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。 　　

　　一、模數化設計 

　　模數化的單元分隔的組織法原理非常簡單直接的將建筑方式與大規模的工業生產聯系了起來，開放，協調，高效和規律的方式來組織空間，最終帶來了建筑的逐步的進化，發展和變革。而模數化原則在一定時間內被建筑師奉為是現代建筑必須的組織條例，視覺定理和變形法則，成為了現代建筑標志性的體現之一。而模數化設計，在數字化的今天，得到了有效的應用。 

　　比如，貝聿銘大師的中國銀行總部，最基本的模數源于軸網6900毫米的尺寸，層高是1/2軸網尺寸，3450毫米。基本軸網與層高的1/6為分別立面坐標上的每一塊石材的尺寸，1150X575毫米，石材長寬是2:1的比例。建筑門高2300，是石材長邊的2倍，同時也是理想的門高。模數化設計帶來的好處就是規整，沒有半塊的磚，也沒有模數不合咬合不上的尺寸，大大方便了施工。 

　　然而，建筑的多樣性，地域性，豐富的文化歷史內涵，賦予了不同建筑單體之間不同的特質，不可能，也不現實所有的建筑都用模數化設計，那么，具有諸多優點的模數化設計，具體用在哪類項目中更合適呢？ 

　　二、實驗室建筑的特點 

　　實驗室建筑的核心：通用實驗室，專用實驗室，濕實驗室，潔凈室。具備一個共同的特點，就是根據不同類型的實驗確定實驗臺的尺寸，確定一個實驗單元的尺寸，進而確定實驗室的尺寸。而不同的實驗室，根據工藝流線，進行有機結合，最終形成獨立，而又有效連接的實驗室建筑。專用實驗室包括最敏感的精密測量實驗室和高精度實驗室，消聲室和高大空間實驗室，生物安全實驗室，這些房間是技術水平要求最高的部分。濕式實驗室是生物和化學實驗室，可從事濕作業，并配備通風柜及負壓。因為要考慮很多服務設施以及通風柜，濕式實驗室設計也較為復雜。潔凈室包括隧道式潔凈間和服務于潔凈間的機房。潔凈間的技術要求也較高。 

　　辦公及會議用房為非技術性房間，實驗室研究支持用房包括為專用實驗室、潔凈室和濕實驗室提供服務的空間，一個大的綜合各類服務的支持用房就是連接大部分實驗室的服務走廊。其他空間還包括氣體和化學用房，庫房，供應用房和車間。 

　　三、實驗室建筑采用模數化設計的必要性和可行性 

　　由于實驗單元的存在，對實驗建筑提出了一種理性組合的可能。使用實驗室規劃模式，能提供一種常見的實驗單元以適應所有的實驗室要求。這種模式可以提供可改造的能夠適應各種需求的實驗空間。由于它還能提供規整的，模塊化的機電，結構布置方案，包括，空調，排風，試驗設備和電力等。 

　　在實驗室中，寬走道提供了雙重可能性，一種是大設備的移動，比如震動桌，另一種是員工之間的交流。同時，這些走道還能夠成為疏散通道。走道的上端同時提供了安裝設備管線的空間。 

　　科研建筑實驗室需要很高檔的內部環境控制，比如溫度，濕度和潔凈度。這個概念設計包含了設備機房的布置，在夾層里或者在地板夾層里。同時還要考慮需要最大程度的降低震動，噪音，電磁干擾等，影響實驗室的一些污染。 

　　通過分配面板，電力將被合適的分配到各個實驗室模塊，分配面板將設置在服務走道上。這種布置在修繕時將會使某一個實驗室很容易的從其他實驗室隔離出來，避免了不必要的對其他實驗室的干擾。 

　　實驗室裝備將被分布到每個實驗模塊，這個被稱作是Space Criteria Matrix（空間標準表格）。一般的實驗室裝備將包括：空氣干燥機、實驗室真空設備、液態氮、設備冷卻水、工業熱水，冷水、試劑用水、實驗室排風。建筑物里的每個管道系統都有進水點，實驗室通風設備連接通風櫥，真空泵，熱源和其他類似的設備，并預留煤氣管道的空間。另外，真空系統和去離子水將在清洗室設置。而煤氣設施如果在清洗室設置將會變的很危險。煤氣室將會和化學儲存室一起單獨布置。實驗室里面的頂部服務會將電等設備送到實驗室的中央。特別是光學，震動著，實驗臺或者樣品桌。 

　　對微米，納米級別的潔凈室來說，空間的靈活性是這種空間的核心要求，在潔凈室里，會有不同的科研項目，包括微米單晶硅技術，復合半導體技術，納米材料技術和今后有可能發展的技術。 

　　四、實驗室建筑采用模數化設計的實例 

　　以北京某國家級實驗室建筑為例進行分析。此建筑是建國初期興建的老院由于技術更新，功能需求增大而在北京昌平區新建的新址。由于大量超精密計量儀器的需要，地理環境要求安靜，無過大的交通干擾和噪音擾動。地塊東側為一片龍形山脈，坡度15%，場地由東坡向西，現狀地形為一片枝葉繁茂的林區，有兩條天然形成的溪流作為場地地表排水，環境十分幽靜，建筑限高9米。 

　　根據地形地貌，設計采用山地建筑設計手法，利用地形，設計退坡的二層實驗樓。并分為三個區，其中一區含有的精密的器械和工藝對周圍的環境的震動、噪音、電磁干擾以及無線電頻率干擾都非常敏感，把精密測量和高精實驗室切近山腰。這樣一方面可以改善建筑的振動效果，另一方面還有助于保證園區的建筑地上高度不超過9米。還有一個好處是可以通過卸貨平臺進入到每個建筑不同的樓層，節省貨梯。這樣不僅可以節省資金還可以避免振動源放在敏感實驗室邊上。 

　　二區含有消聲室和高大空間實驗室。設置二區的工作人員和訪客的入口位于場地東側的現狀道路上。 

　　三區為生物安全實驗室，設置工作人員和訪客入口位于西北角，在主入口對面。主要是常規的生物和化學實驗室。這些實驗室往往有較多的實驗臺用于供儀器以及供科研人員使用，所以更適合較長的，狹窄的實驗室模塊。 

　　下面分區介紹一下設計采用的實驗室模塊。 

　　1、一區實驗室 

　　模塊設計為3.6米×7.8米，面積為28平方米。可根據各實驗項目需求靈活組合。一區實驗室包括了服務通道，服務通道為設施的分布以及物資和設備的運輸提供了方便，并且隔離了保障實驗室運行的儀器產生的熱量和噪聲。這種通用模塊的設計可以充分滿足各類儀器的需求，大型的儀器可以占用兩個或者三個模塊，而且前排的人員通道和后排的儀器及公用設施的服務通道是分離的。 

　　2、二區實驗室 

　　二區實驗室規劃是一些大空間的實驗室，涵蓋高度為10m能測扭矩為20kN?m的實驗室、高度為8m測力為20MN的實驗室、凈高14m大空間實驗室。 

　　便利的通道和高大空間都是為了大型儀器、重型裝載和專業的防護。設計的實驗室模塊為9米×18米，整合小的模塊可以靈活的滿足更多研究空間的需求。該建筑物只有一層，所以可以實現9米的結構跨度，因為只是承受了屋頂的載荷。此建筑無需要起重機，設計輔助的結構可以負載更重的載荷。 

　　3、三區實驗室 

　　三區實驗室涵蓋生物化學實驗室、3級安全生物實驗室，其模塊設計采用傳統有效的9.9米×3.3米的方案，所以模塊面積為33平方米。實驗室空間同樣輔助有服務通道，為輔助設備、實驗室設施以及配電提供了便利。這種窄的實驗室模塊很適合在試驗臺上進行的研究，整合兩個或者三個模塊可以為大型儀器提供足夠的空間。3.3米的寬度可以提供兩邊760mm的工作臺面，剩余1500mm的主通道用于保障安全。通常，這種實驗室的后部為危險品區域，比如通風柜和化學處理，安全的區域位于實驗室前部。 

　　圖3 三區實驗室模塊 

　　在此項目中設計了靈活的實驗室模塊。為所有類型的實驗室做了通用設計。這種通用的模塊提供了可重構的研究空間可以滿足不同的科研空間需求。同時還提供了一個有序正常的實驗室模塊布局，擁有各種公用基礎設施，包括空調，排氣，實驗室設施和電源。 

　　結語：總而言之，實驗室通用模塊是基于研究需求而最終確定的，通用模塊的重復使用必需靈活?？烧{節的環境條件使得建筑物非常靈活，但是在任意區域滿足任何需求的過度設計是完全沒有必要的。許多專用的實驗室可以滿足特殊儀器的科研需求。 模塊化設計帶來不僅僅是設計的理性和有序性，也同時帶來經濟性和簡化施工。在實驗室建筑中，十分適用，值得推廣。