HOPE·生命之光

“建筑的靈魂是光?！薄芬姿埂た担↙ouis Isadore Kahn）

國家重大科技基礎設施作為重要的科研基礎裝置，承載著引領未來科研方向的使命。人類器官生理病理模擬裝置（HOPE裝置），旨在建立生命科研的學術研究范式，并提供開放領域的生命科學研究平臺。方案以“HOPE·生命之光”為主題，從生命元件的角度出發(fā)，以“神經元細胞”概念切入科研實驗室和公共研學空間，打造“生命之光”、“科技之光”、“建筑之光”，形成一個極具中心感、未來感的大科學裝置。

△場地鳥瞰

項目選址于北京懷柔科學城起步區(qū)，總用地面積約 35494㎡，總建筑面積94580㎡。地塊東側為多模態(tài)生物醫(yī)學成像裝置，西側為先進光源平臺，南側為正在建設的懷柔城市客廳，基地坐擁得天獨厚的科研設施集群空間。

科研裝置以自然生命之光，點亮未來科技之路為使命。為營造國家重大科技基礎設施形象氣質，方案整體布局完整內聚，采用四組標準化的科學實驗模塊圍繞邊界，并利用中庭大空間打造科研學術會堂及對外科研觀摩區(qū)，構成系統(tǒng)分明的科研學術中心。建筑四角面向城市局部打開，設置開敞式辦公會議空間，平面布局層次清晰、垂直交通邏輯高效。設計語言跨功能、跨空間，不屈從傳統(tǒng)科研建筑風格，交疊融合并恰當滲透，創(chuàng)造一種更為多元可讀的空間秩序。

△建筑夜景

△建筑正立面

△主入口人視圖

△室內空間

細胞牽拉張力

作為“細胞容器”，建筑四邊界面平行于周邊道路，最大限度地融入城市環(huán)境。外立面整體采用窗墻體系，不僅有效節(jié)約了造價，并實現(xiàn)了內部熱工環(huán)境的綠色節(jié)能效果。造型整體使用了白色橫向遮陽構件，并在建筑角部弧形處分叉、扭轉、消隱，建立了生命科學的神經網絡立面秩序。遞進式地過渡立面元素，塑造了端莊厚重與輕盈開放兩種視覺感知，凸顯了神經元細胞張拉特點，帶來具有漂浮感的新奇建筑體驗。

△建筑立面

△室外轉角平臺

核心象征的生命之樹

為與生物細胞核心對應，設計打造了中庭的視覺中心——能夠自然采光的“生命之樹”。在這里，圍繞“生命之樹”為主軸，周邊平臺不斷環(huán)繞線性層層生長，構成整個科學會堂區(qū)域的動態(tài)核心，科學家們在此自由交流、科學探討。為保證各個科研系統(tǒng)單元高效連接，空間二層地面全部連通，三層、四層則以科研最短路徑設置空中連廊，形成立體高效的通行體系。科學會堂中設置了彈性的交流平臺和立體高效的空中連廊系統(tǒng)，融入科學交流平臺、生命單元會議室與學術講堂功能，賦予研學空間充分的人文關懷。

△生命之樹

△學術講堂

△觀光電梯及立體交通系統(tǒng)

對外觀摩區(qū)域則展現(xiàn)了中控大廳、重大科學設施及實驗研究場景，提供了開放式、場景化的動感參觀體驗。同時，以“細胞介質”為特征靈活布置了接待、科研展示、沉浸式體驗等功能，并結合“生命之樹”設置景觀休閑洽談區(qū)，打開了科研交流與生態(tài)自然的聯(lián)通渠道。

實驗空間外圍設置透明環(huán)廊，可觀摩 GMP 車間、智能存儲、微納加工、質量監(jiān)控以及中控大廳?？蒲杏^摩區(qū)對角處則設置觀光電梯，可以縱觀整個科學會堂以及頂層的動物房觀摩區(qū)。

△景觀洽談區(qū)

△科研觀摩區(qū)

△人工智能實驗室

凈零碳空間       

學術會堂形成無直接、間接碳排放的“凈零碳空間”。建筑屋面設有約 8600㎡光伏發(fā)電區(qū)，提供內部所有電力。屋頂設備區(qū)域頂部采用BIPV光伏一體化設計，預估裝機容量可達 860kWp，同時兼顧設備遮蔽作用，延長屋面設備使用壽命，并打造形體整體化效果。

建筑空調系統(tǒng)采用了光伏直驅變頻離心式冷水機組，由屋面光伏電池陣列將光能轉化為電能，經屋面匯流/配電單元傳輸至首層變配電室，為地下一層的熱交換站/制冷機房內離心式冷水機組供電，并用光伏微網及暖通群控發(fā)用電一體化監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測。同時，光伏系統(tǒng)按無儲能裝置的非逆流系統(tǒng)設計，光伏發(fā)電自發(fā)自用，為學術會堂內的離心式冷水機組、照明系統(tǒng)及全息投影等設施提供電力，真正實現(xiàn)建筑公共共享空間的凈零碳排放。

△凈零碳空間示意圖

屋面天窗既讓學術會堂成為擁有自然光照的室內共享中庭，也為中庭內側的科研實驗用房獲得長足的采光。在夏季時，利用電動百葉遮陽簾和屋頂高側窗排出頂部溫度較高的濕熱空氣，并向低層活動區(qū)域送入新風及冷卻除濕后的空調風。過渡季系統(tǒng)則利用屋頂風機拔風，加大排風量及室外新風進風量，保證室內的全新風運行。在冬季時，采用余熱回收利用方式，將頂部高溫空氣抽送入門廳及會堂底部區(qū)域供熱，在保證最小新風條件下，減少豎向溫度梯度，改善室內熱舒適環(huán)境。

△室內聲光熱環(huán)境分析

室內學術會堂的走廊墻面、吊頂均采用超微孔吸音金屬板，具有全頻帶吸聲特性，確保了建筑室內聲環(huán)境的舒適性。同時，應用光導纖維、全息投影、電控霧化玻璃等多種前沿材料，極大地提升了空間體驗。設計以“科研交流開放式大平臺”為初心，盡可能的弱化傳統(tǒng)封閉的科研模式，契入活力自然的設計元素，帶來嶄新的科研建筑視覺體驗。

△未來科研空間愿景

項目圖紙

△首層平面圖  

△三層平面圖

 項目信息 

項目名稱：人類器官生理病理模擬裝置國家重大科技基礎設施項目

項目類型：科研建筑

項目地點：北京市懷柔區(qū)

設計單位：中科院建筑設計研究院有限公司

設計團隊完整名單：

主持建筑師：李昕濱

建筑設計：李昕濱、馬小川、張春雨、黃祺媛、宋穎、郭雪婷、陳博文

工藝設計: 黃建宇、馬小曼、劉陽、鄒懿

專業(yè)配合: 朱繼忠、孟慶宇、張晉波、李欣、余旸

業(yè)主：中國科學院動物研究所

建成狀態(tài)：中標候選方案

設計時間：2023年

用地面積：35494㎡

建筑面積：94580㎡