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行業(yè)資訊

未來實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)是尊重環(huán)境的,是以人為本的

2021-11-07 19:17:14 wjm_admin 26

提到創(chuàng)新的源頭,可能大多數(shù)人首先想到的是高校和科研機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室。2018年5月,美國嘉科集團(tuán)在波士頓舉辦的實(shí)驗(yàn)室行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)議上提出了“未來實(shí)驗(yàn)室”的概念,并對(duì)其進(jìn)行了定義:架構(gòu)扁平化、各學(xué)科整合、聚焦科學(xué)研究、鼓勵(lì)創(chuàng)新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)中心。簡(jiǎn)言之,未來實(shí)驗(yàn)室是尊重環(huán)境的,是以人為本的。

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近年來,實(shí)驗(yàn)室的可持續(xù)發(fā)展一直是熱門話題,通常一提起來大家就直接聯(lián)想到節(jié)能。事實(shí)上,可持續(xù)的真正涵義遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這一點(diǎn)。建筑、資源和人類健康之間的聯(lián)系是可持續(xù)設(shè)計(jì)的三大重點(diǎn),這和大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室用戶的科學(xué)任務(wù)和企業(yè)目標(biāo)是契合的,也是實(shí)驗(yàn)室未來的發(fā)展趨勢(shì)。

實(shí)驗(yàn)室建筑的能耗比辦公樓高5~10倍,即使是少量的優(yōu)化也意味著節(jié)省了大量的能源。科學(xué)家創(chuàng)造的價(jià)值是無法估量的,即使是工作效率的稍稍提高也意味著創(chuàng)造了更多的社會(huì)價(jià)值。

可持續(xù)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)室也被稱為“高性能實(shí)驗(yàn)室”,以強(qiáng)調(diào)其目標(biāo)是使實(shí)驗(yàn)室建筑更高效地發(fā)揮作用,這意味著設(shè)計(jì)思路從單純的節(jié)約到更注重優(yōu)化。節(jié)約意味著減少我們需要的,是對(duì)使用者行為的改變,如通過夏天調(diào)高空調(diào)設(shè)定溫度和冬天調(diào)低空調(diào)設(shè)定溫度;優(yōu)化意味著找到更有效的設(shè)計(jì)方法,使建筑冬暖夏涼。真正的高效建筑應(yīng)該同時(shí)使用節(jié)約和優(yōu)化兩種手段,對(duì)于實(shí)驗(yàn)室建筑而言,確保這些設(shè)計(jì)方法不會(huì)損害到實(shí)驗(yàn)環(huán)境和科研人員工作效率至關(guān)重要。

要使實(shí)驗(yàn)室建筑更高效地發(fā)揮作用,需要考慮建造、使用和未來可能的改造過程中諸多因素,總結(jié)下來主要是3個(gè)方面:場(chǎng)地影響、資源利用和使用者因素。

●場(chǎng)地影響

場(chǎng)地影響的因素十分廣泛,包括選址、園區(qū)設(shè)計(jì)、與廢棄物運(yùn)輸和處理相關(guān)的交通以及基礎(chǔ)設(shè)施等。項(xiàng)目選址確定后,好的園區(qū)設(shè)計(jì)會(huì)顯著減少項(xiàng)目對(duì)周邊環(huán)境的影響。例如:如何減少廢水廢物排放到現(xiàn)有地下水源和污水系統(tǒng),以減少對(duì)周邊自然水文的影響;如何減少園區(qū)不透水鋪地的面積,以減少雨水徑流;如何最大化在園區(qū)內(nèi)處理廢水以及雨水徑流,以減少對(duì)周邊環(huán)境的壓力。實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢水廢物遠(yuǎn)多于其他建筑類型,因此廢棄物管理至關(guān)重要,應(yīng)對(duì)廢水廢氣積累進(jìn)行建模和監(jiān)控,盡量減少對(duì)周邊人群的影響。

●資源利用

資源主要包括水、能源和材料。對(duì)資源的管理有很多不同的策略,但都?xì)w結(jié)為3個(gè)主要概念:減少資源需求、更高效利用資源以及使用替代資源。

實(shí)驗(yàn)室在工藝生產(chǎn)和維持潔凈空間過程中需要使用大量的水。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中采取的節(jié)水措施主要有兩個(gè):一是盡可能使用節(jié)水設(shè)施和廢水處理系統(tǒng);二是盡可能使用灰水。此外,高效玻璃器皿清洗系統(tǒng)、循環(huán)冷凍水系統(tǒng)等都會(huì)減少實(shí)驗(yàn)室用水需求。

為減少實(shí)驗(yàn)室建筑能源使用,我們通常從3個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先是正確計(jì)算負(fù)荷,如室內(nèi)溫度、濕度、光照水平、每個(gè)空間所需的換氣量等。其次是系統(tǒng)設(shè)計(jì),通常設(shè)定的負(fù)荷越低,系統(tǒng)選擇自由度越高。最后是提高能源效率,計(jì)算出負(fù)荷并選擇最優(yōu)系統(tǒng)后,應(yīng)在場(chǎng)地內(nèi)盡量使用可再生能源。

從環(huán)境角度講,最理想的材料其原材料無毒、儲(chǔ)量豐富、可更新,制作、運(yùn)輸和安裝過程中消耗能源少,使用壽命長(zhǎng)且易于維護(hù),廢棄材料可重新回收利用。

●使用者因素

除了場(chǎng)地和資源外,實(shí)驗(yàn)室的可持續(xù)設(shè)計(jì)更需要關(guān)注建筑環(huán)境對(duì)科研人員的影響。影響建筑環(huán)境的因素很多,其中空氣質(zhì)量、舒適度和視野尤為重要。對(duì)大部分科研企業(yè)來說,員工薪資和福利支出占到了企業(yè)成本近85%,員工健康和工作效率很小的提升會(huì)為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

科學(xué)家在努力探索世界運(yùn)行的原理,以期得到更多在生物、物理、化學(xué)、環(huán)境等方面造福人類的信息。實(shí)驗(yàn)室的可持續(xù)設(shè)計(jì)則重點(diǎn)研究實(shí)驗(yàn)環(huán)境需要什么以及這種需求對(duì)周圍環(huán)境意味著什么,并使這二者達(dá)到平衡。我們認(rèn)為,未來實(shí)驗(yàn)室將做到:強(qiáng)調(diào)靈活性,滿足不同時(shí)期不同科研組群的使用要求;強(qiáng)調(diào)科學(xué)與藝術(shù)的結(jié)合,把實(shí)驗(yàn)室建筑變成科學(xué)研究的展廳。我們希望在中國也能夠打造這樣標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室,讓中國的科研人員享受世界領(lǐng)先的科研環(huán)境。

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