預算控制背景下高校實驗室設計程序與方法建構

王小冬 崔木揚 王曉梅

摘要：在預算控制背景下，實驗室建設目標將由基礎、合理層面向實用、品牌層次提升。從國內高校實驗室發展現狀，實驗室室內設計的重要性出發，提出適用于實驗室建設的基本設計程序并建構“ACTION”六步循環推進法模型用于指導設計實踐研究，以期能夠將高校實驗室建設成為既有實用價值，又具有審美價值的實驗場所空間。

關鍵詞：高校實驗室 發展現狀設計程序 “ACTION”方法模型建構

中圖分類號：J59

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（ 2021） 03-0100-04

引言

實驗室建設是高校的重要工作，是推進本科教學改革和質量提升的重要舉措。新時期高校實驗室怎樣建設已成為學界關注的研究課題，因區域、學校、專業等多方面發展不平衡，以及部分院校在實驗室建設資金投入方面嚴重不足，已建成實驗室已經不能滿足學生日益增長的美好實驗需要。如何在預算控制背景下進行高校實驗室室內設計已成為有價值的研究課題。

一、高校專業實驗室發展現狀

在國家大力倡導加強大學生實踐能力培養，增強其崗位適應性和就業競爭力的當下，專業實驗室建設和發展的重要性不言而喻。筆者對全國部分高校實驗室建設情況進行問卷調研統計發現，主要呈現出公辦高校與民辦高校發展不平衡，重點高校與地方高校發展不平衡，西部高校與東部高校發展不平衡，重點專業與普通專業發展不平衡等現象。

（一）公辦高校與民辦高校發展不平衡

高校擴招之前，雖然部分高校投資渠道和管理部門有所區分，但普通高等學校都是公辦性質。上世紀九十年代以來，出現了企業投資興辦高校現象，起初只有幾十所大學領辦自己的獨立學院，經過二十年的發展，已達到目前的700余所，在校生占到全國普通高校在校學生的四分之一。盡管先后涌現出了南方科技大學、西湖大學等特殊高校，但是大部分民辦高校的情況都不理想。公辦院校發展情況普遍比民辦院校好，主要表現在政策傾斜、政府支持、師資隊伍、生源質量、實驗條件、學科建設、學生就業、社會認可度、校友影響等諸多方面。經過多年發展與積累，通過供給側改革，中央財政支持地方高校建設專項資金多各大高校均有不同程度地支持，對新建本科院校實驗條件改善起到重要作用。為對準上級主管部門要求的各項指標任務，民辦高校熱衷于擴大校園面積，多種途徑與方式建設校園，建設實驗實訓中心。校園大樓林立，景觀氣派，實力彰顯，但真正花重金建設實驗室的學校比較少，大部分民辦高校愿意建設經管類、商務類實驗室，理工科實驗室數量較少，資金投入相對較低。受各種條件限制和辦學指標要求，仍然以擴大招生規模，爭取更多收入為目的，流于形式者眾，內涵發展者寡。長期以來，考生、家長、用人單位對民辦高校還存在部分看法，從多年高考志愿錄取分數線可以發現，民辦高校很難爭取到與同類普通高校一樣的生源。

（二）重點高校和地方高校發展不平衡

1954年以來，國家先后出臺了《關于重點高等學校和專家工作范圍的決議》《關于在高等學校中指定一批重點學校的決定》《“2111程”總體建設規劃》《面向21世紀教育振興行動計劃》（“985”工程）《統籌推進世界一流大學和一流學科建設實施辦法（暫行）》（雙一流）。經過半個多世紀發展，幾次政策紅利釋放，國內公辦高校出現了強者更強，弱者更弱的馬太效應。在公辦本科院校序列里，前五十名高校的招生總數量占比很低，但辦學的各種優勢資源基本被這些學校所占有。而2000年以后的新建本科院校，學校數量和在校生規模數約占四分之一，但是這些院校的發展主要靠政府生均撥款和有限經濟支持，規模發展較快，但實驗條件一般，很多專業甚至沒有實驗室。當前，重點高校實驗室在與國際院校看齊時，還要部分地方性院校在有與無、先與后的層面糾結，甚至很多地方高校通過貸款或其他融資渠道建設實驗室，才能勉強保證基本實驗教學條件。

（三）西部高校和東部高校發展不平衡

存在此現象主要是受制于經濟大環境和開放程度。西部高校發展主要靠國家和地方政府投資，資金投入的多少在很大程度上決定學校發展水平和層次。我國東南部經濟發展整體比西部好很多，如蘇州、無錫、溫州、東莞都是地級市，其GDP比西部某些中等規模省份還要好，財政收入也如此。在這四個城市中，相比較而言，東莞理工學院建設最晚，實力最弱，校友會最新排名在188名，超過了很多西部省屬重點建設高校。東莞是廣東重要制造業加工基地，有很多外資背景公司，學校與其共建實驗室和實習實訓基地，師生可以接觸到世界最先進的實驗設備與技術。第五輪學科評估在即，各大高校都給出了優厚待遇吸引優秀人才加盟，經濟發達地區高校開具的條件更有吸引力，孔雀東南飛已成定局。近十多年來，地處西部的蘭州大學因區位劣勢導致人才流失最為嚴重，甚至互聯網上有人認為蘭州大學流失人才完全可以再建一所985工程大學。雖然這與物質生活、城市環境、個人發展等有關，但東部發達地區高校實驗條件和科研成果轉化確實優勢明顯，對于以科研為生命的優秀人才確實有吸引力。

（四）重點專業與普通專業發展不平衡

高校不可能所有學科和專業發展都均衡，大部分高校都會打造自己的優勢學科或王牌專業。尤其是幾輪學科評估和“雙一流”學科建設以來，很多高校秉持著扶優扶強和末尾淘汰原則來建設學科和專業。通過凝練隊伍，大力優化實驗環境等手段與途徑來實現目標。長此以往，普通專業實驗室建設經費投入就會減少，甚至部分專業幾年都不會有資金投入，造成重點專業和普通專業發展嚴重不平衡。從2019年教育部對學位點評估和動態調整結果分析，很多學校把一些學位點主動撤銷，就能夠體現出我國高校當前發展的一種政策傾向和趨勢。

二、高校專業實驗室室內設計的重要性

設計學是介于藝術與科學之間的學科，跨學科或多學科交融交互是設計學核心本質與原始特征。作為設計學科中極具綜合特點的專業，環境設計應重新審視專業的邊界，在與環境學、建筑學、社會學、經濟學、心理學等學科的交叉融合中尋找自身定位。預算控制背景下進行實驗室建設應該從全局謀劃、精準定位、有效布局、優化空間和塑造品牌等多方面進行綜合考慮。對增強實驗室多功能性，提升試驗室層次水平與品牌價值有著重要意義。

（一）設計能夠精確定位

基于環境設計專業的策劃與建議能夠避免單一線性思維考慮問題，盡量避免用非專業人員進行實驗室建設與管理。筆者調研發現，很多高校實驗設備管理部門和建設單位，在進行實驗室建設時，委托設備供應商進行基礎性建議，對于實驗室室內設計的可行性建議很少，多數停留于儀器設備硬性指標參數層面。室內設計方面，只是簡單設備布局、地面裝飾和實驗室相關管理制度的張貼位置，而達不到綜合統籌設計效果，難以與其他實驗室進行區分，提升使用價值和塑造品牌價值就更無從談起。甚至在施工過程中還存在無原則地變更，造成效果雜亂，導致投標價和審計價相差太大。古語有云，凡事預則立，不預則廢;聞道有先后，術業有專攻。很多高校實驗管理部門人員配置相對較少，既熟悉儀器設備又擅長管理還具備設計與協調能力者就更少，所以在進行實驗室建設時，很有必要聘請實驗室專業設計團隊配合。在預算控制背景下進行設計，更能做到因地制宜和量體裁衣。在設計過程中，應該時刻保持問題意識，如業主需要什么？預算控制范圍？我們能做什么？該怎么做？遇到問題該如何解決？施工過程中會出現什么情況？最終完成效果和耐久性會怎么樣？后期如何維護？

（二）設計能夠有效布局

以前的實驗室建設經常在原建筑普通裝修基礎上進行儀器設備安置，主要以中心集中式、區域塊面式、陳列式布局，整棟實驗樓各個實驗室裝修格調一致、辦公家具甚至窗簾都是一個風格樣式，實驗室外的門牌更是高度一致。如果沒有實驗室樓層分布圖，初次來訪人員僅僅依靠門牌上的名字加以區分，也經常出現找不著北的尷尬情況。在其中工作和學習人員難以獲得實驗結果以外的審美感受和愉悅刺激。專業實驗室室內設計團隊能夠熟悉專業相關知識，厘清實驗室與課程教學之間的密切關系，洞悉當代大學生對實驗室空間的審美需求，盡量與學生的時代感同步，對實驗室專業特性及空間布局需求進行綜合分析，運用敞開式、封閉式、交談式等多種空間設計手法進行有效區分和銜接，讓同學有一種步移景異，人在畫中游的空間體驗感，更有一種未來科學家的滿足感。

（三）設計能夠優化空間

真實的美觀、實用、大方具有美感，眾多設計需求能得到滿足，整體環境清爽，人在空間中的行為能夠得到體驗，以及設計概念的外延在空間設計中能夠較好地彰顯。在框架結構中弱化建筑結構，將一些結構融入到空間的展陳與裝飾構造中去，增強場地空間感。有原則、有規則、有效果地對空間開敞與封閉進行處理，如何在有限的空間里增強其體驗深度和廣度，靈活性空間與固定性空間的處理，儀器設備的形態與構造元素如何與空間中的形態元素進行呼應，都需要建設團隊考慮。應當重視場所情境的真實性，讓使用人員進入空間后，頓時產生一種場所體驗感，讓其既有身臨其境之感又有職場空間的真實感。如經貿類或管理類試驗室對場所精神要求非常重要，必須讓人去感受、體驗，不同空間有不同功能，如何將不同規模、不同需求、不同性質、不同空間形式和裝飾材質的空間通過合理有效的方式進行分割與銜接是設計團隊值得思考之處。簡言之，優秀的實驗室是實驗功能、實習功能、展陳功能、美育功能于一體的復合型空間。

（四）設計能夠塑造品牌

過去的實驗室僅僅是師生做實驗的地方，除了對實驗本身和實驗結果有體驗和感受外，對空間環境難以有場所體驗之感，實驗室的品牌外溢價值更無從談起。而精心設計的實驗室內部空間既有基礎性實驗價值，還有體驗價值、場所價值、品牌價值和傳承價值。如何打造空間，彰顯價值，凝聚成品牌價值是值得建設方、設計方、施工方、設備供應方、使用方等多方思考與協作。部分發達地區的高校已有體驗感很強的人工智能實驗室，藝術、科技、人性、未來感等綜合體驗度很高。筆者調研發現，這些實驗室設計共同特質是專屬性和識別性很強，既有LOGO完型顯現，還有很多形態元素與符號在空間中演繹，但在多元化空間和界面中又能凝聚成一個風格。從設計手法上看，既有解構手法，又有重構手法，不僅是設計手法的熟練運用，更是厚積薄發，最終體現空間品牌價值。

三、高校專業實驗室室內設計基本程序

任何空間設計都有相應的設計基本程序，但實驗室建設涉及眾多學科門類，專業性太強，與其他的空間設計差別較大。在遵循“功能一形式一空間”大原則基礎上，根據不同實驗室專業屬性，設計程序有必要進行細化和區分。

（一）背景調研與場地評價

1.使用部門及人員狀況。首先要對背景調研，使用部門人員組成與具體情況，場地進行評價與分析。實驗管理人員和實驗使用人員有所區分，管理人員勞動強度和管理難度也與設計有關，而且使用人員安全操作需求也需要重點調研。在空間設計與布局時需要涉及到具體人體工程學知識。當前人體工程學部分數據主要來自對人們衣食住行方面的考慮，而針對實驗室空間設計中的操作行為、動作、使用頻率、幅度范圍等方面的數據很少。要求調研時對實驗室的各個環節數據提出建議和進行評價。

2.實驗室專業性。主要表現在儀器設備本身的屬性，實驗室建設和使用過程中的特殊性要求。儀器設備本身的尺寸，操作過程中所占用空間以及人與機器交互過程中所呈現出來的狀態。還需要設備供應商提供一定的相關參考數據，以及對場地空間、室內物理環境等各方面的需求。尤其是對通道、燈光、色彩、色溫、照明等方面都的特殊要求。如微格教學實驗室對燈光色溫，窗簾遮光性處理，空間材質吸音降噪處理，與視頻成像效果相關的燈光照度要求都有特殊要求。因此，在進行實驗室專業性方面調研時一定要進行綜合考慮，進行充分地資料搜集。

3.場地SWOT分析與評價。分析場地的優勢、劣勢、機會、挑戰，主要從實驗室場地的樓層分布、具體區位、建筑結構、與空間設計相互關系進行綜合評價。務必與兄弟院校，同類院校，本地院校進行交流，針對同類實驗室建設進行取經。作為實驗室空間設計的重要載體，場地建筑情況調研十分重要，涉及空間朝向，建筑規模，軸線尺寸、給排水、室內凈高、梁高、通風、采光、安全通道等，還需要對不同季節，不同時段光線變化規律進行調研，考慮主要實驗活動區域到安全通道距離，以及煙感、噴淋和報警器具體位置，與樓板結構空間如何藝術化處理。所以在進行場地評價和分析時，對部分結構性設施去留，管線與橋架歸整處理，梁與樓板之間的空間如何爭取，采取何種形式與結構對空間進行效果最優化，頂部繁雜管線設施等進行弱化，融合進行綜合考慮。

4.硬性設備與場地需求分析。不同實驗室有不同儀器設備，而儀器設備本身的重量，實驗運轉時會出現共振情況，對排煙與通風的具體要求，對配電設備與線纜規格的要求等都需要考慮。如陶藝實驗室建設時，有的電窯重達三噸，不適合放在現澆板樓層上，永久性荷載對建筑結構影響非常大。儀器設備自重大，對通風與排煙要求高的實驗室一般都放置在一層，對參與性、場所性、展示性、表演性相對較強的實驗室，需要布置在較顯眼和相對中正的樓層區域。所以，不同專業、不同儀器對建筑與環境有一定的選擇性和適應性，而實驗室設計對場地又有優化、美化和塑造功能。因此，通過各種方法與途徑對場地進行調研、分析和評價，對于實驗室設計非常重要，直接影響到實驗室建設成果的優劣，如圖1。

（二）初步構思與項目規劃

首先，要理解初步構思的重要性，具體要做哪些工作，規劃主要做什么工作，務必明確各方需求，熟悉場地情況。其次，在實驗室專屬性背景下深刻洞悉各方需求、建議和意見，還必須具有明確指向性。

1.明確硬性需求預算支出。優秀的初步構思不是把圖紙做得特別深入和完善，但一定要有清晰的思路，明確的布局，完善的構思，后期設計內容可以用意象圖進行闡釋。在預算控制前提下做設計，必須要求做到有的放矢，要想達到比較圓滿的效果，對硬性需求以及預算支出多少一定要清楚。可變更與不可變更的部位與構造必須堅持原則，務必明確可機動支配資金的多少，做到有計劃、有原則、有效果。

2.初步空間構思與草圖設計。在初步空間構思階段，可以通過規劃布局草圖和空間草圖的形式呈現，此階段可能還只是一個雛形，不具備完整度和深度。還沒有達到設計概念與概念草圖完美結合的程度，但既然有深度的調研，在注重項目整體性情況下進行空間關系和區域劃分，初步的構思可以在空間載體上進行比較完善的表達。

3.項目實施主要步驟計劃。務必明確前期，中期，后期等各個階段工作任務，各個環節的重點和難點，解決方法與途徑，時間安排與每天完成的指標任務。讓甲方對整個過程安排清楚，讓其認識到設計不僅僅是最終的幾張圖紙而已，是圖紙掩蓋下科技含量、精力、心血和集體智慧的結晶。

4.明確項目任務與各方需求。明確到底要做什么，達到什么效果，該如何實施。一定要清楚各方的需求，建設方、使用方、設備供應方在后續不同階段、不同時段會增加哪些要求，需要考慮和預判可能會出現的問題，避免返工或遺漏而造成損失和遺憾。作為一個設計團隊，具有較強的參謀屬性，制訂計劃必須詳盡、周密、可實施、具有回旋余地。牢記千里之堤，毀于蟻穴箴言，必須秉持精益求精的態度，保證方案完整性、精準性以及各方訴求。

5.設計概念提出與詮釋。設計概念是一種訴求、一種主題，設計想法和意義，具有精神性特質。概念本身很經典、抽象、凝練，只有通過物質載體并在空間演繹與詮釋才更有意義，使之既有豐富內涵，又有廣泛外延。設計概念在空間中詮釋時，一定要對設計支撐元素進行選擇，一定要切題，并能夠精準地詮釋概念。概念支撐元素既可以作為一個單體存在，也能夠以輔助圖形與符號形式作為空間構造的重要組成部分。要深刻理解與感悟不同界面和結構之間概念元素的距離感、場域感、作用力關系，確保整體性，系統性。將概念進行無限放大，使其在和而不同的聚合理念指導下烘托出強烈氣氛，讓實驗空間具有很強的專屬性、概念性和精神性。

6.結合設計概念對場地空間關系進行考慮。設計概念以設計支撐元素為載體，在空間形態與構造方面進行演繹，具有很強的構成性和物質性。在室內設計中空間氣氛、設計概念與場地空間關系必須進行多元與綜合考慮。不僅在平面上進行構思，設計支撐元素在裝飾構造中意義，與實驗儀器設備的各種關系，實體與虛空形態在空間中的關系如何都需要仔細斟酌。注重空間審美感受，畢竟審美感受總是開始于對美的事物的直觀。設計概念在空間中存在載體是具象的，以其可感的外在形式吸引我們，打動我們，使我們對它凝神觀照，產生強烈的“第一印象”，這種印象，又會立即觸發我們的情感，喚起我們的記憶，增強我們對場地空間的體驗。因此，在以概念為前提的空間形態塑造時，更要注意實體的各個部位之間這種關系，不同距離在空間中產生的影響，如空間區域劃分與布局、重要界面處理、構造與細節、開敞與圍合、如何轉換與銜接，物質性實體與界面之間的虛空對比關系，實驗儀器設備和使用人員與環境又構成何種結構，靜態與動態空間，虛空空間的包容與萬變，都是值得思考的問題，才能讓承載各種功能與需求的空間得到精神的彰顯。

了.完成草案設計建議書。建議書以咨詢報告形式存在。前期資料調研以及關鍵性因素對項目成功與否影響很大，需要充分考慮建筑本身SWOT評價結果。在概念性方案階段，不同空間部位能達到的效果以及意向圖也要有所呈現，不能像過去一樣簡單地認為一張平面圖加兩張效果圖就構成初步方案。草圖設計和初步方案不一定要求面面俱到，但必須有整體綜合思維。讓客戶清楚本項目已經有具備何種條件和能夠達到怎么樣的預期效果。對設計團隊的專業素質和綜合把控項目能力提出高標準要求，一定要提出設計概念，并在空間中進行演繹性詮釋，對中途會遇到的問題做出預判和處理預案，各分部分項都應該在預算之內。

（三）設計溝通與方案調整

首先，將草案設計建議書呈送給相關負責人，并與其充分溝通。實驗室裝修工程審批涉及部門多，程序繁雜，專業性強，是目前教師們最為詬病的環節。如何在保證工程質量的前提下優化審批環節，已被各校所重點關注。在完成高校專業實驗室這類型項目時，主要領導意見直接影響項目成功與否。尊重主要領導意見至關重要，他們的建議有時候可能會與設計原則相悖，但也必須重視領導意見，相信領導肯定有水平。項目溝通時，務必對有價值的信息進行記錄，便于之后進行針對性修改。其次，與相關人員進行溝通，他們可能不具備全方位知識，但對某些方面肯定有獨到見解，對項目更好地落地起著至關重要作用。所以不能夠只聽主要領導的意見，還要尊重相關各方人員建議，如設備供應商能夠提出項目構思過程中沒有考慮到的關鍵性技術問題。再次，依據溝通意見進行方案調整時要注意方法與策略，按照急需、必需、需要等層次進行整理與歸納。充分認識到設計圖紙是與各方溝通的媒介與載體，必須與相關人員進行溝通、確認。如果能夠從技術性，功能性角度出發，并對項目的審美特性進行整體把握，相信所有問題都能夠逐一解決，達到良好的預期效果。