高校实验室建筑设计探讨

　　摘要：方案的构思基于对化物所园区的山地环境、能源和化学工程的实验研究功能、当前中国的建筑结构与材料，以及中国式的建筑营造理论的深入研究与解析。

　　关键词/新制宜主义生态建筑整体性实用性城市性开放性

　　项目概况：

　　大连化物所能源工程实验楼用地位于大连市沙河口区星海二站大连化物所园区，居于北部园区的西尽端，东侧隔广场道路为化物所现状实验楼区，西临大连医学院用地，北依台山，南为大毛山。总用地面积15824.6平方米，总建筑面积37153.35平方米。

　　能源工程楼工程根据国家实验室的需求由几个主要功能块组成：实验楼、实验厅、学术报告厅。实验楼由两部分组成，两楼组合成“L”型布局，两楼之间由两组7.8米高的连廊相连接，两栋楼之间既相互联系又相对独立，组成半开放式庭院的布局，高低体量变化最大限度的借用南北山林景观资源，并形成最大限度的实验楼小气候空间环境。实验厅与学术报告厅位于基地南侧，同“L”型的实验楼共同组成半开放式内庭院，便于管理和使用。建筑的总平面体量组合、外观细部造型，与建筑内部使用功能紧密联系，体现出现代科学实验建筑的实用性、经济性、整体性、灵活性和开放性。

　　规划设计理念

　　l、新制宜主义的建筑创作理念。

　　山林环境、科研园区及海滨城市的基地区位特色，决定了本项目建筑创作的基本思路。一是采取因地制宜的设计手法，使新建建筑作为该环境的积极元素，融入该山林基地环境，提升该环境的品质;其次，从系统论的高度，研究大连化物所园区的整体规划精神与要求，把握新建建筑在科研园区中的位置与角色，力争从园区环境、功能与形态的整体规划设计的高度来系统性的打造新建建筑，为实现本科研园区的整体规划构想再迈出坚实、成功的一步;再者，本项目地处大连城市的城区，建筑创作必然体现城市规划的原则与要求，在城市用地、城市交通、城市功能配置、城市景观与文化等各方面，均应在建筑创作的作品中展示大连海滨城市的独特城市性格。

　　2、中国式的空间、景观理念。

　　体现在两个方面：园区的规划结构和层次和环境区域中的形体与空间。本项目非独立项目，定位于营造山林环境的建筑，通过建筑空间发现山林环境，人工与自然环境的转换，映照与交融。从园区的空间层次来分析本项目的园区空间角色，明晰建筑在园区形体空间中节奏位置，以及在该位置，建筑应该呈现的形态与作用。由此，在此大结构的规划框架中，结合本园区的山地环境的独特要素，应用中国传统的山地建筑理念——和谐于环境、天人合一，从相地、理地到建筑营造等各个层面，创作一所中国式的建筑形体空间，即材料技术等是可持续发展的，功能是满足当代需求的，空间形态的精神是中国式的，外观造型是功能、材料技术、空间形态的自然体现，力争从当代的全球建筑创作前沿的高度来展开设计。

　　3、节能生态建筑理念。

　　规划布局：从总体布局上尽可能争取南北向，以获得最佳的日照、采光和通风。

　　建筑形体设计：本案以“中国式的建筑营造理念、绿色、现代的科研办公大楼”的设计指导思想为原则，建筑形体塑造为方正、完整，建筑的外表面面积达到最小化，建筑节能的体形系数较小，为建筑节能整体方案的实现打下优良基础。

　　建筑围护结构设计：本案的围护结构体系设计的各项指标将以国标《公共建筑节能设计标准》(GB50189.2005)的规定为依据。比如围护结构传热系数，外(幕)墙的窗墙比(小于O.7)，均达到规范的规定。

　　建筑材料、设备方案设计：本项目方案拟采用可回收的结构、设备材料。建筑空间与室内气流组织优先设计为“被动式”的节能方案，外围护墙采用优质隔热保温建材，局部玻璃幕墙为国际先进的可呼吸式幕墙系统，屋顶和遮阳板设计结合利用太阳能光电板。本项目的机电设备方案均优先采纳绿色环保的系统、产品与材料。这些设计方案与策略的采纳，最终将达到使本案成为一座“绿色”的节能建筑的目标。

　　平面布局及功能分区

　　1. 两实验楼组成“L”型布局，1#实验楼的地下一层设全楼的设备用房，地上均为科研

　　用房，其中一层至八层设通用型实验室，九、十层设催化剂制备实验室及焙烧间，第十一层为风机设备管道夹层;2#实验楼一层主要功能为开敞实验大厅，二至八层为通用实验室。在1#、2#楼之间四层，六层处做4.5米高12米宽的连廊共享空间，用于科研人员交流、学习、休息空间。实验楼平面布局采用试验建筑的开放性与可持续发展的理念，实验室单元通过与单独实验室板块和公用部分的连接而铺展开来。模块化布局具有灵活性、经济性、扩展性、安全性、通畅性等特点。

　　2. 实验厅利用地形高差，做一层半地下室，同地下车库部分相邻，实验室大厅采用大

　　空间设置，适应科研的多样性按实验室要求划分房间方便改造、重组。各实验室之间既独立分开，又可改造重组既可采用较大型的实验设备，也可采用较小型的实验设备。每个实验室在半地下层均有单独直接对外出入口，内走廊将三个大空间实验室相连，垂直交通布置在两端，通过门厅及和2#实验楼相连接。

　　3. 学术报告厅设计成圆形，是整个群体建筑的活跃元，报告厅分为两层，主入口设在半开

　　放的内庭院开口处。首层设置500人的报告厅，可用于小型演出，二层设置两个小会议室。整体建筑外面用装饰墙相围护，既起装饰作用又对内部玻璃幕墙产生遮阳作用。

　　风格创意

　　1.整体性：

　　体现在功能、空间、形态与色彩质感的统一。

　　功能方面：形成统一的基本实验、办公功能模块。

　　空间方面：以统一的门厅、过厅、楼电梯、组织各个功能模块的空间单元。

　　形态方面：以统一的语言，表达本项目的建筑意义与风格。

　　色彩质感：以陶砖作为基本元素呼应园区的整体氛围，同时应用部分钢格栅以及清水砼墙面表达和而不同的性格。

　　2.学术性：

　　以含蓄、厚实的语言创造出外敛内张的建筑风格，营造化物所园区中所应具有的浓郁学术氛围，充分表达国家一流科研技术中心的品质。以能源与化学科学与技术所包容的方程式的反应原理，应用房间开窗与窗户的形态的由内而外的逻辑关系，表现了简单的“元素周期”关系中所意含的复杂的能量转换关系，从而展示了科学研究的实证关系。

　　3.实用性：

　　设计中回归最基本建筑原则：适用、经济、美观。建筑的立面形式是基于内部功能而生成的表里一致的“皮肤”，两个风格造型的比较方案，是对本项目基本功能——单元式实验室的通风采光开窗模式的多种可能性的研究。

　　4.简洁复杂性：

　　新的、雕塑感、柱列式的立面语言在城市中展示了多种建筑风格并存的可能性，并意含城市建筑形象的多样性与复杂性，简洁的形式风格语言背后，含蓄的表达了丰富城市建筑风格背后的原因，即因简洁而显建筑复杂，就简洁的形式而彰显高端的建筑品质。

　　5.城市性：

　　能源工程楼是园区，乃至大连城市空间环境的一分子，新建建筑的落成，将对化物所园区空间环境起到积极的推进作用。本方案从尺度、空间、形态等方面，注重对园区、城市做出贡献。

　　6.开放性：

　　东向的半开放式的庭院空间，形成化物所园区西北部空间节点。由东西向的轴线空间，展示了北部园区的开放性空间环境的多样性，并确保了内部相对安静的科研环境。南北向的空间设计注重科学家交流空间的开放性，并与南北山地景观环境发生视觉乃至步行可至的开放性设计。

　　竖向设计及交通组织

　　竖向设计的指导思想是结合自然地貌，减小土石方，保护山林、不破坏环境。本设计依山地环境的竖向关系，用地现状东西高差6米，中心与南北两端有4米左右的高差，利用现状地形的高差，将基地处理成两个台地，标高分别为44米和50米。利用这两个台地的高差做一层高半地下室,作为汽车库和设备用房。并于50米标高设计为1#、2#实验楼的主入口层，首层层高4.5米，地上其他各层层高4.2米。1#、2#实验楼地上各层标高统一，便于两楼的设备与连廊的设计。

　　交通组织总体构思着意于人车分流的基本原则，内庭院空间为步行区，为科学家们营造一处安静的、休闲的，舒适的科研环境。1#实验楼主入口正对内庭院，2#实验楼的主入口与实验大厅共用。一般机动车可停放在1#实验楼东侧的停车场，直接进入内庭院进入各个单体内。一般机动车还可从用地东南角直接进入半地下的汽车库内，通过实验厅内的楼梯到达地面，通过内庭院进入1#、2#实验楼。建筑周边消防车道可供车辆环形通行。在特殊状况下，庭院步行区可通行贵宾、安全、货物、消防、急救等车辆。科研用货车可通过基地周边环形车道方便地到达建筑物周边。主要道路宽度，与园区现状道路一致，周边道路6米宽，净高不小于4.5米，最小转弯半径9米满足消防车通行。道路纵坡小于8%，道路路面铺装防压植草砖，道路系统均考虑无障碍设计。经过这样的竖向处理建筑入口场地基本持平，视线开阔，交通流畅。

　　结语

　　在大连化物所能源工程实验楼设计过程中，我这样体会：校园就像一所大学的编年史，它是由大学发展过程中各个不同阶段具有不同时代特色的校园建筑组成。任何处于校园核心区的大型建设项目，必然会成为这个编年史的重要组成部分，建筑师要以谨慎谦虚的态度，从校园整体空间环境角度深入研究场地特征和建筑特点，避免对整体环境造成破坏。同时，对于在大学校园里的新建筑的创作，建筑师也不能故步自封，甚至盲目复古，而应以发展的眼光、大胆创想与时俱进的方式创造更新更好的建筑景观，为校园添加更加靓丽的属于这个时代的华彩篇章。

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