實驗室裝修改造丨蘇州仿生材料科學與工程中心
發布時間：
2025-03-25 13:34
蘇州仿生材料科學與工程中心由蘇州市人民政府和中國科學技術大學蘇州高等研究院于2021年合作共建。工程中心重點開展立足原始創新的仿生界面科學產業化應用研究，致力于服務國家重大需求，聚焦先進制造、新能源、新材料和生物健康等重大領域，強化戰略目標導向，重點開展前沿引領、共性關鍵、現代工程及顛覆性技術研究開發和工程示范，著力增強自主創新及工程攻關能力，在戰略關鍵領域及卡脖子技術方面取得重大突破，建設新型“政府推動、定向教學、科研創新、技術轉化、金融助力、產業落地”的獨立聯合創新體系，打破制約創新發展的體制機制束縛，建設以成果轉化為目標的工業技術研究中心，力爭建成長三角創新中心的重要組成、具有國際影響力的高水平研究基地及未來產業技術創新和引領示范中心。
△項目坐落于全球最大納米技術應用產業綜合社區
蘇州納米城
項目地點丨蘇州
改造面積 丨3932 ㎡
項目年份 丨2023年
承建單位丨南京拓展科技有限公司
南京拓展科技有限公司承建的DK20110016地塊（仿生材料科學與工程）CN28幢實驗室項目，主要針對高分子仿生材料科學與工程的研究。其中一層主要為膜材料分子制造的中試凈化車間，二至四層主要為相關裝配實驗室和材料性能檢測評價實驗區及預留區，五層為微生物質檢相關實驗室以及特殊工藝高精密材料生產工藝車間，南京拓展科技要對齊內部進行裝修改造。
秉持專業精神與嚴謹態度，我司為該項目制定了一系列全面優化方案。涵蓋五層中試區域、酶交聯涂膜間暖通系統優化，五層凈化區域房間壓差與紫外燈自動控制升級，三層四層新風排風機組及一層潔凈區域暖通系統優化，同時涉及能源管理系統增效、實驗室排水管道優化以及墻面與頂面彩鋼板換新等多方面內容，旨在為實驗室打造更科學、高效、安全的科研環境，有力推動相關科研工作的高質量開展。
△電氣裝配實驗室
01
暖通系統優化方案
本項目暖通系統優化涵蓋五層中試區域、酶交聯涂膜間，三層四層新風排風機組及一層潔凈區域。
五層中試車間在改造前采用新風預冷段 + 轉輪除濕模式，然而，轉輪除濕存在耗能巨大的弊端，不利于長期運營成本控制。對此，我司提出極具針對性的優化方案：為中試車間空調系統獨立配備低溫冷凍水空調系統（2°C 出水），考慮到再熱量較大，推薦采用四管制空調以實現有效降溫除濕，將室內溫濕度精準控制在25℃，35-40%。經此優化，可直接取消預冷段與轉輪段，這一舉措能大幅削減運行能耗。據測算，本項目轉輪段裝機在夏天及過渡季節運行時，功率通常達六七十千瓦。取消后節能效果極為顯著，預計每年可節約能耗成本10萬元，初投資方面也能節約10萬元。在保障功能需求的同時，實現全方位的成本把控與資源優化配置。
△制膜實驗室
酶交聯涂膜間作為低濕且濕度精度要求較高（可調節）的實驗室，對冷熱源溫度波動度有著嚴苛要求，常規精度需達 ±0.2°C，同時還需具備常年穩定的供冷供熱功能。但改造前大樓冷熱源難以滿足這一標準。我司經深入研究與規劃，建議采用變頻機組搭配四管制空調，并設置緩沖水箱，通過增加板換進一步保障冷熱水波動度，從而確保冷水、熱水水溫波動控制在 ±0.2°C 以內。在濕度設計上按照 ±1%、溫度按照 ±0.05°C 精心打造，選用電熱式加濕器并配置熱水箱，借助可控硅線性調節及純水供應，實現精準加濕。此外，采用帶熱回收系統的轉輪除濕技術，有效提升節能效果。在盤管設計方面，涵蓋預冷、一級表冷二級表冷、再熱盤管以及末端 SSR 等溫控環節，全方位保證溫濕度波動度始終處于設計要求的精準范圍內。從設備選型到系統設計，每一步都充分考量實驗室特殊需求最大程度保障實驗順利開展并降低運營成本。
△涂膜間
一層制膜實驗室目前分為五個空調系統，增加了主設備造價，水系統閥門造價，自控造價，以及后期維護費用，可合并為南北兩個空調系統，提供足夠送風量至原JK-1-1、JK-1-2、JK-1-3空調區域，保證溫濕度要求。同時，JK-1-1、JK-1-2、JK-1-3空調區域內散熱量較大，可優化為常年制冷的工況。優化后可降低工程造價，減少維護費用，降低故障率。
△ 優化后如圖
02
自控系統優化方案
當前五層實驗室壓差控制依賴夾層手動閥門調節，存在調節滯后、易紊亂等問題，需專業人員長期維護。為保障壓差梯度穩定，建議在現有壓差監測系統基礎上增設變風量電動調節閥，接入自控系統實現動態調控。通過實時監測各區域壓差數據，系統自動調節閥門開度，確保緩沖區、核心區及設備間壓差梯度符合設計要求，減少人工干預，提升控制精度與可靠性。
△ 裝配實驗室
五層實驗室紫外燈現采用就地手動開關控制，存在誤操作風險且缺乏消毒狀態提醒。優化方案將紫外燈控制接入自控系統，在實驗室入口處配置專用觸摸屏，實現集中啟停控制與狀態監控。系統增設以下功能：
·權限管理：通過分級操作權限（如管理員、操作員）避免誤觸發；
·消毒警示：紫外燈啟動后，觸摸屏畫面實時閃爍提醒，警示人員勿入；
·操作追溯：記錄消毒時間、操作人員等數據，便于審計管理。
03
新風排風機組優化方案
關于三層、四層新風排風系統優化方案，經專業測算，原設計采用的熱回收式送排風一體機存在造價過高問題。為切實控制建設成本，我司建議將一體機拆分重構為分體式熱交換器+排風機+空調箱組合系統。該優化方案在完全實現原有通風熱回收功能的前提下，通過設備選型重組可降低采購成本近20萬元，且系統運行效能不受影響。采用分體式解決方案既能滿足技術規范要求，又能顯著提升項目經濟性。
△ 優化后的空氣處理流程
04
能源管理系統優化方案
針對實驗室用電計量系統，建議將原設計分散配置的多功能電表與能源管理系統進行整合重構。通過取消冗余的能量計、流量計及實驗室分項電表，改以"總-分"式配電監測架構，既能實現樓層用電能耗的精細化管控，又可大幅降低設備采購與運維成本。經測算，采用分層分區集中計量模式后，全樓電表數量可減少約40%，預估節省造價三十萬元，同時仍可滿足重點區域設備用電獨立監測、實驗室整體能耗統計及暖通空調系統專項計量等核心需求。
△ 檢測室
具體實施方案如下：一層生產車間按設備集群配置總配電箱電表，實驗室暖通空調獨立設總表計量；二至四層實驗室取消單間電表，改為每層實驗室總配電箱+空調總箱雙計量體系；五層采用生產車間分項計量與實驗室整體計量相結合模式，同時單獨監測空調用電。該方案通過化零為整的集約化設計，在確保關鍵數據采集完整性的前提下，顯著降低初期設備投入與后期線路維護復雜度，系統性提升項目經濟性。
除此之外，我們還對實驗室排水管道、墻面及頂面彩鋼板材料進行優化，在滿足實驗室性能要求的情況下，大幅降低造價，實現高性價比。
△ 效果圖
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