理念

改造过时实验室建筑的科学

随着大学研究中心的功能寿命即将结束,巧妙的翻新使它们能够与现代方法和技术接轨。
路易斯安那州立大学健康医学教育大楼翻新后的生物医学研究楼层的效果图,展示了三层玻璃幕墙。
新奥尔良路易斯安那州立大学健康科学中心医学教育大楼改造后的生物医学研究楼层效果图。所有效果图 © MultiStudio

史蒂夫·尼尔森博士于 1984 年加入路易斯安那州立大学健康科学中心,当时医学教育大楼 (MEB) 刚刚开放三年。过去 40 年来,新奥尔良医学院发生了很大变化:尼尔森担任健康科学中心(现称为 LSU 健康中心)的校长,并负责对 MEB 顶层三层进行全面改造,这三层专门用于生物医学研究。与原始布局中实验室的蜂窝状、孤立状不同,新的开放式设计旨在实现尼尔森多年来与研究人员使用的比喻,将他们比作 LSU 的冠军足球队:有时四分卫是赢得比赛的人,有时是接球手;但如果没有整个团队的支持,他们都无法获胜。“这就是我们应该做研究的方式,”他说,“那么你如何构建一个培养团队并促进团队发展的空间呢?” Perkins Eastman 与 MultiStudio 合作,提出了一种适应性设计,彻底改变了现在和未来的研究和发现方式。

翻新后的楼层将设有光线充足的开放式实验室、共享的科学和计算资源以及交流想法的公共区域。尼尔森说,当他刚加入教职员工时,“每个人都有自己的补助金、自己的空间和自己的设备。这是一个新的一天。这是我们研究事业的一次重生。”

在这方面,像路易斯安那州立大学医学教育大楼这样的老化的大学实验室,以及帕金斯·伊士曼对 芝加哥大学阿尔伯特·A·迈克尔逊物理中心,正在进入现代时代,拥有更多的玻璃、更少的墙壁,以及更高效、更具协作性的现代科学研究环境。

路易斯安那州立大学最引人注目的升级是将大楼堡垒般的外观改造成透明立面,照亮内部重新设计的实验室。“到了晚上,它会发光,所以这就像整座建筑的路标。在三层楼之间插入玻璃立面将非常引人注目,”Perkins Eastman 负责人兼科学+技术业务负责人 Steve Gifford 说道。高级助理 Ceyda Metghalchi 补充道:“研究人员大部分时间都待在这些空间里,所以让他们获得自然光真的很重要。”

新奥尔良路易斯安那州立大学健康学院新医学教育大楼效果图,包括现有外观的黑白“之前”照片。

现有的医学教育大楼为路易斯安那州立大学新奥尔良校区呈现出不透明的外观。一旦 12 月施工完成,翻新后的顶层三层将在建筑的东侧和西侧采用玻璃幕墙,露出内部的开放式实验室。
所有“之前”图片均由 Perkins Eastman 提供

总的来说,该项目需要简化每个 50,000 平方英尺楼面的拥挤布局,以鼓励更多的跨学科工作,并适应强大的计算研究,而这在 1970 世纪 80 年代末和 XNUMX 年代初设计该建筑时还处于新兴计算机时代,几乎不存在。

“这种 [科学实验室] 类型的演变突飞猛进,”校长兼执行董事斯蒂芬妮·金斯诺斯 (Stephanie Kingsnorth) 说道,她专门从事古老和历史建筑的改造和现代化。“现在人们对这些建筑的期望确实需要进行大量改变。”

吉福德说,这一变化的主要推动者之一是美国国立卫生研究院,该研究院于 2004 年发布了《医学研究路线图》,这是一项旨在加快生物医学研究发现步伐的战略举措。其优先事项之一是呼吁建立更多跨学科团队并跨领域共享资源。与此同时,该机构的设计要求手册也开始强调协作和灵活的研究环境,以适应不断变化的方法和调查。换句话说,“你必须拥有某些类型的设施才能申请资助,”路易斯安那州立大学卫生学院财产和设施助理副校长柯克·德斯拉特说。“如果它们没有采用开放式实验室设计,你就会因此被扣分。”路易斯安那州立大学的另一个首要目标是成为美国国家癌症研究所指定的癌症中心之一。目前,全国只有 72 个项目达到了这一黄金标准——路易斯安那州没有一个,该州在 癌症死亡率排名前十的州.

新奥尔良路易斯安那州立大学健康中心开放式湿实验室效果图 新奥尔良路易斯安那州立大学健康中心开放式实验室窗户墙效果图

路易斯安那州立大学医学教育大楼东侧和西侧的开放式实验室促进了研究团队之间的互动和协作,同时大量日光可以穿透改造后的楼层。

获得此项称号的部分条件是拥有一流的基础科学研究环境,路易斯安那州立大学希望通过 MEB 改造实现这一目标。“人们会去拥有最佳设施和最佳成就机会的地方。如果我没有一流的设施,那么我就无法吸引一流的研究人员,”尼尔森说。尼尔森指出,珀金斯伊士曼团队直接与他和他的研究人员合作,设计了一个既能满足他们的需求又能适应后代需求的新环境,他补充道,“我们对目前的工作水平非常满意。”

新奥尔良路易斯安那州立大学医疗中心翻修后的医学教育大楼生物医学研究楼层的电梯大厅和休息室效果图

原有建筑的电梯组通向狭窄的走廊。在新设计中,下电梯的人会受到开放式休息室的欢迎,这有利于社交并促进跨学科研究。

平面图展示了新奥尔良路易斯安那州立大学健康中心医学教育大楼生物医学研究楼层的新布局。

“日常生活”图展示了新的 MEB 楼层布局将提供的自由流动和移动。随着医学研究的不断发展,开放式布局旨在适应未来不断变化的用途。路易斯安那州立大学健康中心校长史蒂夫·尼尔森博士说,便捷的交通“鼓励人们走出自己的空间,在那里他们可以感受到一种社区感和团队合作感”。

新奥尔良路易斯安那州立大学健康学院生物医学研究实验室的轴测图。

通过拆除门、墙和迷宫般的走廊,更多的研究人员将能够利用这些实验室。他们将首次能够使用每层楼的休息室,在那里他们可以聚会和交流,以及会议室,用于开会和演讲。吉福德说,每层楼这些中央聚会区周围是三个专用核心实验室,用于共享设备,“基于以核心为中心的当代研究方法。”一旦新的空间在 12 月开放,德斯拉特说:“能够在这些空间中与每个人建立联系确实会让我们受益匪浅。这是一个巨大的文化变革。”


芝加哥大学阿尔伯特·迈克尔逊物理中心
芝加哥大学阿尔伯特·A·迈克尔逊物理中心,黄昏时分拍摄的北科学四方院外景
Perkins Eastman 科学与技术实践负责人 Steve Gifford 表示,翻新后的 Michelson 物理中心旨在将理论与实验结合起来,彻底改变物理研究的方式。照片 © Christopher Barrett

Perkins Eastman 在对 1965 世纪中期校园建筑进行现代化改造方面有着良好的记录,其中最著名的是芝加哥大学的迈克尔逊物理中心。这座最初的低矮混凝土结构建筑建于 XNUMX 年。这座建筑以前被称为天体物理和空间研究实验室,其布局中“楼层之间没有空间连接”,Gifford 说。“没有建筑激励措施来鼓励学生和教职员工参与其中。”他补充道,“外部围护结构漏水且能源效率低下。这需要对现有立面进行彻底的重新装饰,并与扩展的结构相协调,以实现无缝的整体设计构图。”从积极的一面来看,原始建筑的设计支持垂直扩展。在随后的现代化改造中,“我们将其推开并弹出”,Kingsnorth 说,他表示这种方法与其他项目一样,这个时代的建筑不适合在其刚性的混凝土框架内进行翻新。

迈克尔逊物理中心的前后对比图展示了如何将原来低矮的混凝土框架结构改造成拥有动态外观的多层建筑,并与周围的校园更加融为一体。

迈克尔逊物理中心改造前后的对比图展示了这座原本低矮的混凝土框架结构如何改造成一座具有动态立面的多层建筑,与周围的校园更加融为一体。“改造后”照片由 Sarah Mechling 拍摄 / © Perkins Eastman

此次扩建使该大学能够将多个物理课程整合到一个屋檐下。埃米尔·马丁内克是该大学恩里科·费米研究所的物理学教授,他在设计过程中担任该学院的代表,他说,以前,即使是同一个系的部门也会被分到不同的大楼里。“增加两层楼让我们有空间将同一领域的理论家和实验家聚集在同一栋楼里,”他说。这种设计还使相邻领域的专家能够更紧密地联系在一起。“这对交流思想非常有益,”马丁内克补充道。

原有建筑也缺乏任何形式的公共或聚会空间。新扩建的设计包括一个阳光充足的中庭、一个中央厨房和几个用于分组会议的凹室——所有这些都提供了黑板表面,可以勾勒出科学探索的轮廓。

芝加哥大学迈克尔逊物理中心阳光明媚的中庭、开放式楼梯和宽敞的厨房均设有黑板墙,可供交流想法。

上排:中央中庭和露台将教职员工聚集在一起,而上层阳台上的壁龛可供即兴讨论。下排:原来的建筑没有厨房或供同事喝咖啡的空间。照片 © Christopher Barrett

新的实验室对于中心扩建和现代化的成功也至关重要,使得更多的大学物理学家能够进行合作:

芝加哥大学阿尔伯特·A·迈克尔逊物理中心内的一个实验室。

摄影:Andrew Rugge / © Perkins Eastman

一座悬臂式研讨厅延伸至大学北科学四方院,经常举办讲座、座谈会和会议,每年向数千名学生和来访科学家展示该中心的工作。这座建筑开放多年后,它仍然是一个主要景点,而原来的建筑将研讨厅设在中央一个没有窗户的房间,天花板很低,结构柱遮挡了视线。现在,“当你身处其中时,感觉就像漂浮在空中,”马丁内克说。“它让大量光线照进来,而且房间比例优美。这是设计的一个更出色的特点。”

阿尔伯特·迈克尔逊物理中心的悬臂式研讨室将与会者拉进了芝加哥大学北科学四方院。其室内设计灵活,可容纳多种类型的办公桌和座位安排。

悬臂式研讨室将使用者带入芝加哥大学北科学广场。
其设计可灵活适应多种类型的办公桌椅摆放方式。
摄影:Sarah Mechling / © Perkins Eastman

吉福德解释说,大多数校园都有几座建于 20 世纪中后期的“巨型科学建筑”,由于这些建筑的使用寿命通常为 50 年,过去十年,全国各地的大学都进行了大量修复工作。在每种情况下,挑战在于如何通过与当代研究和技术相一致的规划,使低效的结构现代化,使其焕然一新。金斯诺斯认为,改造旧建筑而不是放弃它,是一种独创性和美感。“当你找到合适的方法,并让它发挥作用时,你解开魔方的乐趣是巨大的,”她说。“没有什么比看到人们走进去说‘我没想到这是可能的!’更让人高兴的了。”

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