柏 新 予

(天津大学建筑设计规划研究总院，天津 300073)



工科院校“实训中心”设计研究与实践

柏 新 予

(天津大学建筑设计规划研究总院，天津 300073)

从建筑功能组成模式、相关设计参数、人性化设计等方面，分析了工科院校实训中心的建筑设计要点，并结合工程实践项目，总结了工科院校实训中心的设计原则与经验，旨在为师生创造出舒适的学习环境。

实训中心，功能组成模式，模数化，人性化

1 “实训中心”设计

质量是大学的生命,创新是大学的灵魂。工科院校中的大多数学科属于应用技术学科,因而学校对学生实践能力、创新能力的培养显得尤为重要，这就对实验、实践教学提出更高的要求。“实训中心”是所有工科院校必备的基础实验楼，是全校学生进行金工、机电等实习的场所，它紧随高校“全面推进素质教育、大力加强实践教学”的步伐，向开放、综合、高效、灵活和多元化方向发展。笔者近年参与了多个高校实训中心的设计工作，结合工程实践，做一些粗浅的总结。

1.1 功能组成模式

工科院校“实训中心”的功能组成模式呈现“模块化”结构特点，其结构本身又可归纳为两类功能模块集合：大空间实验区和标准实验室。大空间实验区是实训楼内核心功能区，一般指满足学校金工实习课程要求而设置的车、铣、焊、铸、刨、磨工区；当然一些学校会针对自身的学科建设情况，安排一些特色实习，如天津工业大学，纺织专业是重点学科，它的实训中心就增设了纺织实习区、纺丝实习区等；这个区域的空间对面积和层高有特殊要求。标准实验室是指实训楼内次一等级的功能模块，如各类机电、加工、测试、演示实验室等，此部分实验室一般采用标准化设计，房间面积相同、机电设备及装置配备相同，这样有利于在空间使用者、研究科目不甚明确的条件下，合理组织布局。

1.2 相关的各项设计参数

1.2.1 平面使用系数(K)

平面使用系数=使用面积(建筑面积-辅助面积)/建筑面积。随着社会的发展，建筑设计越来越注重舒适性和交往空间的创造，高校实验教学建筑的K值较早期有了较大的降低，K值的高低对于建筑的经济利益关系重大，一个比较合适的K值是综合考虑的结果。近年来建造的实训中心，多采用内外廊相结合的形式，建筑层数在3层～4层之间，建筑面积20 000 m2左右，K值一般在60%～65%之间。

1.2.2 层高

实训中心一般包含两种尺度的空间体块：一种为大空间实验区，是具有特殊性的实习教学空间，像大型的车间，层高高、空间开放,设备管线沿墙体和顶棚铺设,设有高架的天车用来移动大型或沉重的设备；通常设置在1层，2层，1层设有宽阔并高大的门道以允许叉车拉进货物，层高一般定为6 m～10 m，2层排布尺寸较小、重量较轻的设备，层高为5 m～6 m。另一种为标准实验室，如机电、测试、演示实验室等标准尺寸的实验空间，它具有大量的电力要求，大量的计算机网络，有的实训楼还设有集中空调系统，通常层高设为3.9 m～4.2 m。

1.2.3 走道宽度

实训中心的走道分为单面走道、中间走道。因为在走道上空通常要布置通风管、回风管、强弱电桥架、消防水干管、喷淋管等大量设备管线，占用走道空间较大；另外实验室仪器设备的搬运，都需要走道宽度适度加宽。根据调研及参加的工程设计实践，我们提出如下建议：单面走道净宽1.8 m，中间走道净宽2.1 m～2.7 m。

1.2.4 模数

实验室的开间模数取决于实验人员的活动空间以及工程管网合理布置的必需尺度。在分析了国内外实验室开间模数的数据后，我们认为采用3种开间模式来设计实验室最为经济、合理，即3.0 m，3.3 m，3.6 m；实验室的进深变化也比较多，取决于建筑平面布局、室内采光及采用的结构形式等，建议进深采用6.0 m，6.6 m，7.2 m，8.4 m四种，基本能满足电子、物理、机械等标准实验室的要求；上述开间进深模数适用性强，房间采光也较好，如果轴网尺寸过大，会造成房间面积的浪费，同时梁高加大会造成层高的增加。实训中心内的大空间实验区具有特殊性，它适合采用大开间、大进深，因为这种实习教学空间室内各类机械设备种类多、数量大，轴网尺寸大，便于设备的排布，通常它的轴网模数定为(8.4×8.4～10×10)m。

如上所述，实训中心是由空间尺度差别很大的实验用房在水平向或垂直向组合而成的建筑物，为了兼顾各房间的不同层高、不同进深要求，非常必要采用三维实验室模块的组合概念，三维模块可以在每层房间并不完全对应，走廊的移动具有可能性，同时所有的竖向升起必须充分协调，竖向升起包括楼梯间、电梯、卫生间和公用管道竖井，最后设备管道系统协调到顶棚中去以配合变化走廊的布置。

1.3 人性化设计

对于实训中心建筑而言，容纳的主要活动是各类实践教学，但最终目的是培养具有创造精神与实践能力的高素质人才，这就决定了建筑不仅只限于追求空间的功能，更要追求空间的品质。在建设过程中，因为经常受到投资及面积指标的限制，建筑内不太可能设置大面积的公共活动空间，因此公共空间人性化设计的重点应放在改进必不可少的交通空间，不需增加太多面积，使空间更加舒适、合理。比如说，门厅可以适当设置一些布告板、展示区域和靠近窗户的座位，形成一个在日间聚会并自发进行讨论的场所；走廊可适当增加宽度，促使人们停留下来交谈、讨论，还可用多种颜色和材料进行装修，在适当位置可以提供就坐空间；在主门厅位置可以设置一部景观楼梯，丰富门厅空间，不同楼层的人们可相互观望与交流。

实训中心的主要使用空间，也就是各实习工区、实验室，它们的形象和品质对于使用者来说是很重要的。房间装修材料的使用、工作台选型、自然照明、室内玻璃隔断、设备空间等都是需要研究的关键问题。通过颜色来改变实验室的视觉形象，是一个非常低成本的措施；自然采光会极大的改善每个空间的形象和品质；室内玻璃隔断的应用则创造了一种整洁、舒适的教学实验环境。

2 工程设计实践

2.1 天津大学金工实习基地(卫津路校区)

1)竣工时间：2003年。2)建筑概况：位于天津大学卫津路校区内，用地局促，建筑占地面积3 500 m2，总建筑面积16 000 m2。3)平面布局特点：整个建筑为方形平面，采用三维模块竖向组合布局形式，以金工实习工区为中心，设置在1层～3层，将辅助功能的加工室、库房、设计室、教室等房间布置在周边，局部设置夹层，做到建筑高度的充分利用(见图1)。4)功能组成：金工实习教学要求的铸造、铣刨磨、车工、数控、铸焊钳工区；各类加工室、测试室、库房、设计室、教室等辅助用房。5)层高：建筑共5层，首层南北局部设置夹层，金工实习工区首层层高6.00 m，2层层高5.00 m，夹层层高3.60 m，3层～5层层高均为3.80 m。6)建筑造型简约、内敛，形成逻辑明晰的形体组合和现代感强的立面形象；开窗比例适宜、节奏明快。褐色面砖与白色涂料墙面形成对比，用色、用材厚重，表现出工科院校严谨厚重的氛围，并与周边建筑十分协调。楼内配置1台2 t的货梯。

2.2 天津工业大学实训中心

1)竣工时间：2009年。2)建筑概况：位于天津工业大学新校区，规划用地面积1.97 hm2，建筑面积20 500 m2。3)平面布局特点：鱼骨式布局，相对独立的3个建筑体块通过东西向的通廊串联起来。4)功能组成：主入口门厅位于建筑西侧，设1部楼梯、1台客梯，2个次门厅位于建筑中部，各设1部楼梯、1台3 t货梯。 A区首层、2层为金工实习基地，制冷空调基地，热能工程基地及附属的培训教室、计算机室等；3层、4层为电工、电子实验室。B区首层为纺织实习基地；2层为通风实验室、汽车液压机器人实验室、电子、电路实验室等；3层为XLINX实验室、半导体照明工程中心的超净间、设计室等；4层为会议室、研究室。C区首层、2层为材化学科实习工区、污水处理实验室及变电站；3层为化工基本技能实验室；4层为制药、环境工程实验室等。建筑轴网尺寸为7.80 m×7.80 m。5)层高：建筑共4层，首层层高6.0 m，2层～4层层高为4.20 m，A区2层金工实习基地局部层高5 m。6)建筑造型：连续的形体和统一尺度的细部设计，强化了建筑的整体感和体量感，建筑风格庄重、大方、素雅。纵贯东西的通廊将各功能体块有机串联起来，建筑整中求变、同中存异，形成舒展大气的整体形象(见图2)。7)建筑环境及技术设备：所有实验室设计风机盘管的空气调节环境，每个实验室、办公室内设计校园综合布线，每个实验室、办公室实现能量的计量，A区2层金工实习基地屋顶设置天窗，补充室内天然采光。8)建筑材料：外墙采用石材墙面，楼地面采用水磨石面层；墙面采用乳胶漆；大部分实验室不设吊顶。

2.3 天津大学新校区机械教学组团——实训中心

1)竣工时间：2015年。2)建筑概况：位于天津大学新校区内，机械教学组团C地块。地块面积25 000 m2，建筑面积19 700 m2。3)平面布局特点：建筑采用围合式布局，水平方向充分延展，使平面功能分区明确。同时建筑对外形成严整的空间界面并与周边校园道路保持良好关系，对内又形成内敛宜人轻松的内部庭院空间，顺应了建筑功能的需求。建筑轴网尺寸为10.0 m×10.0 m，10.0 m×8.10 m，8.10 m×7.50 m三种。4)功能组成：A区：首层设置有门厅、先进制造技术实验室，创新室等教学用房。2层为工程图学、机电控制实验室、会议室等。3层为机械设计、机电控制、工业设计实验室。B区：主要功能为金工实习工区。首层设置门厅、铣刨磨区、车工区、数控区，及辅助的教室、工具室、机房等。2层为铸造区、钳工区、装配区，及多媒体教室、附件室、模具拆装室、测量实验室等。C区：为单层建筑，主要功能为高效精密加工技术实验室、数字化设计与制造业信息化实验室。5)层高：首层层高9.0 m，A区2层、3层层高均为3.90 m，B区2层层高为5.40 m。6)建筑造型：外檐材料采用高级面砖和金属装饰板搭配，形成整体形象特色，充分考虑到整体造型与局部细节的有机统一性，以及构成的逻辑性，形体上通过围合庭院创造出丰富的层次。采用现代建筑语汇，以成熟而具有创新的设计手法，呈现具有强烈的现代感、生活气息的形象(见图3)。7)建筑环境及技术设备：所有高大空间实习区设计风机盘管送暖风系统，普通实验室、办公室为分体空调、地板采暖；建筑内设计校园综合布线系统，每个实验室、办公室实现能量的计量。B区2层设置天窗采光，补充大空间实习区的天然采光，建筑配置2台3 t货梯。8)建筑材料：建筑外墙采用高级面砖及金属板墙面，A区实验用房、走道的楼地面选用水磨石面层，B区，C区中实习区楼、地面采用环氧耐磨漆彩色楼地面；墙面采用乳胶漆；实验室不设吊顶。

3 结语

工科院校实训中心的建设复杂程度高、设计施工管理难度大，我们有必要充分认识其规划设计的特点，才能保证工程建设质量、最大程度地满足使用要求。但在具体的设计实践中，我们对建设理念、设计细节的把握还不是那么精准，还有很大的改进空间。在今后的设计中，我们应遵循定位清晰、功能合理、适度灵活，重视人性化等原则，为师生的教学实践营造富有创造和激励的学习环境。

[1] 叶依谦，刘卫刚.产业型研发中心研究与实践[J].建筑学报，2015(3)：79-81.

[2] 於海华.高校基础实验楼设计初探[D].广州：华南理工大学硕士论文，2005：6.

[3] 赵 霞.现代科研实验建筑的设计实践——几个科研实验建筑的设计比较[J].工业建筑，2006(1)：3.

[4] [美]丹尼尔·D·沃奇.研究实验室建筑[Z].

Design study and practice of “practical training center” of engineering colleges

Bai Xinyu

(TianjinUniversityBuildingDesign&PlanningHeadquarter，Tianjin300073,China)

Starting from aspects of architectural function organization pattern, relevant design parameters and humanized design, analyzes architectural design points of practical training center of engineering colleges. Combining with engineering practice, it summarizes design principles and experience of practical training center of engineering college, with a view to create comfortable learning environment for students and teachers.

practical training center, functional organization pattern, modularized, humanization

1009-6825(2016)13-0005-03

2016-02-22

柏新予(1968- )，男，硕士，高级工程师，国家一级注册建筑师

TU244

A