藥物研究中心建筑設計剖析

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1當代實驗建筑的新特點

從多方面實現建筑內部的靈活性。人性化的設計。舒適的實驗環境能夠為高強度工作的科研人員激發創造力，如適合人體工效學的座椅和靈活的工作臺、令人愉悅的辦公氛圍、適當私密的聲音工作環境、共享的交流空間等。

2鄭州大學藥物安全性評價研究中心設計理念

2.1項目概況

該中心不僅是我國中西部地區設在高校的第一個藥物安全認證機構，鄭州大學也將因此成為我國第4個具有藥物安全性評價資質的高校。該中心位于河南省鄭州市高新區的鄭州大學科技園內。項目地塊西側緊鄰長椿路，長椿路西為鄭州大學新校區;北側緊鄰鄭州大學理工學科平臺;南側為鄭州九冶三維化工機械有限公司。基地地形平坦，東西約122m，南北約120m，總用地規模14432m2，約合14407.2m2(見圖1和建筑視窗)。

2.2項目特點

2.2.1功能復雜

該中心包括藥物藥理實驗、動物實驗、辦公研究、檔案存貯、學術交流、貴賓接待等多種功能，這些功能各自均有其特殊的設計要求。尤其動物實驗是一項復雜的系統工程，涉及建筑、空調、凈化、生物學、微生物學、實驗動物學等多個學科，不同于一般的實驗設施。其最大特點是需要全面控制微生物及防止交叉污染的措施，并且能耗大，對外環境、供電、供暖等均有特殊要求。此外，該中心還分別隸屬于兩個不同的單位，每個單位需要相對獨立的出入口和戶外空間;怎樣解決建筑的復雜性、獨立性與完整性就成了設計者面臨的問題。

2.2.2環境特殊、形象設計要求高

該中心所在地段緊鄰鄭州大學新校區工科園，業主要求建筑風格既要體現現代大學的人文特征，又能創造樸素的文化內涵。鄭州大學新校區工科園的主體建筑以方形體量為主，框架梁與柱均突出墻面，整齊統一，光影關系明晰;色調以灰白色為主;大片玻璃幕墻與實體墻面形成鮮明的對比，整個建筑群呈現出嚴謹、有序的理性特征(圖2)。該中心與鄭州大學工科園遙相呼應，因此，在建筑風格上與其盡量協調，并在此基礎上突出現代實驗建筑的理性特征。

2.3設計原

則實驗建筑需要滿足其首要功能:科學實驗。基于對該項目的深入分析，制定了如下設計原則。1)科學性:嚴格遵循各種國家與行業的標準與規范;功能分區科學合理，滿足科學實驗的設計要求。2)完整性:總體布局與建筑風格都盡量延續該地段環境的完整性。4)人性化:在設計中貫徹人性化的因素，盡量創造宜人的工作實驗環境。5)可持續性:在建筑、結構、材料等設計中強調綠色、環保與可持續的理念。

2.4總平面設計

地段西側是高新區的主干道:長椿路，將主入口設置在地塊西側中部，使其穩重、大氣，標識明確。該中心包括主樓、動物實驗樓(北配樓)和實驗動物中心三個部分(圖3)。主樓6層，東西向排布，正對主入口，形成良好的景觀展示。實驗樓(北配樓)4層，位于主樓北側，南北朝向，與主樓之間通過4層連廊相聯，既便于獨立使用，又便于功能聯系。實驗動物中心5層，位于主樓南側，同樣南北朝向，其主入口朝南，便于獨立使用。主樓、實驗樓(北配樓)和實驗動物中心三部分呈倒“∏”布局，圍合成主廣場區，主廣場區以硬質鋪地和綠化為主，滿足日常車輛交通、人員集散的需要;3個功能區布局緊湊，分區合理，既不相互干擾，又聯系緊密。總平面布局嚴格遵循“人車分流、人貨分流、污潔分流”的規劃理念，圍繞基地四周形成6m寬的環形車輛通道，日常辦公人員由主廣場直接進入各個功能區;車流及貨物運輸進入地塊后，由6m寬的環形車輛通道引導到達各個功能區。

2.5建筑單體設計

主樓高23.8m，建筑面積6101m2，柱網采用6.9m×7.2m。為了與北配樓和實驗動物中心相協調，1層層高定為4m，2～6層高則根據藥學實驗室的功能需要定為3.8m。1層主要布置有門廳、會議等一些常用功能;2層主要安排工作人員辦公室;3～6層為藥學實驗室。北配樓高17.6m，建筑面積3882m2，柱網采用6.0m×7.5m。由于北配樓主要供動物實驗用，因此，層高設為4.2m。1～2層為小屏障區，即普通級動物實驗區，主要安排有犬、猴、兔、豚鼠飼養與實驗室;3～4層為大屏障區，SPF級動物實驗區。主樓南側為實驗動物中心，高21.8m，建筑面積3587m2，柱網采用6.0m×6.9m，層高4.2m。1層為綜合辦公教學區;2層為小屏障區，普通級動物實驗公共平臺，2～5層為大屏障區，SPF級動物實驗區。該中心的功能布局很好地體現了設計原則，并滿足了建筑對科學實驗的空間需求和實驗流程的空間序列(圖4)。

2.6立面設計

該建筑的特殊性使立面設計充滿著挑戰，體現在以下幾個方面:1)動物試驗建筑與辦公建筑并列的矛盾。一般動物實驗室對微環境要求極為嚴格，因此，國際上大多采用全密閉、無開窗的形式，這種形式往往會沉悶、壓抑，與主樓的辦公建筑風格極為不符。2)該建筑與鄭州大學、高新區建筑風格協調的問題。該中心位于鄭州大學東側的科技園區內，可以說是鄭州大學建筑風格在校外的延伸與體現。如何將高校建筑與實驗建筑風格更好地融合是在設計過程中時刻需要探討的話題。3)實驗建筑風格與人性化設計的矛盾。封閉、嚴謹與理性是實驗建筑所體現出的特有風格，這種風格與人性化設計所要求的開敞、明朗與親切形成了矛盾，而如何解決這種矛盾正是該項目的魅力所在。通過對上述幾個方面的思考，最終主樓以豎向窗為主，僅在交通部分采用大面積落地玻璃窗;北配樓與試驗動物中心則以實墻為主，入口和樓梯間采用玻璃幕墻和混凝土框架相結合。從建筑西廣場望去，三者通過一致的建筑材料、統一的立面劃分與突出墻面的梁柱框架達到了完美的統一。主樓沉穩、堅定，體現了鄭州大學厚重的性格特征;南北兩幢配樓簡潔有力，輕盈與凝重、透明與封閉的對比極好地詮釋了實驗建筑的性格。整個建筑樸實無華，細膩耐久，將自然的有機因素和嚴肅的科學形象相結合，沒有絲毫的張揚，卻依然醒目(圖5、圖6)。

2.7技術設計

該項目除了滿足一般的技術規范要求之外，還需要滿足GB19489—2004《實驗室生物安全通用要求》、GB50346—2004《生物安全實驗室建筑技術規范》、GB14925—2001《實驗動物環境及設施》和GB50591—2010《潔凈室施工及驗收規范》等相關規范要求。

2.7.1采暖通風設計

該中心主樓空調系統為風機盤管加新風系統，新風采用自然補償。北配樓和實驗動物中心空調系統均采用集中式中央空調系統，其中除2層采用舒適空調外，各樓層均采用全新風凈化空調系統，排風系統采用高效過濾排風機組集中高空排放。各實驗室每個房間內的通風設備獨自構成一個或多個相互不影響的系統，從而達到每個實驗室之間的排風互不影響。

2.7.2電氣設計

該中心的試驗電力采用雙電源放射式供電，設備末端配電箱自動切換，普通電力樹干式供電，照明和空調分開供電，火災報警、有線電視、保安監控、微機通訊等不能間斷供電設施雙電源供電，并在相應設備房設不間斷供電電源(UPS電源)。

2.7.3節能設計

鄭州四季分明，年溫差較大，建筑物的外墻和屋面均需采取保溫隔熱措施。屋面與外墻保溫層均采用擠塑聚苯板;外窗采用中空玻璃(空氣層厚度10mm)，氣密性等級不低于3級(0.5＜q≤2.5)。北配樓和實驗動物中心的實驗部分由于有恒溫、恒濕的要求，因此，北配樓和實驗部分基本不開窗。

2.7.4環保設計

環保設計包括對廢水、廢氣和固體廢棄物的處理。該中心的廢水主要包括實驗廢水和職工生活污水，以實驗室廢水為主。病毒實驗室廢水經全自動高壓滅菌器滅菌后與其他廢水以及經處理的生活污水混合后進入調節池，經提升、沉淀、消毒(接觸時間不小于1.5h)后達標排放。實驗室所排空氣經過濾處理后，通過樓頂排氣管達標排放。固體危險廢棄物包括一次性手套、口罩、衛生帽等固體廢物、廢培養基和實驗動物尸體。按照國務院有關規定，將醫療廢物分類放入防滲漏、防銳器穿透等符合國家有關環境保護要求的專用容器內，并設置明顯的危險廢物警示標識和說明，并指定專人負責危險廢物的集中管理，設置專門收集箱。

3結語

通過近半年的設計，經由若干方面的努力與配合，鄭州大學藥物安全性評價研究中心施工圖終于得以完成，現正處于施工階段。堅信不久的將來，這座現代化的實驗建筑必將為河南省藥學安全認證的發展做出極大地貢獻，同時，為鄭州市高新區的城市面貌增添新的亮點。

本文作者:韋峰徐維波工作單位:鄭州大學建筑學院