以往我們對實驗室的印象常常停留在學生時代的化學實驗室，所見所聞也僅局限于實驗臺、排風罩及一些實驗器皿。當越來越多的接觸醫療、科研行業后，對于實驗室的類型、標準及模式也有了新的認識與見解。21世紀的實驗室應是一種“設計標準化，細節人性化、運行智能化”的且滿足各行各業科研人員使用需求的產品。

       其中標準化設計對于實驗室從無到有的過程起著至關重要的作用。那么，何為“標準化實驗室”？按學科劃分，實驗室可以分為化學、生物及物理實驗室，而標準化實驗室概念則跳脫出實驗類別，采取模塊化、參數化、集成化的理念指導施工建設，對于不同用途、不同類型的實驗室提取主要功能模塊，將求同存異的思想貫穿始終，以不變應萬變。（圖1）

縱觀中國當前實驗室建設發展狀況，可以總結為以下兩點：

由于，實驗室建筑屬于一類特殊的公共建筑或公共建筑內的功能區，其系統的復雜性往往被人忽視，當前各類與實驗室相關的建筑設計規范如下：

這其中針對實驗室本身的規范只占少數，諸如防火規范、電氣設計規范等均需參照公共建筑的通用規范進行指導設計，事實上實驗室內部各系統設計存在其特殊性，實驗室設計必須結合其內部專業設施設備統籌考慮，如某化學實驗室內設置有通風柜，那么房間排風則不需要設計，負壓由通風柜排風量承擔。

從事實驗室專業設計的單位與相關技術人員稀缺，目前，大多數是以實驗室家具生產廠家為主體的公司，同時兼顧工藝、裝飾及內部系統設計，業主方往往采取施工招標附送設計的方式，對于設計階段缺乏重視，且缺乏專業對口的設計人員，不能區分不同實驗室的工藝要求。

一項大型科研實驗建筑的設計，必須同時具備有經驗的科研人員與設計人員，提出要求與實現功能相結合，二者配合，取長補短，才能逐步完善實驗室各項需求。

如果將實驗室與住宅進行比較，那么標準化理念已經成熟的住宅模塊正是實驗室設計建設的發展方向。（圖2）標準化設計是指在一定時期內，面向通用產品，采用共性條件，制定統一的標準和模式，開展的適用范圍比較廣泛的設計，適用于技術上成熟、經濟上合理、市場容量充裕的產品設計。住宅采用標準化設計后，對于控制建設成本、縮短建設工期均有顯著的效果，使得本來具有唯一性、不可復制屬性的設計工作變得像工業產品一樣量產。因新冠疫情而出現的方艙式PCR實驗室就很好的詮釋了標準化實驗單元的概念。（圖3）

相比于建設規模較小的科研實驗建筑，同樣可以借鑒這樣的模式，將實驗室功能劃分為科研實驗區、科研輔助區、公共設施區、行政及生活服務區等。各區相對位置可以形成多種布置方式，而各區平面設計也可以嵌入標準化模塊，這樣一來，大實驗室可以劃分為多個小實驗模塊，與輔助及公共模塊靈活搭配，形成一種即插即用、靈活可變的標準化設計體系。

標準化實驗室設計可以分為概念設計、初步設計、深化設計三個階段。各階段工作步驟見表1，基于這些框架式的階段性工作任務，實驗室設計工作也以層層遞進的方式推進。

實驗室選址、設計和建造應符合國家和地方的環境保護和建設主管部門的規定和要求。實驗室的防火和安全通道設置應符合國家的消防規定和要求，同時應考慮生物安全的特珠要求；必要時，應事先征詢消防主管部門的建議。實驗室的安全保衛應符合國家相關部門對該類設施的安全管理規定和要求。

從以下四個方面收集外圍環境參數開始，將實驗室建筑合理定位。

實驗室整體規模測算可以從表2的經驗值進行確定，以便于總體規劃部署。當劃定區域后，則進行內部功能模塊的劃分，從表3可以看出，核心實驗用房面積占比在50%-60%之間，輔助及公共設施面積占比約30%，這兩大塊功能區構成了科研實驗建筑的主要職能用房，只要把握好這些模塊的相對關系，那么實驗室便是和諧統一的整體，且對于后續施工建設具有分步、分區的指導作用，便于其流水作業。

表2 實驗室建筑面積指標        單位：㎡/人

表3 實驗室各功能模塊面積占比單位：%

第二步，通過全面而精簡的需求調查表統計并匯總使用人員的要求，并體現于圖紙文件之上。這是設計之初最為關鍵的一步，所有要落實的硬件、技術參數等均需在本過程中確定。（見表4）

表4 實驗室設計需求調查表

某國家級科研院所項目位于浙江杭州下沙經濟開發區醫藥港小鎮范圍內，總體規劃分兩期實施，分別建成科研實驗中心、臨床研究中心，結合醫藥港小鎮自身優勢，形成產、學、研一體化科研產業鏈。

一期項目為原學校校舍改建（圖4），占地面積約120畝，建筑面積3.5585萬平方米，主要包括行政樓、實驗樓和其他附屬設施，以及用于科研的公共實驗平臺等，滿足２-３個院士團隊和200人入駐要求。一期計劃投入8.0億元，其中基建改造、裝修、智能化及試驗臺、通風柜等基礎實驗設施等費用2.0億元;實驗儀器設備及其他設施設備6.0億元。

二期項目為一期項目周邊預留土地，占地面積不少于80畝，建筑面積20萬平方米，主要包括中科院重離子研究中心、中科院生物醫藥技術成果育成中心、國家級生物樣本庫中心、國家級腫瘤大數據中心、成果轉化平臺、專門實驗平臺、實驗動物平臺等。計劃2021年建成投入使用，滿足20個科研團隊、1000人入駐要求，以及其他未來發展需要。

項目推進過程中，由于工期緊、任務重，作為使用方管理者，不僅要協調外部關系，確保項目各項程序暢通無阻，更為重要的是對于項目各項技術要求及使用功能的整體把控。

設計施工與人才引進過程中的協調與配合問題。正常情況下，設計施工應根據人才團隊研究方向開展相關工作，但是這樣的理想狀況只在少數，本項目中，設計階段只確定了少數的團隊，也針對其科研方向配置滿足要求的實驗室系統及儀器設備，但這樣的區域只占15%，更多的實驗室則難以按一定的參數要求設計建設，人才引進過程普遍滯后于實驗室建設，因此這是一個新建大型科研院所常見的矛盾點。

對于上述三點問題，其最優解決對策不在于分別解開各自的癥結，我們完全可以換一種思路，采用一種具備交集性質的通用解將多問題歸為單一問題并解決它。標準化實驗室設計建設思路正是符合上述屬性的對策，對于一些沒有權屬的實驗室區域，我們采用以實驗臺為單元的開放式大實驗區，今后PI組入駐后，也以實驗臺為單位進行分配，每層搭配一定數量的細胞間供整層數個科研團隊共用。

這樣普通PI實驗室可分為分配到個體的開放式實驗室以及共用性質的細胞實驗室、儀器間、清洗滅菌間等。按上述解構的思路開展實驗室設計，可以避免不確定因素帶來的影響，建設者可以將焦點放在分配比例上，而諸如清洗滅菌、試劑存儲等輔助房間面積較為固定，只有細胞間與儀器間需由經驗豐富的科研人員推算今后的需求，原則上這些重要的共用實驗室可以靠上限預留。

另一類實驗室為公共實驗平臺，如實驗動物平臺、細胞表征平臺、材料測試平臺、生物樣本中心等，此類實驗室設計建設關鍵點在于確定區域面積，此面積多與內部設備功能需求有關：實驗動物中心與籠具數量（小動物數量）關系密切，生物樣本中心則與擬存儲樣本量有關。這些都是關系到項目總體規模及投資的重要指標參數，屬于頂層設計的一部分，所有科研項目都必須盡早確定。

對于實驗室內部系統設計，同樣采用標準化設計理念，從空間上分為上、中、下三個層次，頂部集成水、電、暖通、氣路并通過吊塔或實驗臺設備立柱銜接中間層次的實驗臺，而下部則為下水、強弱電終端等必要的設施。近幾年興起的BIM設計則非常契合實驗室標準化設計建設思路，通過建筑信息模型進行各專業管線的碰撞模擬與布局模擬可以很好的對多個模塊進行部署，直觀明了的對待定區域進行方案模擬。

實驗室標準化建設理念的推廣和應用，是對整個行業的規范與提升。正如中國標準化雜志社社長趙宏春所強調的“現代實驗室標準化建設更是質量強國的重要保障”。從質量所包含的生物醫藥、工業產品、建筑工程、服務等幾大類別來看，任何產品在制造和設計過程中，都離不開實驗室，實驗室為產品質量的提高和發展提供重要的技術支撐，而實驗室本身能力和水平的高低，卻與其標準化建設程度密不可分。