以往我們對實(shí)驗(yàn)室的印象常常停留在學(xué)生時(shí)代的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，所見所聞也僅局限于實(shí)驗(yàn)臺、排風(fēng)罩及一些實(shí)驗(yàn)器皿。當(dāng)越來越多的接觸醫(yī)療、科研行業(yè)后，對于實(shí)驗(yàn)室的類型、標(biāo)準(zhǔn)及模式也有了新的認(rèn)識與見解。21世紀(jì)的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)是一種“設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，細(xì)節(jié)人性化、運(yùn)行智能化”的且滿足各行各業(yè)科研人員使用需求的產(chǎn)品。

       其中標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)對于實(shí)驗(yàn)室從無到有的過程起著至關(guān)重要的作用。那么，何為“標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)室”？按學(xué)科劃分，實(shí)驗(yàn)室可以分為化學(xué)、生物及物理實(shí)驗(yàn)室，而標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)室概念則跳脫出實(shí)驗(yàn)類別，采取模塊化、參數(shù)化、集成化的理念指導(dǎo)施工建設(shè)，對于不同用途、不同類型的實(shí)驗(yàn)室提取主要功能模塊，將求同存異的思想貫穿始終，以不變應(yīng)萬變。（圖1）

縱觀中國當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室建設(shè)發(fā)展?fàn)顩r，可以總結(jié)為以下兩點(diǎn)：

由于，實(shí)驗(yàn)室建筑屬于一類特殊的公共建筑或公共建筑內(nèi)的功能區(qū)，其系統(tǒng)的復(fù)雜性往往被人忽視，當(dāng)前各類與實(shí)驗(yàn)室相關(guān)的建筑設(shè)計(jì)規(guī)范如下：

這其中針對實(shí)驗(yàn)室本身的規(guī)范只占少數(shù)，諸如防火規(guī)范、電氣設(shè)計(jì)規(guī)范等均需參照公共建筑的通用規(guī)范進(jìn)行指導(dǎo)設(shè)計(jì)，事實(shí)上實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部各系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在其特殊性，實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)必須結(jié)合其內(nèi)部專業(yè)設(shè)施設(shè)備統(tǒng)籌考慮，如某化學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)置有通風(fēng)柜，那么房間排風(fēng)則不需要設(shè)計(jì)，負(fù)壓由通風(fēng)柜排風(fēng)量承擔(dān)。

從事實(shí)驗(yàn)室專業(yè)設(shè)計(jì)的單位與相關(guān)技術(shù)人員稀缺，目前，大多數(shù)是以實(shí)驗(yàn)室家具生產(chǎn)廠家為主體的公司，同時(shí)兼顧工藝、裝飾及內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計(jì)，業(yè)主方往往采取施工招標(biāo)附送設(shè)計(jì)的方式，對于設(shè)計(jì)階段缺乏重視，且缺乏專業(yè)對口的設(shè)計(jì)人員，不能區(qū)分不同實(shí)驗(yàn)室的工藝要求。

一項(xiàng)大型科研實(shí)驗(yàn)建筑的設(shè)計(jì)，必須同時(shí)具備有經(jīng)驗(yàn)的科研人員與設(shè)計(jì)人員，提出要求與實(shí)現(xiàn)功能相結(jié)合，二者配合，取長補(bǔ)短，才能逐步完善實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)需求。

如果將實(shí)驗(yàn)室與住宅進(jìn)行比較，那么標(biāo)準(zhǔn)化理念已經(jīng)成熟的住宅模塊正是實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)建設(shè)的發(fā)展方向。（圖2）標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)是指在一定時(shí)期內(nèi)，面向通用產(chǎn)品，采用共性條件，制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和模式，開展的適用范圍比較廣泛的設(shè)計(jì)，適用于技術(shù)上成熟、經(jīng)濟(jì)上合理、市場容量充裕的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。住宅采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)后，對于控制建設(shè)成本、縮短建設(shè)工期均有顯著的效果，使得本來具有唯一性、不可復(fù)制屬性的設(shè)計(jì)工作變得像工業(yè)產(chǎn)品一樣量產(chǎn)。因新冠疫情而出現(xiàn)的方艙式PCR實(shí)驗(yàn)室就很好的詮釋了標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)單元的概念。（圖3）

相比于建設(shè)規(guī)模較小的科研實(shí)驗(yàn)建筑，同樣可以借鑒這樣的模式，將實(shí)驗(yàn)室功能劃分為科研實(shí)驗(yàn)區(qū)、科研輔助區(qū)、公共設(shè)施區(qū)、行政及生活服務(wù)區(qū)等。各區(qū)相對位置可以形成多種布置方式，而各區(qū)平面設(shè)計(jì)也可以嵌入標(biāo)準(zhǔn)化模塊，這樣一來，大實(shí)驗(yàn)室可以劃分為多個(gè)小實(shí)驗(yàn)?zāi)�塊，與輔助及公共模塊靈活搭配，形成一種即插即用、靈活可變的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)體系。

標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)可以分為概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)三個(gè)階段。各階段工作步驟見表1，基于這些框架式的階段性工作任務(wù)，實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)工作也以層層遞進(jìn)的方式推進(jìn)。

實(shí)驗(yàn)室選址、設(shè)計(jì)和建造應(yīng)符合國家和地方的環(huán)境保護(hù)和建設(shè)主管部門的規(guī)定和要求。實(shí)驗(yàn)室的防火和安全通道設(shè)置應(yīng)符合國家的消防規(guī)定和要求，同時(shí)應(yīng)考慮生物安全的特珠要求；必要時(shí)，應(yīng)事先征詢消防主管部門的建議。實(shí)驗(yàn)室的安全保衛(wèi)應(yīng)符合國家相關(guān)部門對該類設(shè)施的安全管理規(guī)定和要求。

從以下四個(gè)方面收集外圍環(huán)境參數(shù)開始，將實(shí)驗(yàn)室建筑合理定位。

實(shí)驗(yàn)室整體規(guī)模測算可以從表2的經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行確定，以便于總體規(guī)劃部署。當(dāng)劃定區(qū)域后，則進(jìn)行內(nèi)部功能模塊的劃分，從表3可以看出，核心實(shí)驗(yàn)用房面積占比在50%-60%之間，輔助及公共設(shè)施面積占比約30%，這兩大塊功能區(qū)構(gòu)成了科研實(shí)驗(yàn)建筑的主要職能用房，只要把握好這些模塊的相對關(guān)系，那么實(shí)驗(yàn)室便是和諧統(tǒng)一的整體，且對于后續(xù)施工建設(shè)具有分步、分區(qū)的指導(dǎo)作用，便于其流水作業(yè)。

表2 實(shí)驗(yàn)室建筑面積指標(biāo)        單位：㎡/人

表3 實(shí)驗(yàn)室各功能模塊面積占比單位：%

第二步，通過全面而精簡的需求調(diào)查表統(tǒng)計(jì)并匯總使用人員的要求，并體現(xiàn)于圖紙文件之上。這是設(shè)計(jì)之初最為關(guān)鍵的一步，所有要落實(shí)的硬件、技術(shù)參數(shù)等均需在本過程中確定。（見表4）

表4 實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)需求調(diào)查表

某國家級科研院所項(xiàng)目位于浙江杭州下沙經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)醫(yī)藥港小鎮(zhèn)范圍內(nèi)，總體規(guī)劃分兩期實(shí)施，分別建成科研實(shí)驗(yàn)中心、臨床研究中心，結(jié)合醫(yī)藥港小鎮(zhèn)自身優(yōu)勢，形成產(chǎn)、學(xué)、研一體化科研產(chǎn)業(yè)鏈。

一期項(xiàng)目為原學(xué)校校舍改建（圖4），占地面積約120畝，建筑面積3.5585萬平方米，主要包括行政樓、實(shí)驗(yàn)樓和其他附屬設(shè)施，以及用于科研的公共實(shí)驗(yàn)平臺等，滿足２-３個(gè)院士團(tuán)隊(duì)和200人入駐要求。一期計(jì)劃投入8.0億元，其中基建改造、裝修、智能化及試驗(yàn)臺、通風(fēng)柜等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)施等費(fèi)用2.0億元;實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及其他設(shè)施設(shè)備6.0億元。

二期項(xiàng)目為一期項(xiàng)目周邊預(yù)留土地，占地面積不少于80畝，建筑面積20萬平方米，主要包括中科院重離子研究中心、中科院生物醫(yī)藥技術(shù)成果育成中心、國家級生物樣本庫中心、國家級腫瘤大數(shù)據(jù)中心、成果轉(zhuǎn)化平臺、專門實(shí)驗(yàn)平臺、實(shí)驗(yàn)動物平臺等。計(jì)劃2021年建成投入使用，滿足20個(gè)科研團(tuán)隊(duì)、1000人入駐要求，以及其他未來發(fā)展需要。

項(xiàng)目推進(jìn)過程中，由于工期緊、任務(wù)重，作為使用方管理者，不僅要協(xié)調(diào)外部關(guān)系，確保項(xiàng)目各項(xiàng)程序暢通無阻，更為重要的是對于項(xiàng)目各項(xiàng)技術(shù)要求及使用功能的整體把控。

設(shè)計(jì)施工與人才引進(jìn)過程中的協(xié)調(diào)與配合問題。正常情況下，設(shè)計(jì)施工應(yīng)根據(jù)人才團(tuán)隊(duì)研究方向開展相關(guān)工作，但是這樣的理想狀況只在少數(shù)，本項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)階段只確定了少數(shù)的團(tuán)隊(duì)，也針對其科研方向配置滿足要求的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)及儀器設(shè)備，但這樣的區(qū)域只占15%，更多的實(shí)驗(yàn)室則難以按一定的參數(shù)要求設(shè)計(jì)建設(shè)，人才引進(jìn)過程普遍滯后于實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，因此這是一個(gè)新建大型科研院所常見的矛盾點(diǎn)。

對于上述三點(diǎn)問題，其最優(yōu)解決對策不在于分別解開各自的癥結(jié)，我們完全可以換一種思路，采用一種具備交集性質(zhì)的通用解將多問題歸為單一問題并解決它。標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)建設(shè)思路正是符合上述屬性的對策，對于一些沒有權(quán)屬的實(shí)驗(yàn)室區(qū)域，我們采用以實(shí)驗(yàn)臺為單元的開放式大實(shí)驗(yàn)區(qū)，今后PI組入駐后，也以實(shí)驗(yàn)臺為單位進(jìn)行分配，每層搭配一定數(shù)量的細(xì)胞間供整層數(shù)個(gè)科研團(tuán)隊(duì)共用。

這樣普通PI實(shí)驗(yàn)室可分為分配到個(gè)體的開放式實(shí)驗(yàn)室以及共用性質(zhì)的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室、儀器間、清洗滅菌間等。按上述解構(gòu)的思路開展實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)，可以避免不確定因素帶來的影響，建設(shè)者可以將焦點(diǎn)放在分配比例上，而諸如清洗滅菌、試劑存儲等輔助房間面積較為固定，只有細(xì)胞間與儀器間需由經(jīng)驗(yàn)豐富的科研人員推算今后的需求，原則上這些重要的共用實(shí)驗(yàn)室可以靠上限預(yù)留。

另一類實(shí)驗(yàn)室為公共實(shí)驗(yàn)平臺，如實(shí)驗(yàn)動物平臺、細(xì)胞表征平臺、材料測試平臺、生物樣本中心等，此類實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)建設(shè)關(guān)鍵點(diǎn)在于確定區(qū)域面積，此面積多與內(nèi)部設(shè)備功能需求有關(guān)：實(shí)驗(yàn)動物中心與籠具數(shù)量（小動物數(shù)量）關(guān)系密切，生物樣本中心則與擬存儲樣本量有關(guān)。這些都是關(guān)系到項(xiàng)目總體規(guī)模及投資的重要指標(biāo)參數(shù)，屬于頂層設(shè)計(jì)的一部分，所有科研項(xiàng)目都必須盡早確定。

對于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同樣采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)理念，從空間上分為上、中、下三個(gè)層次，頂部集成水、電、暖通、氣路并通過吊塔或?qū)嶒?yàn)臺設(shè)備立柱銜接中間層次的實(shí)驗(yàn)臺，而下部則為下水、強(qiáng)弱電終端等必要的設(shè)施。近幾年興起的BIM設(shè)計(jì)則非常契合實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)建設(shè)思路，通過建筑信息模型進(jìn)行各專業(yè)管線的碰撞模擬與布局模擬可以很好的對多個(gè)模塊進(jìn)行部署，直觀明了的對待定區(qū)域進(jìn)行方案模擬。

實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)理念的推廣和應(yīng)用，是對整個(gè)行業(yè)的規(guī)范與提升。正如中國標(biāo)準(zhǔn)化雜志社社長趙宏春所強(qiáng)調(diào)的“現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)更是質(zhì)量強(qiáng)國的重要保障”。從質(zhì)量所包含的生物醫(yī)藥、工業(yè)產(chǎn)品、建筑工程、服務(wù)等幾大類別來看，任何產(chǎn)品在制造和設(shè)計(jì)過程中，都離不開實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室為產(chǎn)品質(zhì)量的提高和發(fā)展提供重要的技術(shù)支撐，而實(shí)驗(yàn)室本身能力和水平的高低，卻與其標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)程度密不可分。