西湖大学云谷校区学术会堂
光靠一条河隔振还不够。
听上去,可能有人会觉得,这会不会太小题大做了?
一点也不。张志强说,当初北京开通地铁后,因为振动影响,一些高校和科研院所的高精度、高灵敏实验,不得不安排在深夜地铁停运后。
为此,一些途经高精密仪器集中区域的地铁,在地铁轨道上安装减振隔振设施,但代价很大,每公里造价是“天文数字”。
还有一些科研院所和高校实验室,被迫“举家搬迁”,国内外都有发生。搬迁会影响很多高精密仪器设备的精确度和灵敏度,导致这些仪器设备从“高精尖”变成了“中低端”。
“事实上,对精度要求高的仪器设备,光靠一条小河‘防护’还远远不够”,西湖大学科研设施与公共仪器中心负责人王永疆说。
比如冷冻电镜。它可以拍摄样品在低温情况下的高分辨率图像,然后利用算法重构大分子的三维结构。
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西湖大学云谷校区基础医学楼
还有微纳加工设备和工艺。通常要在如拇指大小的芯片上进行微米和纳米量级的优化设计、加工和组装,精度常常是一根头发丝的几十万分之一。可以想见,稍有“风吹草动”,那就是真正的“失之毫厘,谬以千里”。
为了达到最好的防振效果,西湖大学对地上、地下空间重新布局,这几个实验室的地下,需要全部是实体。实体是什么概念?就是把下方原本的土挖掉,换成混凝土浇筑,让地下更结实。就好比,这些实验室都是建在了“巨大水泥柱”上,地基稳当,振动的影响就减弱了。
所以说,一所研究型大学的科研基础设施建造,不是盖房子那么简单。
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7月的云谷航拍
故事说到这里,还没有结束。
西湖大学虽然成立时间不长,却已招纳了近百名科学家,他们每个人都有一个独立实验室,未来总计将达到300个。
这些实验室除了减振、隔振,还有各种“五花八门”的专业要求。
有的实验室需要防止电磁干扰,就好比你正看着电视,突然画面上有了一个条纹,那就是电磁干扰。怎么解决问题?这个实验室的上下左右,都要用磁屏蔽材料围起来,将电磁信号隔断,来保持设备的稳定性和精准度。必要时,甚至连窗户都要封掉进行屏蔽。
有的实验室需要“超净间”,就是超级干净的那种。干净到什么程度?如百级洁净间,每立方米空气内含有直径大于或等于0.1微米的颗粒数不能大于100个;实验室要层层分区,加装特殊的过滤和通风装置,人走进去不仅要穿无尘服,还要经过一个风淋装置,“吹掉”随身携带的尘埃,确保室内洁净。
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生命科学楼
生物实验需要用很多超低温冰箱如-84℃的冰箱,用来存放标本。这样的实验室对于电的需求很大,一不能用普通线路;二必须实行温控。十几台超低温冰箱放在一起,散热非常厉害,得再购买一批大功率空调,帮这个房间降温。
还有一些理学、工学实验室,一台仪器重达几百公斤,对楼板的荷载要求就很高,它们的实验室楼板就要增加强度和承载力。
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工学楼
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理学楼
所以,西湖大学的每一位科学家到岗后,学校都会先发给他一份调研,列出实验室的要求清单,然后按照他的需求“量身定制”。每一间屋子都需要先设计出大概的方案,包括水、电、气、暖、工艺流程等,之后再出深化设计方案,最后形成施工图纸。一个实验室的建造,七八个部门、十几个人坐下来讨论是常事。“难、复杂、专业”,几乎每一个参与设计和建设的人都这样“抱怨”过。
但再难也得做,一丝不苟地做。以教学和科研为中心,在西湖大学并不是一句空话。就像上海建工代表戴标兵说的,这不是为了完成一个合同、一个标段、一个建筑,而是要打造精品工程。怎么让学校的空间满足科学家们的需求,进而激发他们的创造力,这才是设计师和建造者们最大的梦想与挑战。