科研實驗室園區綠色建筑設計要點探討

趙乾銘

摘 要 我國的建筑能耗問題一直以來是社會的熱點問題，其中科研實驗室建筑能耗問題尤為突出。因此，如何科學有效的解決科研實驗室建設過程中產生的能耗問題意義重大。本文從建設科研實驗室園區的地域化設計、模數化設計、共享式設計、被動式設計四個角度分別展開論述，探尋實現綠色可持續實驗園區的有效技術措施。

關鍵詞 科研實驗室;綠色建筑;設計策略

1綠色實驗室概述

近年來，隨著我國經濟的迅速增長，城市化進程的加快推進，城市的工程建設量每年攀升，隨之帶來的是大量的能源消耗與碳排放量顯著增加。資源短缺、環境污染、生態破損這些問題早已得到世界各國政府的高度重視。早在2003年英國就提出“低碳”概念，首次指出通過低碳技術手段，從根本上節約資源利用，減少能源浪費以及降低碳排放量甚至達到零排放。“低碳”概念已得到全世界廣泛認可，我國作為溫室氣體排放量大國，中國一直以來積極采取相應措施，履行保護全球氣候的責任與義務。從國家戰略方針到具體工程綠色建筑的實施細節都有所要求，然而我國的綠色建筑還處在一個初級階段，仍有很多問題需要解決[1]。

建筑工程對資源、能源的消耗量巨大，據統計，我國建筑工程總能耗占比達到33%。而這其中實驗室建筑的高能耗顯得尤為突出。實驗室由于自身的科研性質，屬于高能耗單位，用電量遠遠大于普通辦公室及其他民用建筑。而且實驗室建筑往往根據不同功能類型組合形成一個整體的科研實驗園區，園區作為大規模建設量，是能源消耗大戶也是碳排放量大戶。推進科研實驗室園區綠色建筑改革對于減少能源消耗、碳排放量具有重大實際意義。

2設計要點

（1）地域化設計。科研實驗建筑園區的規劃設計要結合當地氣候與地域性的特點，充分考慮地域環境特色，運用生態學、建筑學和科學技術，合理地安排組織建筑與其他領域相關因素之間的聯系，使建筑與環境形成一個有機整體。同時還需要順應當地氣候、采用當地最合時宜的技術手段，在創造高品質園區的同時節約建筑成本、減少建筑能耗并充分尊重當地環境，實現整個園區的綠色可持續發展。例如，在中國疾病預防控制中心二期工程設計中，二期工程設計充分挖掘北京當地的氣候、文化特征，以及基地內現有資源。二期工程充分利用場地自然環境，沿用一期主要道路和主要出入口。二期景觀連同遠期預留用地統一設計，創造高品質園區環境。并引入當地傳統合院式建筑布局形式，結合中國傳統“山水·疊院”的設計手法，建筑依山而建，設置園林般的圍合庭院。建筑形式通過對基地所處地域的呼應，達到園區綠色生態可持續。再如甘肅蘭州中農威特生物醫藥基地項目，建筑設計風格延續了蘭州代表建筑厚重、殷實的整體氛圍，呼應了蘭州的地域特色。厚重的立面效果很好的適應當地惡劣的氣候條件，達到節能保溫的效果。同時設計充分考慮蘭州氣候干燥，風沙大，冬季寒冷漫長，夏季短促，氣溫高的氣候特點，建筑結合場地高差，營造出豐富的景觀層次與空間形式[2]。

（2）模數化設計。實驗室空間按照標準單元模塊設計，標準單元是基本的空間模塊，可通過組合形成特定的實驗室用房。實驗室模數化設計提高了建筑經濟性和使用效率，同時為后期實驗室發展提供了功能可變性。實驗室平面設計中可以采用靈活的模塊組合方式，通過合理設計輔助房間與實驗模塊房間的位置關系，做到實驗功能模塊靈活多變。標準化的實驗室對于建筑結構布置、設備管線也是最經濟、最實用的。根據實驗室操作臺及其他設備擺放需求，以及室內通風采光條件需求，設定特定柱網尺寸，有效提高建筑經濟性和使用效率。實驗單元模數化靈活化原則對實驗建筑提出了一種理性組合的可能。這種模式可以提供可改造的能適應各種功能需求的實驗空間。并且還可以提供規整的、模塊化的機電、結構布置方案，實現可持續實驗室設計策略。

（3）共享式設計。實驗室建筑園區往往功能復雜，涵蓋了實驗區、辦公區以及生活配套區。通過合理的組織各個功能分區，整合各分區所需的功能空間，從而集中設置，做到資源共享。資源共享型園區設計可以最大化的集約資源，減少能耗提高空間使用效率。例如，在園區中央設置景觀公園，景觀帶內設置公共空間——報告廳、圖書館、餐廳、休息區等公共功能空間，并引入高科技信息云共享服務，從而打造工作、娛樂、生活多種資源共享。不僅在園區室外設計共享空間，建筑室內同樣設置多樣化的開敞交流空間，提供促進交流、激發創新的核心空間，創造全新開放互動的工作模式。打造可持續共享型實驗室園區可以從實驗室空間、公共空間、公共配套服務空間、綠化空間多維度整合，尋找各個功能分區彼此間的最佳契合點，在合理位置設置共享空間與共享服務配套，最大程度激活實驗室園區活力。

（4）被動式設計。實驗室建筑能源消耗量巨大，通過低成本的被動式節能技術措施可以有效減少能源消耗。本項目將可持續發展的生態節能環保理念貫穿到整個實驗室建筑設計過程中，在節地、節水、節能、節材、室內環境等方面采取綜合技術措施達到可持續發展設計。例如，合理組織園區場地廣場與綠化空間，增大室外透水地面比例，有效降低園區熱島效應改善園區環境舒適度。建筑布局設計有利于冬季日照并避開冬季主導風向，夏季利于自然通風。針對具體實驗室采光通風需求合理設計外窗面積占比，并在需要位置設置外遮陽裝置。建筑設計充分考慮利用自然環境，建筑引入自然光線、新鮮空氣。創造室內外舒適的交流環境，為園區建筑綠建設計提供基礎條件。在室內設計能源分區控制，利用室內中庭共享空間將公共空間連成一體，可以貫通空間將南向陽光引入室內，通過引入自然光能和熱能節省能耗。

3結束語

科研實驗室園區綠色建筑設計的前提，是根據具體項目的定位與功能需求出發，因地制宜，針對不同的需求給予合理的可持續的發展策略，從地域化設計、模數化設計、共享式設計、被動式設計這幾個角度出發，并從設起初的策劃、規劃、設計，直到后期的施工、運營全方面地統籌考慮，才能真正做到科研實驗室園區的綠色可持續發展。

參考文獻

[1] 馬維娜，梅洪元，俞天琦.我國綠色建筑技術現狀與發展策略[J].建筑技術，2010，4l（7）：641-642.

[2] 黃濤，王建廷，黃城志.“被動優先”策略在綠色建筑節能設計中的應用難點與對策研究[J].建筑科學，2016（6）：183-190.