乐动(中国)是科技进步的摇篮,是汇聚人类灵气和彰显人类文明的场所。随着科技日益精进,国家各领域内的乐动(中国)建设不断加大步伐,同时也对乐动(中国)建设水平及质量提出了更高的要求。因此,标准化设计与建设则成为满足现代乐动(中国)达到更高水平要求的重要技术支撑,同时也是科技强国的基本保障。
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乐动(中国)设计领域的空白—标准化乐动(中国)设计
以往我们对乐动(中国)的印象常常停留在学生时代的化学乐动(中国),所见所闻也仅局限于实验台、排风罩及一些实验器皿。当越来越多的接触医疗、科研行业后,对于乐动(中国)的类型、标准及模式也有了新的认识与见解。21世纪的乐动(中国)应是一种“设计标准化,细节人性化、运行智能化”的且满足各行各业科研人员使用需求的产品。
▲ 图1 标准化乐动(中国)意向图
其中标准化设计对于乐动(中国)从无到有的过程起着至关重要的作用。那么,何为“标准化乐动(中国)”?按学科划分,乐动(中国)可以分为化学、生物及物理乐动(中国),而标准化乐动(中国)概念则跳脱出实验类别,采取模块化、参数化、集成化的理念指导施工建设,对于不同用途、不同类型的乐动(中国)提取主要功能模块,将求同存异的思想贯穿始终,以不变应万变。(图1)
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行业现状
纵观中国当前乐动(中国)建设发展状况,可以总结为以下两点:
行业标准与规范不足
由于,乐动(中国)建筑属于一类特殊的公共建筑或公共建筑内的功能区,其系统的复杂性往往被人忽视,当前各类与乐动(中国)相关的建筑设计规范如下:
JGJ 91-2019《科研建筑设计标准》 | |
GB 50346-2011《生物安全乐动(中国)建筑技术规范》 | |
GB19489-2008《乐动(中国) 生物安全通用要求》 | |
GB 14925-2010《实验动物 环境及设施》 | |
GB 50189-2015《公共建筑节能设计规范》 | |
QX/T331-2016《智能建筑防雷设计规范》 | |
GB/T19495.2-2004《转基因产品检测 乐动(中国)技术要求》 | |
GB 18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》 | |
GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》 | |
JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》 | |
GB/T 50314-2015《智能建筑设计标准》 | |
GB 50243-2016《通风与空调工程施工质量验收规范》 | |
GB 50019-2011《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》 | |
GB 50016-2014《建筑设计防火规范》 |
这其中针对乐动(中国)本身的规范只占少数,诸如防火规范、电气设计规范等均需参照公共建筑的通用规范进行指导设计,事实上乐动(中国)内部各系统设计存在其特殊性,乐动(中国)设计必须结合其内部专业设施设备统筹考虑,如某化学乐动(中国)内设置有通风柜,那么房间排风则不需要设计,负压由通风柜排风量承担。
从业人员缺乏专业性
从事乐动(中国)专业设计的单位与相关技术人员稀缺,目前,大多数是以乐动(中国)家具生产厂家为主体的公司,同时兼顾工艺、装饰及内部系统设计,业主方往往采取施工招标附送设计的方式,对于设计阶段缺乏重视,且缺乏专业对口的设计人员,不能区分不同乐动(中国)的工艺要求。
一项大型科研实验建筑的设计,必须同时具备有经验的科研人员与设计人员,提出要求与实现功能相结合,二者配合,取长补短,才能逐步完善乐动(中国)各项需求。
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未来趋势
如果将乐动(中国)与住宅进行比较,那么标准化理念已经成熟的住宅模块正是乐动(中国)设计建设的发展方向。(图2)标准化设计是指在一定时期内,面向通用产品,采用共性条件,制定统一的标准和模式,开展的适用范围比较广泛的设计,适用于技术上成熟、经济上合理、市场容量充裕的产品设计。住宅采用标准化设计后,对于控制建设成本、缩短建设工期均有显著的效果,使得本来具有唯一性、不可复制属性的设计工作变得像工业产品一样量产。因新冠疫情而出现的方舱式PCR乐动(中国)就很好的诠释了标准化实验单元的概念。(图3)
▲ 图2 标准化模块思想
相比于建设规模较小的科研实验建筑,同样可以借鉴这样的模式,将乐动(中国)功能划分为科研实验区、科研辅助区、公共设施区、行政及生活服务区等。各区相对位置可以形成多种布置方式,而各区平面设计也可以嵌入标准化模块,这样一来,大乐动(中国)可以划分为多个小实验模块,与辅助及公共模块灵活搭配,形成一种即插即用、灵活可变的标准化设计体系。
▲ 图3 方舱式PCR乐动(中国)
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标准化乐动(中国)设计与建设的基本方法
标准化乐动(中国)设计可以分为概念设计、初步设计、深化设计三个阶段。各阶段工作步骤见表1,基于这些框架式的阶段性工作任务,乐动(中国)设计工作也以层层递进的方式推进。
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乐动(中国)建筑外围设计要点
乐动(中国)选址、设计和建造应符合国家和地方的环境保护和建设主管部门的规定和要求。乐动(中国)的防火和安全通道设置应符合国家的消防规定和要求,同时应考虑生物安全的特珠要求;必要时,应事先征询消防主管部门的建议。乐动(中国)的安全保卫应符合国家相关部门对该类设施的安全管理规定和要求。
从以下四个方面收集外围环境参数开始,将乐动(中国)建筑合理定位。
1)
满足动能:场址能有效支持科学实验建筑物、构筑物及场地的建设与发展,以及建成后科学实验的顺利开展。
2)
以人为本:场址在有利于科学家开展研究工作的同时,方便科学家开展社会交流活动。
3)
环境安全:该场址建成料学实验建筑后,场地环境的声、光、热、气、粉全、菌,乃及至爆炸、燃烧、辐射等环境影响参数,必须符合有关法律、法规、规范等规定。
4)
经济性:在满足上述原则的基础上,场址选择必须有利于降低建设成本。
表1 乐动(中国)标准化设计工作内容
工作步骤 | 概念 设计 | 初步 设计 | 深化 设计 |
了解场地信息(面积、层高、相对位置) | ▲ | ||
与使用者沟通基本需求(实验类型、使用需求、感官需求等) | ▲ | ||
建立乐动(中国)空间布局标准 | ▲ | ||
对需求实验房间汇总归类(面积、数量) | ▲ | ||
在场地空间内进行平面方案设计 | ▲ | ||
汇总各实验房间、辅助房间的电气、智能化、给排水、暖通、气体、纯水的技术需求表 | ▲ | ▲ | |
计算项目各功能房间经济技术指标;简明扼要说明项目实验废水排放、空调通风(含排风与洁净)、供电情况、气体供应系统(含UPS)、纯水供应系统(水质标准)等重要系统的基本情况 | ▲ | ||
成本测算 | ▲ | ▲ | ▲ |
乐动(中国)整体规模测算可以从表2的经验值进行确定,以便于总体规划部署。当划定区域后,则进行内部功能模块的划分,从表3可以看出,核心实验用房面积占比在50%-60%之间,辅助及公共设施面积占比约30%,这两大块功能区构成了科研实验建筑的主要职能用房,只要把握好这些模块的相对关系,那么乐动(中国)便是和谐统一的整体,且对于后续施工建设具有分步、分区的指导作用,便于其流水作业。
表2 乐动(中国)建筑面积指标 单位:㎡/人
表3 乐动(中国)各功能模块面积占比单位:%
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乐动(中国)建筑系统设计要点
第二步,通过全面而精简的需求调查表统计并汇总使用人员的要求,并体现于图纸文件之上。这是设计之初最为关键的一步,所有要落实的硬件、技术参数等均需在本过程中确定。(见表4)
表4 乐动(中国)设计需求调查表
叁
结合某国家级科研院所项目探索具备可行性的实操方法
某国家级科研院所项目位于浙江杭州下沙经济开发区医药港小镇范围内,总体规划分两期实施,分别建成科研实验中心、临床研究中心,结合医药港小镇自身优势,形成产、学、研一体化科研产业链。
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项目概况
一期项目为原学校校舍改建(图4),占地面积约120亩,建筑面积3.5585万平方米,主要包括行政楼、实验楼和其他附属设施,以及用于科研的公共实验平台等,满足2-3个院士团队和200人入驻要求。一期计划投入8.0亿元,其中基建改造、装修、智能化及试验台、通风柜等基础实验设施等费用2.0亿元;实验仪器设备及其他设施设备6.0亿元。
二期项目为一期项目周边预留土地,占地面积不少于80亩,建筑面积20万平方米,主要包括中科院重离子研究中心、中科院生物医药技术成果育成中心、国家级生物样本库中心、国家级肿瘤大数据中心、成果转化平台、专门实验平台、实验动物平台等。计划2021年建成投入使用,满足20个科研团队、1000人入驻要求,以及其他未来发展需要。
▲ 图4 一期项目总平面图
2
遇到的问题
项目推进过程中,由于工期紧、任务重,作为使用方管理者,不仅要协调外部关系,确保项目各项程序畅通无阻,更为重要的是对于项目各项技术要求及使用功能的整体把控。
1)
需求搜集过程艰难。由于项目涉及生物、化学乐动(中国)、生物样本库等多种专业实验单元,先期建设阶段各乐动(中国)、平台使用团队并未确定,难以获取准确且详细的需求信息,这对深化设计及工作造成了很大的阻碍。虽然可以借助有经验的实验师完成大部分资料收集工作,但招投标从实际使用情况来看,乐动(中国)为实验团队服务,每个实验团队有其个性化的要求,确实众口难调,并不能尽善尽美。比如最普通的实验椅,对于每个实验者来说可能都有不同看法,这些主观原因会极大的阻碍前期工作的推进。
2)
设计与施工契合度差。基于图纸进度滞后且完成度不够的情况,为了追赶工期,施工方只能采取穿插作业,尽可能将已确定的、基础性的工作稳步推进;某些限制少、自由度高的功能区就反而成了最难处理的部分,对于不可预见的改动是施工方最不愿经历的过程,就像上阵打仗,一鼓作气,再而衰,三而竭。跳过这些区域则会一定程度影响整体工序安排及进度,就如同路障一般,车辆只能绕行,影响整体效率。
设计施工与人才引进过程中的协调与配合问题。正常情况下,设计施工应根据人才团队研究方向开展相关工作,但是这样的理想状况只在少数,本项目中,设计阶段只确定了少数的团队,也针对其科研方向配置满足要求的乐动(中国)系统及仪器设备,但这样的区域只占15%,更多的乐动(中国)则难以按一定的参数要求设计建设,人才引进过程普遍滞后于乐动(中国)建设,因此这是一个新建大型科研院所常见的矛盾点。
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解决对策
对于上述三点问题,其最优解决对策不在于分别解开各自的症结,我们完全可以换一种思路,采用一种具备交集性质的通用解将多问题归为单一问题并解决它。标准化乐动(中国)设计建设思路正是符合上述属性的对策,对于一些没有权属的乐动(中国)区域,我们采用以实验台为单元的开放式大实验区,今后PI组入驻后,也以实验台为单位进行分配,每层搭配一定数量的细胞间供整层数个科研团队共用。
这样普通PI乐动(中国)可分为分配到个体的开放式乐动(中国)以及共用性质的细胞乐动(中国)、仪器间、清洗灭菌间等。按上述解构的思路开展乐动(中国)设计,可以避免不确定因素带来的影响,建设者可以将焦点放在分配比例上,而诸如清洗灭菌、试剂存储等辅助房间面积较为固定,只有细胞间与仪器间需由经验丰富的科研人员推算今后的需求,原则上这些重要的共用乐动(中国)可以靠上限预留。
另一类乐动(中国)为公共实验平台,如实验动物平台、细胞表征平台、材料测试平台、生物样本中心等,此类乐动(中国)设计建设关键点在于确定区域面积,此面积多与内部设备功能需求有关:实验动物中心与笼具数量(小动物数量)关系密切,生物样本中心则与拟存储样本量有关。这些都是关系到项目总体规模及投资的重要指标参数,属于顶层设计的一部分,所有科研项目都必须尽早确定。
对于乐动(中国)内部系统设计,同样采用标准化设计理念,从空间上分为上、中、下三个层次,顶部集成水、电、暖通、气路并通过吊塔或实验台设备立柱衔接中间层次的实验台,而下部则为下水、强弱电终端等必要的设施。近几年兴起的BIM设计则非常契合乐动(中国)标准化设计建设思路,通过建筑信息模型进行各专业管线的碰撞模拟与布局模拟可以很好的对多个模块进行部署,直观明了的对待定区域进行方案模拟。
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归纳总结
乐动(中国)标准化建设理念的推广和应用,是对整个行业的规范与提升。正如中国标准化杂志社社长赵宏春所强调的“现代乐动(中国)标准化建设更是质量强国的重要保障”。从质量所包含的生物医药、工业产品、建筑工程、服务等几大类别来看,任何产品在制造和设计过程中,都离不开乐动(中国),乐动(中国)为产品质量的提高和发展提供重要的技术支撑,而乐动(中国)本身能力和水平的高低,却与其标准化建设程度密不可分。