有资源，将进一步加强实验室的规范化与管理。因此，加强实验室建筑的设计与布置，将为实验室发挥其重要作用奠定夯实的基础。
1、工程概述
某科技楼位于广州市，该园区内东北，由高低各一座科技楼及科研楼组成一栋建筑，附近建有脱离主楼的化学易燃物品库房和发电机房，总建设面积为31519.53㎡，建筑基础底面积为7473㎡，建筑耐火等级为二级，防水等级为二级，结构类型为混凝土框架结构，建筑层数为5层。建筑高度为25.70m。科技楼建设后将作为某研究院的新址，其主要功能为科院、教育。其科研实验室功能结构复杂，种类丰富，涵盖了干湿类型。对交通流线、功能分区和管线的综合布置要求较高。
2、实验室建筑设计的要求
2.1实验室建筑设计要和科研、教学和生产试验的要求适应
本科研楼建设项目除了要求开展教学试验以外，还要求有可以开展科研工作的场地。在培养学生、提高师资水平的基础上，研究出新的成果，为社会的生产提供服务。相较于单独修建的单功能试验式来说，多功能实验室具有更好的经济性，施工也比较方便，仪表设备的利用效率高，因此，在设计时，要对此功能进行划分。
2.2试验大厅空间足够大
在实验室建筑设计时，如果试验大厅的空间过小，在进行大型构件的静荷载试验或者大型模型的结构的抗震试验时，就无法达到试验要求。试验大厅的高度要可以满足最大试件的高度要求。此外，在设计实验室时，除了保证期可以满足当前最大试件的构造要求，还要考虑其能满足将来可能出现的大试件的高度要求。
2.3要可以达到采暖、采光、空调和洁净的标准
在实验室建筑设计时，为了防止阳光直射、室内环境对对数据、仪表和试验仪器的准确性造成影响。需要保证实验室的采光性达到规定标准。只有科学合理的对实验室进行设计，才可以更好的进行科研教育，促进工程技术的发展。
3、实验室建筑模数分析
在建筑设计中，为了可以进行大规模的生产，保证各种类型的建筑材料、建筑配件之间具有通用性和互换性，需要利用建筑模数来对建筑尺度的增值单位进行统一选定。
3.1开间模数
实验室的开间模数是有工程管网布置需要的尺寸以及实验人员活动需要的空间来进行确定的。目前，各个国家都有自己的开间模数。英国实验室建议的模数为10英尺、3.05m的模数；德国通常使用3.5m、3.25m、3.0m三种开间模数。日本实验室开间模数为3.2m，使用的单位模数为1.6m。例如，实验台之间走道的宽度、实验台长度、管道竖井的宽度、实验台长度的开间模数均为1.6m。前苏联科学与国家可压建设设计使用的实验室开间模数为3.6m和3.0m，并认为实验单元的最佳宽度为3.6m。美国农业部地区研究市使用的开间模数为3.0m，在对国外实验室的开间模数进行分析后，参考本工程的设计要求，确定实验室开间模数为3.0m、3.3m、3.6m。
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3.2层高模数的确定
一般实验室层高模数主要是有实验室的温度、实验室的类型、实验室洁净度、实验室湿度要求、节约能源要求来进行确定的。一般情况下，文科类实验室的层高要在3m以上，化学类和物理类的实验室层高在3.6m以上。根据我国的基本情况，按照0.3m的倍数确定层高模数。本工程层高模数最终确定为3.0~4.2m。
3.3进深模数的确定
近四十年来，英国实验室进深逐渐从4.88m增大到7.32m；德国进深多在6.0m~8.0m之间；日本实验室的进深为1.6m的倍数，使用最多的进深为6.4m~9.6m。苏联科学学院国家科研建筑设计使用1.8m的倍数，以7.2m作为实验室的最佳深度。一般情况下，主要根据建筑的结构来确定进深模数，所以，本项目工程建议按照1.2m的倍数来进行确定，将6.0m~9.6m作为实验室建筑的主要进深模数。
3.4走廊宽度的设计
通常将实验室走廊分为双面走廊、单面走廊、参观走廊、安全走廊、管理走廊等。一般走廊宽度主要由建筑物的长度、人流量、门的开启方式等进行确定。与此同时，管理走廊和设备检修走廊要对设备器材、通风管道和检修器材等进行考虑。本工程按照0.3的倍数进行取值。将1.2~2.7m作为实验室建筑走廊的最佳宽度。
3.5综合管线的布置
在安装综合管线时，要根据实际情况制定安装顺序，并对施工进行合理的组织。将每一层都单独作为一个施工对象，对走廊、大厅等进行单独施工。施工按照走廊→大厅→会议室→房间的顺序进行施工。严格按照施工图布置管道安装顺序，一般先安装空调风管，然后安装空调管、排水管、生活给水管、消防管等等。要保证各个工序之间可以进行更加合理的搭接，避免各个施工间之间的干扰，缩短施工工期。
4、实验室建筑结构布置
在布置实验室各个功能区时，要集中对其进行布置，不仅可以防止人流物流之间出现交叉污染，保证分析数据的准确性，要集中设置实验室的各个功能区。
4.1实验区域
实验区域主要分为化学分析室、仪器分析室、天平室、加热机以及各种辅助型实验室。另外，还有标准液制备间、蒸馏水制备间等，对于一些大型的分析仪器，由于在进行试验的过程中产生的噪音比较大、振动也比较大，所以建议将其设置在一层。对于粉尘大、味道大的实验房最好单独进行布置，并对出入口进行单独设置，防止对实验环境造成污染。
4.2办公区域
考虑到试验环境的特殊性，要尽可能单独设置办公区。办公区最佳的位置为一层。这主要是因为一层的环境好、控制好。对于无法单独设置的一楼办公室，建议使用双层门布置在办公区域的进出口，以免有害气体进入办公区域。
4.3辅助区域和公用工程区域
此区域主要包括试剂库、电信间、空调机房、配电间等，在布置时，要按照规定要求进行科学的布置。
结束语：
综上所述，在进行实验室建筑的设计和布置时，由于不同的实验室对功能的要求是不同的，因此，要在设计阶段就对各种实验室的重复使用以及使用性质出现变化后改造成本的最小化进行考虑，要保证实验室建筑在满足个性需求的同时，设备安全和人员安全也达到规定要求。对实验室进行合理的布置，只有不断的对方案进行优化和完善，才可以建造出一个功能完善、操作方便的实验室，更好的科研、教育工作提供服务。
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论文作者:宋亮亮
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/2/2
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