齊永利

摘要：當今信息化時代，實驗室無疑是各國、各地區(qū)之間展開科技和人才競爭的最好見證和載體之一?？萍嫉陌l(fā)展，人們對醫(yī)藥科技的進步也越來越關(guān)心，針對目前醫(yī)藥類實驗室的相關(guān)理論探索多從宏觀出發(fā)而較少以微觀入手的研究現(xiàn)狀，本文著力于建筑設(shè)計層面，以管網(wǎng)布置對醫(yī)藥類實驗室建筑靈活性設(shè)計問題為研究對象并展開研究。

關(guān)鍵詞：實驗室；管網(wǎng)布置；靈活性

科研實驗活動區(qū)、工程管線系統(tǒng)等空間成分的相互位置，這些空間成分連同建筑的主體結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了科研過程全部環(huán)節(jié)的空間環(huán)境。因此，功能要求、管線布置以及建筑的結(jié)構(gòu)體系相結(jié)合，共同組成了決定實驗室單元的參數(shù)體系。

實驗室建筑的管網(wǎng)較多，設(shè)計者在方案設(shè)計階段，就應(yīng)該注意研究管網(wǎng)系統(tǒng)組織與統(tǒng)一，妥善解決管網(wǎng)與結(jié)構(gòu)體系的關(guān)系，力求使管網(wǎng)布置既經(jīng)濟合理，便于使用和維修，又有利于改裝和發(fā)展。

管道井布局方式的選擇將對服務(wù)設(shè)施管道的走向和長度、室內(nèi)凈高、消防措施乃至整個建筑設(shè)計產(chǎn)生巨大的影響。主要的管道井分布類型包括管廊式、分散式豎向管井和集中式豎向管井三種布局方式。

分散式豎向管井縮短了水平服務(wù)管道，可增加房間凈高，各實驗室中服務(wù)設(shè)施規(guī)模相對較?。环?wù)設(shè)施獨互運作，能單獨關(guān)閉進行維護，不會對其它設(shè)施產(chǎn)生影響。但是這種布局方式占地面積相對較大，樓板需要更多加固措施（管道要穿過樓板）。集中式豎向管井的設(shè)備間相對較小，但是水平服務(wù)管道橫穿其它房間，如果規(guī)模較大可能影響室內(nèi)凈高。如果建筑規(guī)范、基地因素或者經(jīng)濟性等因素限定了建筑層高，宜采用分散式的布局方式，分散布置的管道井更適應(yīng)越來越高的衛(wèi)生要求。

一、管廊式

中間設(shè)管廊，內(nèi)部為一個通敞的空間，可靈活布置水平或豎向管網(wǎng)，一般用于管網(wǎng)要求較多的實驗室，這種實驗室空間分隔較自由。

單獨管廊帶：將各種管線集中一起設(shè)置管廊帶，便于管理，使得實驗室也更加整潔。管廊帶按可變工藝流程選擇位置。在一般的實驗室中，這種走廊常置于實驗室的中心地帶，可為各個實驗室提供所求。管廊帶內(nèi)除留有檢修通道外，一定要留有管線擴建預(yù)留地，以預(yù)防實驗室的工藝改變或者應(yīng)付將來的擴建需求。所以，一般管廊帶占地面積及空間都較大。管廊帶的平面形式常依實驗室的總體布局要求而定，一般常見的有一字形和丁字形等。

如杜邦醫(yī)藥化學樓，服務(wù)走廊與建筑的公共區(qū)域是分開的，建筑的靈活性則是通過這條走廊獲得，所有的工程系統(tǒng)都暴露在開放的頂棚內(nèi)。工程系統(tǒng)連接在每個實驗室的后部，允許維護人員不進入試驗區(qū)域就可以做出改變。玻璃器皿和化學藥品的儲藏室也可以從服務(wù)走廊進入而無需使用實驗室入口。

當然，對各種管線的敷設(shè)在實驗室設(shè)計中尚有多種形式，如設(shè)于走廊吊頂中；分設(shè)在各實驗室吊頂中等，但這些做法常應(yīng)用在小型實驗室中，對近代大型實驗室已不能滿足。

二、分散式豎向管井

具有水平布置的主干線和在一些垂直布置的分干線。在分散式豎向管井中，分干線垂直地貫穿工作區(qū)，并限制了在建筑使用過程中變更工藝與平面布置的可能性。這樣的管線系統(tǒng)是最經(jīng)濟的一種，并在實踐中被廣泛采用。一般適用于豎向為支管，水平方向為干管的管網(wǎng)系統(tǒng)，或排風系統(tǒng)較多的實驗室。豎向管井可設(shè)在建筑中間（內(nèi)管井），也可設(shè)在建筑外側(cè)（外管井）。內(nèi)管井一般靠近內(nèi)柱布置，在樓板上預(yù)留孔洞，或局部作雙梁，以便豎管通過，也可將柱子作成空腹形式（如N形、H形等），與管井結(jié)合。使用外管井的情況下，可以使室內(nèi)空間布置的靈活性更大一些。

具有這類管線系統(tǒng)的建筑，可建議用在這樣一類科研所中：即在基本上不改動平面布置的范圍內(nèi)要求有工藝的靈活性。

在這種模式中，工程管線的豎向通道，包在專門的壁龕中，可以從單側(cè)或兩側(cè)使用

（一）在具有單排布置分干線、單側(cè)活動的建筑中，每一層的壁龕服務(wù)一個實驗室單元，管線壁龕的間距，一般相當于結(jié)構(gòu)平面布置模數(shù)的縱向柱距。這些建筑的寬度不超過12—14米。單側(cè)布置的實驗室設(shè)計，利用建筑的有利朝向，可以創(chuàng)造最大的舒適。（二）具有雙排布置分干線、單側(cè)活動的直線型建筑，更為經(jīng)濟。實驗室布置在由壁龕形成的走廊兩側(cè)，壁龕的深度一般為0.6—0.8米（三）在具有單排布置分干線、雙側(cè)活動的建筑中，每層的管線壁龕分為兩個實驗單元服務(wù)。這類建筑的平面空間處理特點是：因為走道的存在，在空間組織中，有必要將管線轉(zhuǎn)接到走道后面的實驗房間中去。（四）在具有單排布置分干線、單側(cè)活動的建筑中，建筑的寬度不超過12—14米，可以形成大廳式的統(tǒng)一的工作空間；（五）具有雙排布置分干線、單側(cè)活動的建筑，可以形成大廳式的統(tǒng)一的工作空間。管線的預(yù)檢和修理，只能在工作空間進行，這就引起一系列使用上的不便。此外，布置在外墻里的管線壁龕，減少了采光口面積。如果必須使實驗室與外界環(huán)境的影響隔絕時，采用這種形式是合適的。

在美國哈佛大學新建科學中心，就是采用了外管井形式。該建筑物外墻一側(cè)為U形后張預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土柱子，柱高三層直通頂層機械室。外管井與結(jié)構(gòu)柱相結(jié)合，在柱內(nèi)布置排風管、水管及電管。另一側(cè)采用了外廊，在廊下可以吊掛各種水平管網(wǎng)，同時對于防火、疏散及遮陽也有一定作用。由于各開間均設(shè)有管井，且無內(nèi)柱，室內(nèi)空間分隔的靈活性較大，使建筑能靈活布置，以適應(yīng)化學、生物學、地質(zhì)學、物理學、數(shù)學、統(tǒng)計學及天文學等系實驗室的要求。

三、集中式管井

具有豎向集中布置的干線和水平布置的分配線，是在技術(shù)層中，布置有各種各樣管線的實驗用房的建筑群。

將管道豎井集中設(shè)置在建筑物的旁側(cè)或中間。各層設(shè)水平技術(shù)層，一般適用于豎向為干管，水平方向為支管的管網(wǎng)系統(tǒng)。這種型式，由于管井采用獨立結(jié)構(gòu)體系，便于實驗室結(jié)構(gòu)體系的統(tǒng)一化及標準化。管網(wǎng)可方便地通向各使用點，結(jié)合采用靈活隔墻及活動式家具設(shè)備，可取得一個靈活性很大的實驗空間。

在集中型中，管網(wǎng)分干線被布置在工作區(qū)范圍內(nèi)的每層水平地帶中，因此對工藝和平面布置變更，提供了廣闊的可能性。在這種情況下，實驗室房間在縱向和橫向都可以變更，這種管線布置在實踐中應(yīng)用很廣，可用于在功能和平面布置上要求有高度靈活性的實驗室。

在采取集中式管井的建筑形式中，由工程管網(wǎng)主干線的垂直方向集中點逐層地引出水平的分干線：

（一）在每個分區(qū)中心具有管線集中點的建筑中，為了在水平方向布置管線，要求有高度為1.2—2.4米的空間。這些管線一般布置在承重樓板和輕質(zhì)吊平頂之間，檢修管線是在工作室內(nèi)，從吊平頂下面進行的；

（二）具有布置在建筑物外部的管線集中點的建筑中，管線系統(tǒng)組織的特點——水平線相當長和設(shè)有技術(shù)層。管線的服務(wù)與實驗房間完全隔開，改變管線系統(tǒng)的組成和容量，不會引起困難，而且基本上不會中斷實驗工作。

在英國布利斯托爾工業(yè)大學科學建筑中，實驗室的結(jié)構(gòu)則采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土密肋樓板，便于樓板下作吊頂，形成水平技術(shù)層。水、電及天然氣管網(wǎng)均在集中豎井內(nèi)，各層水平方向布置環(huán)狀管網(wǎng)，并有支管通向各使用點，吊頂及地面上有規(guī)律地布置接管口及下水口，通過軟管與實驗管架相連接。

頂層設(shè)空調(diào)小室及排風機房。樓板上預(yù)留孔洞，蓋以50毫米厚的預(yù)制混凝土活動蓋板，可根據(jù)需要靈活布置排風豎管。所有的家具設(shè)備均采用活動式，當家具搬走后之，室內(nèi)便是形成一個開敞的大空間。這種實驗室建筑的結(jié)構(gòu)體系便于統(tǒng)一化，標淮化，增加了室內(nèi)空間布置的靈活性，提高了實驗單元的通用性，使其易于適應(yīng)不同實驗內(nèi)容的要求，同時也促進了實驗室建筑的工業(yè)化。

四、結(jié)語：

論文通過對管網(wǎng)布置的形式進行分析，提煉出其對醫(yī)藥類實驗室建筑靈活性設(shè)計的影響因素，希望通過對一些案例的整理歸納與研究，能夠挖掘出隱藏于個案之中的、與設(shè)計理念相對應(yīng)的、行之有效的方法和策略。

參考文獻：

[1]研究實驗室建筑.丹尼爾·D·沃奇 帕金斯與威爾公司著 中國建筑工業(yè)出版社.

[2]實用實驗室設(shè)計.瑞·弗格森著.中國建筑工業(yè)出版社.

[3]實驗室建筑設(shè)計.陸軫.中國建筑工業(yè)出版社.