?新形勢下高校公共實驗室規(guī)劃和建設(shè)探討

摘 "要 "實驗室作為高校硬件和軟件建設(shè)的重要支撐載體，具有專業(yè)性強、建設(shè)難度大、投資成本高的特點。分析國內(nèi)高校實驗室現(xiàn)狀，結(jié)合實踐經(jīng)驗，總結(jié)高質(zhì)量規(guī)劃和建設(shè)公共實驗室的重要方法與思路，重點從頂層設(shè)計、需求標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)方案、管理機制等方面進行分析，提出新形勢下高校創(chuàng)新實驗室開放共享和實行集約化管理的新啟示，以期進一步發(fā)揮科學(xué)儀器、試驗設(shè)施的綜合效益，促進學(xué)科交叉融合發(fā)展，提升高校科研實力和社會服務(wù)能力。

關(guān)鍵詞 "高校；公共實驗室；儀器設(shè)備

中圖分類號：G647.6 " 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）24-0-04

0 "引言

“十四五”以來，國家發(fā)展改革委累計安排中央預(yù)算內(nèi)投資680多億元，支持各級各類學(xué)校建設(shè)，將實驗室等作為重要建設(shè)內(nèi)容。根據(jù)教育部統(tǒng)計數(shù)據(jù)，近年來，我國高校教學(xué)及實驗用房、科研儀器、設(shè)備資產(chǎn)總體均有漲幅。高校應(yīng)把實驗室建設(shè)作為提高教育質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新人才、推動科研成果轉(zhuǎn)化和應(yīng)用的有力抓手，切實提高實驗室建設(shè)水平。公共實驗室建設(shè)對于深入貫徹落實國家戰(zhàn)略規(guī)劃、持續(xù)推進科技資源開放共享、統(tǒng)籌高校各類實驗室資源、促進多學(xué)科交叉和縱深結(jié)合具有重要意義。

1 "高校實驗室建設(shè)現(xiàn)狀

目前，我國高校實驗室的規(guī)劃和建設(shè)已具備一定基礎(chǔ)，但是隨著時代的發(fā)展，不少高校實驗室規(guī)劃缺少創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的高等教育強國建設(shè)理念。部分高校還存在實驗室布局分散、儀器無處安置、重復(fù)購置、設(shè)備利用率低等現(xiàn)象，不便于集約化管理。有調(diào)查結(jié)果顯示，僅有52.76%的學(xué)生和13.38%的教師認為實驗室規(guī)劃設(shè)計非常合理；僅有56.16%的學(xué)生和21%的教師認為實驗平臺協(xié)作充分、共享率高[1]。高校在不同的發(fā)展階段會面臨不同的需求和問題。黨的二十大報告提出：“加強基礎(chǔ)學(xué)科、新興學(xué)科、交叉學(xué)科建設(shè)，加快建設(shè)中國特色、世界一流的大學(xué)和優(yōu)勢學(xué)科。”面對新形勢新要求，高校實驗室建設(shè)應(yīng)深化學(xué)科聯(lián)動、加強資源整合，在提升開放共享的同時充分發(fā)揮對教學(xué)、科研和人才培養(yǎng)的支撐作用。

調(diào)研國內(nèi)一些高水平高校的實驗平臺可以發(fā)現(xiàn)，大部分高校已經(jīng)建立大型科研儀器共享機制和相關(guān)平臺并接入地方、國家平臺，其中綜合型院校共享儀器數(shù)量較多，且預(yù)約使用率較高，如清華大學(xué)、北京大學(xué)、同濟大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、山東大學(xué)等的共享儀器數(shù)量均達到千臺及以上，中山大學(xué)和華東師范大學(xué)的儀器在用率超過90%，但是也有不少高校的儀器使用率低于50%（數(shù)據(jù)來自各高校儀器共享平臺系統(tǒng)網(wǎng)）。由此可見，高質(zhì)量規(guī)劃實驗室，引領(lǐng)多學(xué)科實驗室由分散走向聚集，促進資源共享是新時代高校提升學(xué)校整體學(xué)術(shù)水平和競爭力必須重視的發(fā)展思路。

2 "公共實驗室建設(shè)的核心思路和方法

2.1 "總體規(guī)劃

習(xí)近平總書記高度重視規(guī)劃在建設(shè)發(fā)展中的引領(lǐng)作用，明確指出：“規(guī)劃科學(xué)是最大的效益，規(guī)劃失誤是最大的浪費，規(guī)劃折騰是最大的忌諱。”[2]高校公共實驗室建設(shè)應(yīng)對標(biāo)國家發(fā)展戰(zhàn)略要求，結(jié)合學(xué)校總體發(fā)展規(guī)劃及學(xué)科建設(shè)需求，整體考慮空間資源規(guī)劃、學(xué)科布局、設(shè)施設(shè)備、人員構(gòu)成、建設(shè)經(jīng)費等配套因素，并為未來發(fā)展預(yù)留空間。一般按照立項、論證、實施、竣工驗收、運行、考核評價等項目管理辦法的程序進行，做到實驗室建筑規(guī)劃和實驗室工藝規(guī)劃有機結(jié)合，逐步完善多學(xué)科綜合布局，合理配置用房方案。

公共實驗室總體規(guī)劃要以服務(wù)學(xué)科建設(shè)為引領(lǐng)，明確方向和定位，系統(tǒng)梳理現(xiàn)有和擬建實驗室的各類資源，確保實際需求與目標(biāo)有機結(jié)合，還需要制定并遵守相應(yīng)的規(guī)章標(biāo)準(zhǔn)、管理制度。要依托優(yōu)勢完善教學(xué)與科研公共服務(wù)體系，支撐人文社科、理工科、生物醫(yī)學(xué)等多學(xué)科的不同需求和創(chuàng)新發(fā)展，進一步提升實驗室的資源水平和服務(wù)能力，促進科研成果產(chǎn)出。規(guī)劃的總體原則是統(tǒng)籌配置、集約管理，利用集中空間安置通用性強、適合共享共用的科學(xué)儀器設(shè)備以及無特殊要求的測試樣品，充分開發(fā)高精尖儀器功能的同時做到規(guī)范化使用和對儀器設(shè)備的保護。

2.2 "建設(shè)機制

要強化組織管理的作用，多部門協(xié)同，建管結(jié)合。建議成立由實驗設(shè)備、規(guī)劃、資產(chǎn)、基建、教務(wù)、財務(wù)等相關(guān)職能部門和學(xué)院的實驗室、科研教學(xué)、專技與管理人員等使用單位組成的專門小組，參與項目建設(shè)的全生命周期，定期召開專題協(xié)調(diào)會，互通信息，優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，規(guī)范專家論證和大型設(shè)備儀器采購論證等程序[3]。此外，設(shè)計、專業(yè)咨詢、施工、監(jiān)理等第三方參建單位在不同的階段也應(yīng)深度配合。

各職能部門負責(zé)職責(zé)范圍內(nèi)專項建設(shè)任務(wù)的組織、協(xié)調(diào)、實施，及時解決過程中存在的問題，提出意見建議，做好與主管部門的對接和報批報建等工作。各使用單位根據(jù)計劃節(jié)點及時提出具體的使用目標(biāo)、任務(wù)和周期，明確實驗資源配置、技術(shù)需求、各類用房使用面積、優(yōu)化舉措等。各參建、專業(yè)單位發(fā)揮專業(yè)屬性，推進土建工程和實驗工藝的轉(zhuǎn)化銜接，幫助提高建設(shè)效率，規(guī)避風(fēng)險。

2.3 "調(diào)研與需求分析

需求調(diào)研的精確度一定程度上決定著造價成本和項目周期。需求分析主要根據(jù)建設(shè)總體規(guī)劃、各級各類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及擬建實驗室的功能定位，通過項目資料、研討調(diào)研、數(shù)字化技術(shù)等方法，充分結(jié)合實際應(yīng)用、科研需求、未來發(fā)展規(guī)劃、服務(wù)師生總量與結(jié)構(gòu)等開展，明確各類用房和設(shè)備對建筑物的需求，為確定項目建設(shè)內(nèi)容和規(guī)模提供有力支撐。

對使用部門要進行充分調(diào)研和統(tǒng)計，可采用調(diào)查問卷、專題研討會、意見征集函件等形式進行。調(diào)研內(nèi)容除基本信息外，重點包括研究和應(yīng)用方向、使用平臺、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)、用電負荷需求、空間需求、經(jīng)費來源、人員配置、運行和管理的特殊要求、已有資源和采購計劃等；也需要調(diào)研其他高校已建成的相關(guān)實驗室，學(xué)習(xí)經(jīng)驗，避免“踩雷”。公共實驗室作為具有開放共享特性的平臺，還需要考慮教學(xué)與科研合作需求、實驗室工藝流程與工作界面的劃分等諸多專業(yè)因素，尤其要關(guān)注需求難以明確的變量設(shè)計，過程中不可避免會出現(xiàn)多次的需求變更，所以要將需求細化、固化并體現(xiàn)到方案內(nèi)和圖紙上，盡可能減少二次改造。

2.4 "建設(shè)方案

建設(shè)方案應(yīng)本著“契合需求，經(jīng)濟實用、適度超前，滿足規(guī)范”的原則，這是對公共實驗室總體規(guī)劃和專業(yè)個性化需求進行精細化設(shè)計的具體體現(xiàn)。建設(shè)方案要考慮投資、實際使用建筑面積利用率、結(jié)構(gòu)合理性、實驗室位置合理性等綜合因素。建議在可研階段深度細化方案，最好能精確到每個用房的使用面積和設(shè)備點位上。高質(zhì)量的方案設(shè)計對投資造價、施工和運維具有重大作用，可減少變更，利于通過評審，推進項目建設(shè)。可以采用專家論證、SWOT分析、成本效益分析和風(fēng)險評估等方式方法實現(xiàn)建設(shè)方案最優(yōu)化。

2.4.1 "公共實驗室選址及規(guī)模

公共實驗室的地理位置要選擇較符合本項目功能利用且周邊有余量的場地，一方面便于行車交通和正常交流，另一方面預(yù)留發(fā)展空間。環(huán)境應(yīng)相對清潔安靜、無強電磁干擾，同時遠離會產(chǎn)生噪聲和振動的區(qū)域；不宜在校園人流密集場所，確保師生能夠正常使用的同時又不會影響其他教學(xué)活動，還要做好對周邊環(huán)境的保護。

建設(shè)規(guī)模既要滿足學(xué)校實驗實習(xí)用房的建筑面積指標(biāo)，又要保證用房規(guī)模的合理性，選擇適宜的綜合平面利用系數(shù)將使用面積換算成建筑面積。基于公共實驗室多學(xué)科聚集、全校統(tǒng)管、開放共享的功能屬性，又考慮部分學(xué)科具有專業(yè)專用以及自用保密的特點，在進駐學(xué)科的規(guī)劃上需要探索適合學(xué)校校情和多校區(qū)辦學(xué)模式的規(guī)模布局，兼顧基礎(chǔ)學(xué)科領(lǐng)域與新興交叉學(xué)科領(lǐng)域的平衡發(fā)展，打造具備特色學(xué)科優(yōu)勢的實驗平臺。

2.4.2 "建筑與平面設(shè)計

公共實驗室的建筑與平面設(shè)計參照JGJ 91—2019《科研建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計，依據(jù)學(xué)科的專業(yè)特點，靈活制定內(nèi)外流線和功能布局，使實驗流程化、分區(qū)精細化、操作人性化，注意各學(xué)科功能區(qū)之間的聯(lián)系和影響，適應(yīng)科研的發(fā)展和儀器設(shè)備的更新。可以運用建筑信息模型（BIM）、負荷模擬等數(shù)字化技術(shù)使復(fù)雜空間節(jié)點可視化，提高設(shè)計與施工的精確度。

公共實驗室的大樓一般為多層建筑單體，建議首層層高在六米以上，以便于布置各類高凈空、高荷載需求的實驗室。注意層高、凈高和技術(shù)夾層的具體要求，樓面裝修厚度要根據(jù)防水規(guī)范和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)進行細致選擇。在單體豎向上合理設(shè)計，根據(jù)學(xué)科特點分樓、分層、分區(qū)布置，考慮豎向交通聯(lián)系并避免交叉，尤其要關(guān)注特殊實驗設(shè)備、實驗環(huán)境對布局的制約項，有特殊要求的房間需要結(jié)合實驗需求進行定制化設(shè)計，如核磁共振實驗室、X射線能譜儀實驗室、電鏡中心彼此需遠離布置；排放有味氣體的實驗室應(yīng)布置在污染系數(shù)最小方位的上風(fēng)側(cè)。在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范內(nèi)減少走廊、樓道等非必要的公攤面積，增加交流互動、展示的區(qū)域，合理利用建筑平面內(nèi)區(qū)，如無窗位置放置恒溫恒濕箱，設(shè)置潔凈實驗室、暗室等，切實提高實驗室的利用率。

2.4.3 "工程造價分析

項目的建設(shè)方案和工程造價密切相關(guān)，科研建筑應(yīng)重點關(guān)注影響造價的幾類因素。一般實驗建筑的結(jié)構(gòu)荷載較大，對環(huán)境的震動要求較高，需要考慮潔污凈化系統(tǒng)等工藝，部分房間還有特殊防護需求[4]。在建設(shè)方案中應(yīng)充分考慮結(jié)構(gòu)、裝修、機電等工程設(shè)計，增加相應(yīng)的投資。物理類實驗室要求環(huán)境的穩(wěn)定和準(zhǔn)確，需要提供恒溫恒濕的條件，光學(xué)設(shè)備配電量較高；化學(xué)類實驗室對通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備安全的要求較高，以確保氣體的排放和人員的安全；生物類實驗室對環(huán)境安全性要求嚴格，包括通風(fēng)系統(tǒng)、溫濕度控制和生物安全設(shè)施的配置，以防止污染和交叉感染。

可參照近年來同地區(qū)、同類型高校科研樓項目的造價指標(biāo)科學(xué)地進行投資造價分析，比如上海地區(qū)部分高校的標(biāo)準(zhǔn)實驗室單位造價（多層無地下）在7 500～9 000元/m2，大科學(xué)平臺（特殊實驗室）在8 000～12 500元/m2。過程中有必要請專業(yè)的投資咨詢、審計單位進行動態(tài)監(jiān)控，既不能高估計算、偏離實際，也要避免過于保守設(shè)計、漏項等情況。

3 "規(guī)劃和建設(shè)的創(chuàng)新啟示

3.1 "高效率配置實驗室資源

建立實驗室新建和升級改造分級分類論證機制，實行校區(qū)、院系查重評議，厘清在用、閑置、報廢、故障等存量資源，超大型設(shè)備及裝置全校統(tǒng)籌，普通儀器設(shè)備按校區(qū)功能定位和學(xué)科布局合理配置，避免分散、重復(fù)建設(shè)[5]。考慮運行能耗和實驗需求，精確劃分最小運行模塊，分類分期進行實施，可以利用一體化共享運維平臺幫助制定詳細的分配設(shè)備計劃，通過對歷史數(shù)據(jù)進行分析、統(tǒng)計，盤活實驗儀器和場地。已明確需求的團隊待公共實驗室建成后直接搬入；需要預(yù)留空間給項目團隊租用以及未來有計劃搬入和有升級換代需求的設(shè)備，裝修標(biāo)準(zhǔn)可按毛坯交付；如有需要，可在立面設(shè)置寬實墻，方便研討室、分析室等多種可能的房間劃分，工藝管道按實驗室單元預(yù)留，按需再進行支管等二次布局。

3.2 "應(yīng)用新評價理念

2023年3月發(fā)布的《國家發(fā)展改革委關(guān)于印發(fā)投資項目可行性研究報告編寫大綱及說明的通知》提出將碳中和、自主創(chuàng)新以及數(shù)字化等新要求有機融入可行性研究制度規(guī)范中[6]。

在公共實驗室規(guī)劃中，各專業(yè)有關(guān)綠色建筑技術(shù)的內(nèi)容應(yīng)注重節(jié)能減排、環(huán)保低碳和新材料、新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用。如某實驗樓采用低能耗的智能化通風(fēng)排風(fēng)設(shè)備、風(fēng)冷模塊機組，不僅可以有效降噪，還可將整體能耗壓降30%以上，降低運維成本；內(nèi)部使用環(huán)保型建筑材料，既可以減少相鄰空間的噪聲干擾，又可以減輕對室外的影響；運用能源動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)對空調(diào)、通風(fēng)、電梯等進行節(jié)能控制，既避免不必要的耗能，也使日常的使用和管理更加便捷。

構(gòu)建信息化智慧型實驗室，全面提升環(huán)境監(jiān)測、安全隱患預(yù)警能力，減少風(fēng)險，保護實驗室人員和設(shè)備的安全；通過搭建儀器設(shè)備共享平臺，開放查詢和預(yù)約使用功能，分析設(shè)備走勢和實時情況，提高使用效能，實現(xiàn)多校區(qū)、多院系協(xié)同。公共實驗室的建立也促進了學(xué)校與周邊高校、企業(yè)的合作，利用實驗室資源創(chuàng)新服務(wù)，回應(yīng)社會需求和國家發(fā)展。

3.3 "建立有效的管控體系

公共實驗室的項目周期包括前期規(guī)劃決策、建設(shè)實施和使用運營，需要多角度謀劃，平衡功能需求和建設(shè)規(guī)模，落實資金籌措和使用監(jiān)管，統(tǒng)籌后期運行和管理之間的關(guān)系；需要做好質(zhì)量、進度、成本、安全控制以及風(fēng)險管控方案，推動項目后期竣工驗收、檔案資料管理和總結(jié)工作的收尾常態(tài)化，形成可復(fù)制的規(guī)范化項目管理模式。規(guī)劃建設(shè)期組織機構(gòu)如圖1所示。

在建設(shè)過程中要建立完善的內(nèi)控體系和廉政風(fēng)險防控體系，并利用科學(xué)技術(shù)手段提高管理和監(jiān)管能力。對設(shè)計方案和實施計劃進行審查和監(jiān)督，確保其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求；對施工過程進行動態(tài)監(jiān)管和審計，做到施工質(zhì)量符合要求，投資成本可控，人員權(quán)責(zé)分明。同時，要合理安排施工進度，使施工進度符合目標(biāo)計劃要求，避免因變更、工期延誤等導(dǎo)致超概和其他風(fēng)險。此外，還要注意與相關(guān)行政主管部門和單位的溝通協(xié)調(diào)，保證項目建設(shè)全過程中的各種問題和困難能夠及時得到解決。

4 "結(jié)束語

本文從高校公共實驗室規(guī)劃與建設(shè)的具體內(nèi)容和管理控制等方面進行深入探討，通過科學(xué)規(guī)劃和精細化建設(shè)方案，整合實驗室資源，打造高校開放共享的公共實驗科研平臺和個性化實驗室。高校應(yīng)不斷探索并完善適合自身的實驗室規(guī)劃建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和管理控制體系，以適應(yīng)現(xiàn)代學(xué)科的交叉融合和科研的創(chuàng)新發(fā)展，讓大樓真正為大師和學(xué)子而造，助力建設(shè)更卓越的大學(xué)。

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