预算控制背景下高校实验室设计程序与方法建构
王小冬 崔木扬 王晓梅
摘要：在预算控制背景下，实验室建设目标将由基础、合理层面向实用、品牌层次提升。从国内高校实验室发展现状，实验室室内设计的重要性出发，提出适用于实验室建设的基本设计程序并建构“ACTION”六步循环推进法模型用于指导设计实践研究，以期能够将高校实验室建设成为既有实用价值，又具有审美价值的实验场所空间。
关键词：高校实验室 发展现状设计程序 “ACTION”方法模型建构
中图分类号：J59
文献标识码：A
文章编号：1003-0069（ 2021） 03-0100-04
引言
实验室建设是高校的重要工作，是推进本科教学改革和质量提升的重要举措。新时期高校实验室怎样建设已成为学界关注的研究课题，因区域、学校、专业等多方面发展不平衡，以及部分院校在实验室建设资金投入方面严重不足，已建成实验室已经不能满足学生日益增长的美好实验需要。如何在预算控制背景下进行高校实验室室内设计已成为有价值的研究课题。
一、高校专业实验室发展现状
在国家大力倡导加强大学生实践能力培养，增强其岗位适应性和就业竞争力的当下，专业实验室建设和发展的重要性不言而喻。笔者对全国部分高校实验室建设情况进行问卷调研统计发现，主要呈现出公办高校与民办高校发展不平衡，重点高校与地方高校发展不平衡，西部高校与东部高校发展不平衡，重点专业与普通专业发展不平衡等现象。
（一）公办高校与民办高校发展不平衡
高校扩招之前，虽然部分高校投资渠道和管理部门有所区分，但普通高等学校都是公办性质。上世纪九十年代以来，出现了企业投资兴办高校现象，起初只有几十所大学领办自己的独立学院，经过二十年的发展，已达到目前的700余所，在校生占到全国普通高校在校学生的四分之一。尽管先后涌现出了南方科技大学、西湖大学等特殊高校，但是大部分民办高校的情况都不理想。公办院校发展情况普遍比民办院校好，主要表现在政策倾斜、政府支持、师资队伍、生源质量、实验条件、学科建设、学生就业、社会认可度、校友影响等诸多方面。经过多年发展与积累，通过供给侧改革，中央财政支持地方高校建设专项资金多各大高校均有不同程度地支持，对新建本科院校实验条件改善起到重要作用。为对准上级主管部门要求的各项指标任务，民办高校热衷于扩大校园面积，多种途径与方式建设校园，建设实验实训中心。校园大楼林立，景观气派，实力彰显，但真正花重金建设实验室的学校比较少，大部分民办高校愿意建设经管类、商务类实验室，理工科实验室数量较少，资金投入相对较低。受各种条件限制和办学指标要求，仍然以扩大招生规模，争取更多收入为目的，流于形式者众，内涵发展者寡。长期以来，考生、家长、用人单位对民办高校还存在部分看法，从多年高考志愿录取分数线可以发现，民办高校很难争取到与同类普通高校一样的生源。
（二）重点高校和地方高校发展不平衡
1954年以来，国家先后出台了《关于重点高等学校和专家工作范围的决议》《关于在高等学校中指定一批重点学校的决定》《“2111程”总体建设规划》《面向21世纪教育振兴行动计划》（“985”工程）《统筹推进世界一流大学和一流学科建设实施办法（暂行）》（双一流）。经过半个多世纪发展，几次政策红利释放，国内公办高校出现了强者更强，弱者更弱的马太效应。在公办本科院校序列里，前五十名高校的招生总数量占比很低，但办学的各种优势资源基本被这些学校所占有。而2000年以后的新建本科院校，学校数量和在校生规模数约占四分之一，但是这些院校的发展主要靠政府生均撥款和有限经济支持，规模发展较快，但实验条件一般，很多专业甚至没有实验室。当前，重点高校实验室在与国际院校看齐时，还要部分地方性院校在有与无、先与后的层面纠结，甚至很多地方高校通过贷款或其他融资渠道建设实验室，才能勉强保证基本实验教学条件。
（三）西部高校和东部高校发展不平衡
存在此现象主要是受制于经济大环境和开放程度。西部高校发展主要靠国家和地方政府投资，资金投入的多少在很大程度上决定学校发展水平和层次。我国东南部经济发展整体比西部好很多，如苏州、无锡、温州、东莞都是地级市，其GDP比西部某些中等规模省份还要好，财政收入也如此。在这四个城市中，相比较而言，东莞理工学院建设最晚，实力最弱，校友会最新排名在188名，超过了很多西部省属重点建设高校。东莞是广东重要制造业加工基地，有很多外资背景公司，学校与其共建实验室和实习实训基地，师生可以接触到世界最先进的实验设备与技术。第五轮学科评估在即，各大高校都给出了优厚待遇吸引优秀人才加盟，经济发达地区高校开具的条件更有吸引力，孔雀东南飞已成定局。近十多年来，地处西部的兰州大学因区位劣势导致人才流失最为严重，甚至互联网上有人认为兰州大学流失人才完全可以再建一所985工程大学。虽然这与物质生活、城市环境、个人发展等有关，但东部发达地区高校实验条件和科研成果转化确实优势明显，对于以科研为生命的优秀人才确实有吸引力。
（四）重点专业与普通专业发展不平衡
高校不可能所有学科和专业发展都均衡，大部分高校都会打造自己的优势学科或王牌专业。尤其是几轮学科评估和“双一流”学科建设以来，很多高校秉持着扶优扶强和末尾淘汰原则来建设学科和专业。通过凝练队伍，大力优化实验环境等手段与途径来实现目标。长此以往，普通专业实验室建设经费投入就会减少，甚至部分专业几年都不会有资金投入，造成重点专业和普通专业发展严重不平衡。从2019年教育部对学位点评估和动态调整结果分析，很多学校把一些学位点主动撤销，就能够体现出我国高校当前发展的一种政策倾向和趋势。
二、高校专业实验室室内设计的重要性
设计学是介于艺术与科学之间的学科，跨学科或多学科交融交互是设计学核心本质与原始特征。作为设计学科中极具综合特点的专业，环境设计应重新审视专业的边界，在与环境学、建筑学、社会学、经济学、心理学等学科的交叉融合中寻找自身定位。预算控制背景下进行实验室建设应该从全局谋划、精准定位、有效布局、优化空间和塑造品牌等多方面进行综合考虑。对增强实验室多功能性，提升试验室层次水平与品牌价值有着重要意义。
（一）设计能够精确定位
基于环境设计专业的策划与建议能够避免单一线性思维考虑问题，尽量避免用非专业人员进行实验室建设与管理。笔者调研发现，很多高校实验设备管理部门和建设单位，在进行实验室建设时，委托设备供应商进行基础性建议，对于实验室室内设计的可行性建议很少，多数停留于仪器设备硬性指标参数层面。室内设计方面，只是简单设备布局、地面装饰和实验室相关管理制度的张贴位置，而达不到综合统筹设计效果，难以与其他实验室进行区分，提升使用价值和塑造品牌价值就更无从谈起。甚至在施工过程中还存在无原则地变更，造成效果杂乱，导致投标价和审计价相差太大。古语有云，凡事预则立，不预则废;闻道有先后，术业有专攻。很多高校实验管理部门人员配置相对较少，既熟悉仪器设备又擅长管理还具备设计与协调能力者就更少，所以在进行实验室建设时，很有必要聘请实验室专业设计团队配合。在预算控制背景下进行设计，更能做到因地制宜和量体裁衣。在设计过程中，应该时刻保持问题意识，如业主需要什么？预算控制范围？我们能做什么？该怎么做？遇到问题该如何解决？施工过程中会出现什么情况？最终完成效果和耐久性会怎么样？后期如何维护？
（二）设计能够有效布局
以前的实验室建设经常在原建筑普通装修基础上进行仪器设备安置，主要以中心集中式、区域块面式、陈列式布局，整栋实验楼各个实验室装修格调一致、办公家具甚至窗帘都是一个风格样式，实验室外的门牌更是高度一致。如果没有实验室楼层分布图，初次来访人员仅仅依靠门牌上的名字加以区分，也经常出现找不着北的尴尬情况。在其中工作和学习人员难以获得实验结果以外的审美感受和愉悦刺激。专业实验室室内设计团队能够熟悉专业相关知识，厘清实验室与课程教学之间的密切关系，洞悉当代大学生对实验室空间的审美需求，尽量与学生的时代感同步，对实验室专业特性及空间布局需求进行综合分析，运用敞开式、封闭式、交谈式等多种空间设计手法进行有效区分和衔接，让同学有一种步移景异，人在画中游的空间体验感，更有一种未来科学家的满足感。
（三）设计能够优化空间
真实的美观、实用、大方具有美感，众多设计需求能得到满足，整体环境清爽，人在空间中的行为能够得到体验，以及设计概念的外延在空间设计中能够较好地彰显。在框架结构中弱化建筑结构，将一些结构融入到空间的展陈与装饰构造中去，增强场地空间感。有原则、有规则、有效果地对空间开敞与封闭进行处理，如何在有限的空间里增强其体验深度和广度，灵活性空间与固定性空间的处理，仪器设备的形态与构造元素如何与空间中的形态元素进行呼应，都需要建设团队考虑。應当重视场所情境的真实性，让使用人员进入空间后，顿时产生一种场所体验感，让其既有身临其境之感又有职场空间的真实感。如经贸类或管理类试验室对场所精神要求非常重要，必须让人去感受、体验，不同空间有不同功能，如何将不同规模、不同需求、不同性质、不同空间形式和装饰材质的空间通过合理有效的方式进行分割与衔接是设计团队值得思考之处。简言之，优秀的实验室是实验功能、实习功能、展陈功能、美育功能于一体的复合型空间。
（四）设计能够塑造品牌
过去的实验室仅仅是师生做实验的地方，除了对实验本身和实验结果有体验和感受外，对空间环境难以有场所体验之感，实验室的品牌外溢价值更无从谈起。而精心设计的实验室内部空间既有基础性实验价值，还有体验价值、场所价值、品牌价值和传承价值。如何打造空间，彰显价值，凝聚成品牌价值是值得建设方、设计方、施工方、设备供应方、使用方等多方思考与协作。部分发达地区的高校已有体验感很强的人工智能实验室，艺术、科技、人性、未来感等综合体验度很高。笔者调研发现，这些实验室设计共同特质是专属性和识别性很强，既有LOGO完型显现，还有很多形态元素与符号在空间中演绎，但在多元化空间和界面中又能凝聚成一个风格。从设计手法上看，既有解构手法，又有重构手法，不仅是设计手法的熟练运用，更是厚积薄发，最终体现空间品牌价值。
三、高校专业实验室室内设计基本程序
任何空间设计都有相应的设计基本程序，但实验室建设涉及众多学科门类，专业性太强，与其他的空间设计差别较大。在遵循“功能一形式一空间”大原则基础上，根据不同实验室专业属性，设计程序有必要进行细化和区分。
（一）背景调研与场地评价
1.使用部门及人员状况。首先要对背景调研，使用部门人员组成与具体情况，场地进行评价与分析。实验管理人员和实验使用人员有所区分，管理人员劳动强度和管理难度也与设计有关，而且使用人员安全操作需求也需要重点调研。在空间设计与布局时需要涉及到具体人体工程学知识。当前人体工程学部分数据主要来自对人们衣食住行方面的考虑，而针对实验室空间设计中的操作行为、动作、使用频率、幅度范围等方面的数据很少。要求调研时对实验室的各个环节数据提出建议和进行评价。
2.实验室专业性。主要表现在仪器设备本身的属性，实验室建设和使用过程中的特殊性要求。仪器设备本身的尺寸，操作过程中所占用空间以及人与机器交互过程中所呈现出来的状态。还需要设备供应商提供一定的相关参考数据，以及对场地空间、室内物理环境等各方面的需求。尤其是对通道、灯光、色彩、色温、照明等方面都的特殊要求。如微格教学实验室对灯光色温，窗帘遮光性处理，空间材质吸音降噪处理，与视频成像效果相关的灯光照度要求都有特殊要求。因此，在进行实验室专业性方面调研时一定要进行综合考虑，进行充分地资料搜集。
3.场地SWOT分析与评价。分析场地的优势、劣势、机会、挑战，主要从实验室场地的楼层分布、具体区位、建筑结构、与空间设计相互关系进行综合评价。务必与兄弟院校，同类院校，本地院校进行交流，针对同类实验室建设进行取经。作为实验室空间设计的重要载体，场地建筑情况调研十分重要，涉及空间朝向，建筑规模，轴线尺寸、给排水、室内净高、梁高、通风、采光、安全通道等，还需要对不同季节，不同时段光线变化规律进行调研，考虑主要实验活动区域到安全通道距离，以及烟感、喷淋和报警器具体位置，与楼板结构空间如何艺术化处理。所以在进行场地评价和分析时，对部分结构性设施去留，管线与桥架归整处理，梁与楼板之间的空间如何争取，采取何种形式与结构对空间进行效果最优化，顶部繁杂管线设施等进行弱化，融合进行综合考虑。
4.硬性设备与场地需求分析。不同实验室有不同仪器设备，而仪器设备本身的重量，实验运转时会出现共振情况，对排烟与通风的具体要求，对配电设备与线缆规格的要求等都需要考虑。如陶艺实验室建设时，有的电窑重达三吨，不适合放在现浇板楼层上，永久性荷载对建筑结构影响非常大。仪器设备自重大，对通风与排烟要求高的实验室一般都放置在一层，对参与性、场所性、展示性、表演性相对较强的实验室，需要布置在较显眼和相对中正的楼层区域。所以，不同专业、不同仪器对建筑与环境有一定的选择性和适应性，而实验室设计对场地又有优化、美化和塑造功能。因此，通过各种方法与途径对场地进行调研、分析和评价，对于实验室设计非常重要，直接影响到实验室建设成果的优劣，如图1。
（二）初步构思与项目规划
首先，要理解初步构思的重要性，具体要做哪些工作，规划主要做什么工作，务必明确各方需求，熟悉场地情况。其次，在实验室专属性背景下深刻洞悉各方需求、建议和意见，还必须具有明确指向性。
1.明确硬性需求预算支出。优秀的初步构思不是把图纸做得特别深入和完善，但一定要有清晰的思路，明确的布局，完善的构思，后期设计内容可以用意象图进行阐释。在预算控制前提下做设计，必须要求做到有的放矢，要想达到比较圆满的效果，对硬性需求以及预算支出多少一定要清楚。可变更与不可变更的部位与构造必须坚持原则，务必明确可机动支配资金的多少，做到有计划、有原则、有效果。
2.初步空间构思与草图设计。在初步空间构思阶段，可以通过规划布局草图和空间草图的形式呈现，此阶段可能还只是一个雏形，不具备完整度和深度。还没有达到设计概念与概念草图完美结合的程度，但既然有深度的调研，在注重项目整体性情况下进行空间关系和区域划分，初步的构思可以在空间载体上进行比较完善的表达。
3.项目实施主要步骤计划。务必明确前期，中期，后期等各个阶段工作任务，各个环节的重点和难点，解决方法与途径，时间安排与每天完成的指标任务。让甲方对整个过程安排清楚，让其认识到设计不仅仅是最终的几张图纸而已，是图纸掩盖下科技含量、精力、心血和集体智慧的结晶。
4.明确项目任务与各方需求。明确到底要做什么，达到什么效果，该如何实施。一定要清楚各方的需求，建设方、使用方、设备供应方在后续不同阶段、不同时段会增加哪些要求，需要考虑和预判可能会出现的问题，避免返工或遗漏而造成损失和遗憾。作为一个设计团队，具有较强的参谋属性，制订计划必须详尽、周密、可实施、具有回旋余地。牢记千里之堤，毁于蚁穴箴言，必须秉持精益求精的态度，保证方案完整性、精准性以及各方诉求。
5.设计概念提出与诠释。设计概念是一种诉求、一种主题，设计想法和意义，具有精神性特质。概念本身很经典、抽象、凝练，只有通过物质载体并在空间演绎与诠释才更有意义，使之既有丰富内涵，又有广泛外延。设计概念在空间中诠释时，一定要对设计支撑元素进行选择，一定要切题，并能够精准地诠释概念。概念支撑元素既可以作为一个单体存在，也能够以辅助图形与符号形式作为空间构造的重要组成部分。要深刻理解与感悟不同界面和结构之间概念元素的距离感、场域感、作用力关系，确保整体性，系统性。将概念进行无限放大，使其在和而不同的聚合理念指导下烘托出强烈气氛，让实验空间具有很强的专属性、概念性和精神性。
6.结合设计概念对场地空间关系进行考虑。设计概念以设计支撑元素为载体，在空间形态与构造方面进行演绎，具有很强的构成性和物质性。在室内设计中空间气氛、设计概念与场地空间关系必须进行多元与综合考虑。不仅在平面上进行构思，设计支撑元素在装饰构造中意义，与实验仪器设备的各种关系，实体与虚空形态在空间中的关系如何都需要仔细斟酌。注重空间审美感受，毕竟审美感受总是开始于对美的事物的直观。设计概念在空间中存在载体是具象的，以其可感的外在形式吸引我们，打动我们，使我们对它凝神观照，产生强烈的“第一印象”，这种印象，又会立即触发我们的情感，唤起我们的记忆，增强我们对场地空间的体验。因此，在以概念为前提的空间形态塑造时，更要注意实体的各个部位之间这种关系，不同距离在空间中产生的影响，如空间区域划分与布局、重要界面处理、构造与细节、开敞与围合、如何转换与衔接，物质性实体与界面之间的虚空对比关系，实验仪器设备和使用人员与环境又构成何种结构，静态与动态空间，虚空空间的包容与万变，都是值得思考的问题，才能让承载各种功能与需求的空间得到精神的彰显。
了.完成草案设计建议书。建议书以咨询报告形式存在。前期资料调研以及关键性因素对项目成功与否影响很大，需要充分考虑建筑本身SWOT评价结果。在概念性方案阶段，不同空间部位能达到的效果以及意向图也要有所呈现，不能像过去一样简单地认为一张平面图加两张效果图就构成初步方案。草图设计和初步方案不一定要求面面俱到，但必须有整体综合思维。让客户清楚本项目已经有具备何種条件和能够达到怎么样的预期效果。对设计团队的专业素质和综合把控项目能力提出高标准要求，一定要提出设计概念，并在空间中进行演绎性诠释，对中途会遇到的问题做出预判和处理预案，各分部分项都应该在预算之内。
（三）设计沟通与方案调整
首先，将草案设计建议书呈送给相关负责人，并与其充分沟通。实验室装修工程审批涉及部门多，程序繁杂，专业性强，是目前教师们最为诟病的环节。如何在保证工程质量的前提下优化审批环节，已被各校所重点关注。在完成高校专业实验室这类型项目时，主要领导意见直接影响项目成功与否。尊重主要领导意见至关重要，他们的建议有时候可能会与设计原则相悖，但也必须重视领导意见，相信领导肯定有水平。项目沟通时，务必对有价值的信息进行记录，便于之后进行针对性修改。其次，与相关人员进行沟通，他们可能不具备全方位知识，但对某些方面肯定有独到见解，对项目更好地落地起着至关重要作用。所以不能够只听主要领导的意见，还要尊重相关各方人员建议，如设备供应商能够提出项目构思过程中没有考虑到的关键性技术问题。再次，依据沟通意见进行方案调整时要注意方法与策略，按照急需、必需、需要等层次进行整理与归纳。充分认识到设计图纸是与各方沟通的媒介与载体，必须与相关人员进行沟通、确认。如果能够从技术性，功能性角度出发，并对项目的审美特性进行整体把握，相信所有问题都能够逐一解决，达到良好的预期效果。
