实验室设计基础-实验室模块

    实验室模块在任何试验机构中都是重要的单元。如果设计准确的话，一个实验室模块将与所有的建筑和工程系统充分协调一个良好设计的模块平面将提供以下好处：

1.灵活性。

    实验室模块将鼓励在建筑内部进行改变。研究始终在变化，而建筑业必须考虑适当的变化。许多私人研究公司每年平均对它们的实验室中的25%进行物理改变。大多数的学术机构每年改变布置实验室的5%-10%。

2.扩建

    实验室设计模块的使用使建筑轻松适应所必需的扩张或收缩而不用牺牲机构的功能性。

一、基本实验室木块

    一个普通的实验室模块具有大约10英尺6英寸的宽度但深度从20英尺到33英尺不等。深度以实验室所必须的尺寸和结构系统的成本效益为基础。10英尺6英寸的尺寸基于每面墙上有两列工作台和设备，一条5英尺的过道，还有6英寸用于分割实验室的隔墙厚度。5英尺的过道宽度被认为是最小的，这是由于美国残疾人法案（ADA）的要求而且要允许一个研究者经过另一个研究者而不会干扰。所有实验室之间的隔墙应当保持6英寸的墙厚，无论墙体是在初始建造期间建成或可能是后来再改造期间添加的。

    假如实验室模块没有很好地经过设计，两件事情可能会发生。假如模块太宽的话，建筑的使用面积比率将不能达到它应有的效率和成本效益，而建筑将会比它所需的更大且更贵。假如实验室模块太窄的话，结果要么是过道太窄，创造一种不安全的实验环境，要们就将只有一面墙上有工作台的空间。假如实验室建筑的设计并不基于一个实验室模块的话，那么最初和长期的运行费用都将因为更低效率建造的建造而变得更高。

    不用类型的实验室空间，比如说实验室、实验服务空间和办公室，都被表达为多个基本模块的叠加。加入一个新建实验室建筑设计成使用砖石单元的话，模块的尺寸应当被调整到10英寸4英寸或10英尺8英寸来结合砖模数，砖模数一般都基于一个8英寸的增量。10英尺4英寸的模块对于至少两个实验室模块组成一间实验室的建筑来说是很好的。假如有几个要求一个实验室模块的小型实验室的话，10英尺8英寸的模块应当被考虑。

二、双向模块

    另一种灵活度可以通过设计一个在两个方向上都有效的实验室模块来获得。采用10英尺6英寸的一般宽度和一个21英尺两倍的10英尺6英寸模数或31英尺6英寸三倍的10英尺6英寸模数的进深使工作台可以在任何一个方向上进行组织。这种概念比基本实验室模块概念更适用于使用者但可能要求更多的空间。

    双向网格的使用有利于适应不同长度的工作台排布。工作台可能不得不移动以创造一个不同类型或尺寸的工作站。许多情况下，具有可移动的工作台以适应他们团队正在进行的特殊研究。假如有必要的话，公用管道的挂接应当布置在10英尺6英寸模块的交接处。

三、三维实验室模块

    三维实验室模块的设计概念将基本实验室模块或一个双向实验室模块与建筑每一层的实验室走廊布置结合在一起。这意味着一个三维实验室模块可以在某一层具有单走廊布置，在另一层具有双走廊的布置，以此类推。要创造一个三维实验室模块：

1.必须确定一个基本或双向的实验室模块。

2.所有竖向升起都必须充分协调（竖向升起包括防火楼梯、电梯、卫生间和共公用管道竖井）。

3.机械。电气和管道系统必须协调到顶棚中去以配合多走廊的布置。

    全方位关注一座建筑将是设计者更好地应对每一层研究者和机构的项目需要。一个三维的设计使每一层的走廊布置易于改变，从而鼓励了改造。这种方式特别推荐给大多数的机构使用，单它要求在初始设计中进行更多的思考和协调。

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四、场地规划

    有几个问题必须在规划一个新建实验室建设建筑的场地时考虑。一个人刚到达场地时，建筑及其入口处的景观对于道路识别和保安是重要的。为了方便和保安访客停车应当靠近门前。可能需要一个门卫作为进入建筑的一个控制点。

    雇员的停车也一直是个问题。地面停车比建筑停车需要更多的土地，但需要的费用约是1/10.在实验室建设地下停车并不非常普遍，因为典型的实验室模块并不容易对应于典型的停车模块，而业主必须花额外的钱将建筑停车结合到实验室建筑中来。

    装卸平台应该使运送和服务内容到达，但要远离步行和汽车流线。偏远的装卸平台（卡车使用它们）可能不雅观，需要考虑周到的位置和遮挡。机械设备和垃圾罐通常位于装卸平台附近，应该用栅栏、墙或地貌遮挡起来。

    另一个关键的场地规划问题包括进气口和排气烟囱的位置。风向分析将帮助设计者了解废气将如何消散以及它是否可能对附近的建筑产生任何问题。所有场地规划的解决办法都必须遵守美国残疾人法案（ADA）（ADA 遵守的问题一安全、保安和规范考虑）。

五、外部形象

有几个问题会影响任何一幢建筑的外部形象：

1.场地背景

2.建筑和文化背景

3.业主的目标

此外，有两个外观设计的问题是多数实验室建筑所特有的：

1.办公室、实验室和主要机械设备空间的物理组织和设计（策划）

2.排气烟囱的尺寸、数量和建筑表达

一、通常的外部形象问题

1.场地背景

根据一座建筑是建在开放的绿野场地上，还是添加到现存的园区中从而必须与周围的建筑发生联系，场地背景问题会有所区别。

2.建筑和文化背景

建筑的风格是业主的愿望、建筑师的品味、当代流行的风格、气候、策划和背景的作用结果。

3.业主的目标

    业主的目标对于一个工程的最终形象具有显著响。业主的目标可能包括在特定的造价标准内设计建筑，确定总体形象和公司想要传达的信息，建造鼓励团队间交流的空间并且提供一个产生更高质量研究的环境。

二、实验室特有的外部形象问题

1.物理组织和设计

    合理的物理组织和办公室、实验室与服务机械设备空间的三维体量对于确定一座实验室建筑的形象是关键的。办公建造比实验室建造更简单和便宜。当办公室被集中在一个足够大的区域中时（通常至少建筑的25%-50%），它们可以结合更富雕塑感的细部和体量。办公室设计并不一定要基于实验室模块。外部可以有更多的玻璃；墙体可以有更多种形状和角度；而机械系统可以比实验

    合理的物理组织和办公室、实验室与服务机械设备空间的三维体量对于确定一座实验室建筑的形象是关键的。办公建造比实验室建造更简单和便宜。当办公室被集中在一个足够大的区域中时（通常至少建筑的25%-50%），它们可以结合更富雕塑感的细部和体量。办公室设计并不一定要基于实验室模块。外部可以有更多的玻璃；墙体可以有更多种形状和角度；而机械系统可以比实验室建筑更简单且更划算。

    大多数研究者更喜欢他们的办公室沿着外墙布置以享有自然光线和景色。实验室通常都组织在矩形的体量中以实现用实验室模块设计的成本效益和效率。效率较高的实验建筑应当具有至少20000平方英尺的平面布置。一座每层建筑面积30000平方英尺的实验室建筑通常是最有效率的，因为它将不要求额外的防火楼梯、电梯、卫生间或机械设备空间。

    一座实验室建筑的视觉形象的另一个关键方面在于玻璃的数量。结合玻璃的决定基于内部空间所期待的光线数量，更喜欢外部形象，以及玻璃的费用。大多数实验室并不要求许多玻璃。一般来说，工作台沿整个外墙或者大部分外墙布置成3英尺高。推荐的顶棚高度通常范围为9英尺6英寸至10英尺。这考虑了一些间接照明（假如需要的话），实验室中循环空起的合理量，以及从心理学角度考虑的实验室合理容量。对于大多数实验室来说，外部玻璃和内部玻璃隔断一样都应当位于装修地面上方3英尺至9英尺6英寸之间，这是由于三个主要原因：

1.玻璃墙会比砖砌墙贵50%-100%。

2.玻璃会对每年采暖和制冷的费用产生影响。法规官员要求对每座新建筑进行一个能量分析来决定玻璃的数量和质量，以及它对整座建筑能效的影响。

3.研究者需要一定量的墙面空间用于办公家具、工作台以及设备。