
南京拓展科技有限公司創立于1999年,屬國家高新技術企業。專注于實驗室建設與智能科技領域的創新實踐。融合人工智能、物聯網等前沿技術,提供“規劃-設計-施工-運維”全生命周期的一體化解決方案,打造智能化、數字化、綠色化的實驗室空間。2022年,在實驗室領域被江蘇省科技廳認定為“江蘇省精密智慧實驗環境系統工程技術研究中心”。
截至目前,南京拓展科技已服務超2000家客戶,完成超3000個實驗室項目,包括100余個國家級重點實驗室。覆蓋大量恒溫恒濕實驗室、潔凈室等高品質實驗室建設,涉及光學、半導體、檢測檢驗、新能源等實驗室建設。
01恒溫恒濕潔凈實驗室建設案例
上海超強超短激光實驗裝置(SULF)
高大空間高精度恒溫恒濕潔凈控制
我司承建的超強超短激光實驗裝置恒溫恒濕潔凈系統實現了大面積,高空間(單體實驗室面積1000平米以上、使用凈高7.5米)的環境下,同時控制溫度的波動度及均勻性,達到單點溫度波動度±0.1℃/24h以內,溫度監控點均勻度達到±0.2℃/24h以內,濕度波動度±1%RH/24h。憑借我司強大的技術支撐和專業能力應用,該項目榮獲上海建設工程最高榮譽“白玉蘭獎”。
PAPS 先進光源技術研發與測試平臺
全國首個雙層可開啟吊頂、高精度恒溫恒濕實驗環境控制
我司完成了國內第一個雙層可開啟吊頂超高精度恒溫實驗環境,并保證其溫度穩定性保持在±0.1℃、大空間超高精度恒溫實驗環境(實驗室凈高4.5m,單間面積450㎡,溫度穩定性±0.1℃)以及光學面型實驗室(溫度波動度±0.05℃、均勻度±0.1℃),為世界級光源項目——高能同步輻射光源的建設提供重要的基礎設施支持。

南智先進光電集成技術研究院
全國領先的光芯研發平臺
南京南智先進光電集成技術研究院,系南京大學“雙一流”建設校地融合首批簽約項目、南京市創建“具有全球影響力創新名城”重點建設新型研發機構。南京南智先進光電集成技術研究院南智光電公共技術平臺是一個先進的和開放的微納米技術研發支撐平臺,集微米/納米加工、制造和檢測手段于一體。
現有的納米加工和納米表征潔凈室面積超過3000平方米。潔凈室千級區的溫度波動范圍可以維持在±0.5℃/h,百級區溫度可維持在±0.3℃/h,電子束光刻區域為±0.1℃/h。微納加工潔凈室設備包含光刻、干法刻蝕、沉積、表征和其他常見微納加工設備。

02恒溫恒濕潔凈實驗室的核心價值
(一)環境參數的極致掌控
溫度控制:恒溫恒濕潔凈實驗室可將溫度精度控制在極為狹窄的區間,通常能實現 ±0.002℃~±2℃的精度范圍。以高精度的芯片制造實驗為例,微小的溫度波動都可能導致芯片內部電子元件的性能發生變化,進而影響芯片的質量和性能。而在一些高端的計量校準實驗室中,對溫度的精準控制更是確保計量器具校準準確性的關鍵因素。

拓展科技自主研發精密環控柜
濕度控制:濕度方面,其波動幅度能維持在 ±1.5% - ±5% 之間。在紡織行業的纖維強度測試實驗中,環境濕度的變化會顯著影響纖維的含水量,從而改變纖維的物理性能,使得測試結果出現偏差。而對于藥品研發實驗室,合適且穩定的濕度環境對于藥品的穩定性研究至關重要,過高或過低的濕度都可能導致藥品變質,影響研發進程。
潔凈度保障:依據不同的實驗需求,實驗室的潔凈度可在 ISO 1 級至 ISO 9 級的梯度標準間切換。在半導體制造領域,哪怕是極其微小的塵埃粒子都可能導致芯片短路等嚴重問題,因此需要 ISO 1 級或 2 級這樣近乎極致的潔凈環境。而在一般的生物制藥實驗室中,ISO 7 級或 8 級的潔凈度便能滿足大多數實驗操作的要求,有效防止微生物污染藥品。
(二)全方位的污染物防控體系
微粒控制:實驗室配備的空氣過濾系統能夠高效過濾 0.1 - 5μm 的懸浮粒子,確保室內空氣的潔凈度。例如在電子設備制造實驗中,這些微小的懸浮粒子如果落在電子元件上,可能會引發短路、斷路等故障,嚴重影響產品質量。

生物控制:通過嚴格控制室內環境參數以及采用專業的空氣凈化和消毒設備,能夠有效抑制微生物及細菌的滋生。在細胞培養實驗中,一旦微生物污染細胞培養液,將會導致整個實驗失敗,因此生物控制對于保障細胞培養等實驗的成功至關重要。
化學控制:專門的空氣凈化裝置可去除空氣中的 VOC(揮發性有機化合物)等有害氣體。在化學分析實驗室中,這些有害氣體可能會干擾實驗結果的準確性,同時也會對實驗人員的身體健康造成危害。
物理控制:通過采取接地措施、安裝電磁屏蔽設備等手段,消除靜電和電磁干擾。在精密儀器測試實驗室中,靜電可能會吸附塵埃粒子,影響儀器的光學和電子元件性能,而電磁干擾則可能導致儀器測量數據出現偏差。
03專業恒溫恒濕潔凈實驗室建設要點
(一)前期規劃:奠定成功基礎
1.場地評估要素
建筑承重:由于恒溫恒濕潔凈實驗室內通常會放置眾多大型且重量較大的設備,如精密空調機組、空氣凈化設備等,因此建筑承重需滿足設備荷載要求,一般建議≥500kg/m2。以某大型芯片制造企業的恒溫恒濕潔凈實驗室為例,其內部設備密集,對建筑承重要求極高,經過嚴格的結構加固和設計,確保了建筑能夠安全承載設備運行。
環境干擾:為減少外界因素對實驗環境的影響,實驗室應遠離振動源(間距 > 50m)和電磁場(場強 < 1V/m)。例如在地質勘探儀器校準實驗室中,附近的交通振動或強電磁場可能會干擾儀器的精準校準,因此選址時需充分考慮這些因素。
基建條件:實驗室層高≥3m,以便為設備安裝、管道鋪設以及空氣流通提供足夠的空間。同時,預留設備通道(≥1.2m),方便設備的搬運和后期維護。在某高校的科研實驗室建設中,由于前期對層高和設備通道規劃不足,導致設備安裝困難,且后期維護極為不便,嚴重影響了實驗室的使用效率。
2.功能分區設計
核心實驗區:作為實驗操作的關鍵區域,通常要求達到萬級 - 百級的潔凈標準。例如在生物制藥的無菌制劑生產實驗中,核心實驗區需保持百級潔凈度,以確保藥品的無菌性和質量穩定性。
緩沖過渡區:千級潔凈標準的緩沖過渡區能夠有效減少外界污染物對核心實驗區的侵入。當實驗人員或物品從普通區域進入核心實驗區時,先經過緩沖過渡區進行初步的凈化和緩沖,降低污染風險。
輔助設備區:獨立的空調機房設計能夠將空調設備產生的噪音、振動以及熱量與實驗區有效隔離,同時方便設備的集中維護和管理。在一些大型的綜合性實驗室中,輔助設備區還包括電氣設備間、水處理設備間等,為整個實驗室的正常運行提供全方位的支持。
(二)技術系統選型:科技驅動精準
1.精密空調系統
雙冷源設計:采用雙冷源設計,如冷水機組和直接膨脹式制冷系統相結合,能夠保障系統在部分設備出現故障時仍能正常運行,大大提高了系統的冗余性和可靠性。在一些對實驗連續性要求極高的實驗室中,即使一臺冷源設備出現故障,另一臺冷源設備也能迅速承擔起制冷任務,確保實驗環境不受影響。
變頻控制:通過變頻技術,根據實驗室實際的熱負荷需求自動調節壓縮機的轉速,實現制冷量的精準匹配,節能效果顯著,通常可節能 30% 以上。在某電子元器件老化測試實驗室中,隨著測試設備的開啟和關閉,實驗室的熱負荷不斷變化,變頻控制的精密空調系統能夠及時調整制冷量,在保證實驗環境穩定的同時,大幅降低了能耗。
三級過濾:初效 G4、中效 F8 和高效 H13 的三級過濾系統,能夠有效過濾空氣中的塵埃粒子、微生物等污染物,確保送入實驗室的空氣達到極高的潔凈度標準。在醫療制藥實驗室中,這種嚴格的空氣過濾系統能夠有效防止藥品受到污染,保障藥品的質量和安全性。
2.智能控制系統
PLC + DDC 雙控架構:采用可編程邏輯控制器(PLC)和直接數字控制器(DDC)相結合的雙控架構,實現對實驗室環境參數的精確控制和實時監測。PLC 負責對系統的邏輯控制和設備運行狀態的監測,DDC 則專注于對溫濕度等參數的精確調節。在某大型科研機構的恒溫恒濕潔凈實驗室中,通過 PLC + DDC 雙控架構,實驗人員可以在遠程監控中心實時查看實驗室的各項環境參數,并根據實驗需求進行遠程調控。
精度分級:根據不同實驗對環境精度的要求,智能控制系統可分為常規級(±1℃/±5% RH)和高精度(±0.1℃/±1.5% RH)兩個級別。在常規的材料性能測試實驗中,常規級精度即可滿足需求;而在一些高端的生物實驗和精密儀器校準實驗中,則需要高精度級別的控制,以確保實驗結果的準確性和可靠性。
(三)工程建設實施:品質源于細節
1.圍護結構標準
墻體:選用 50mm 巖棉彩鋼板,其具有良好的防火性能(防火 A 級),同時具備一定的保溫隔熱性能,能夠有效減少實驗室與外界環境的熱量交換。在某化工企業的恒溫恒濕實驗室中,巖棉彩鋼板墻體不僅保障了實驗室的消防安全,還在一定程度上降低了空調系統的能耗。
地面:鋪設 2mm 環氧自流平地面,具有抗靜電性能(抗靜電≤1×10^6Ω),且表面平整、光滑,易于清潔。在電子設備制造實驗室中,抗靜電地面能夠有效防止靜電對電子元件造成損害,同時便于日常的清潔維護,保持實驗室的潔凈度。
吊頂:采用微孔鋁板吊頂,開孔率 30%,既能夠保證空氣的均勻分布,又具有良好的裝飾效果。在一些對室內空氣質量要求極高的實驗室中,微孔鋁板吊頂能夠使經過凈化的空氣均勻地擴散到實驗室各個角落,確保溫濕度分布均勻。
2.關鍵參數控制
溫度:實時監測實驗室溫度,控制范圍通常設定在 20 - 25℃±0.5℃。通過安裝高精度的溫度傳感器,將溫度數據實時反饋給智能控制系統,系統根據設定值自動調節空調系統的加熱或制冷功能,確保溫度穩定在設定范圍內。在某光學儀器制造實驗室中,溫度的微小變化都可能影響光學鏡片的制造精度,因此嚴格的溫度控制至關重要。
濕度:每 5 分鐘記錄一次實驗室濕度數據,控制范圍為 45 - 65%±2%。通過加濕設備和除濕設備的協同工作,以及濕度傳感器的實時監測,智能控制系統能夠精準調節室內濕度。在某紙品檢測實驗室中,濕度對紙張的物理性能影響較大,合適且穩定的濕度環境能夠保證檢測結果的準確性。
壓差:利用壓差傳感監控系統,確保實驗室與外界以及不同功能區域之間保持 + 10 - +15Pa 的壓差。正壓環境能夠防止外界污染物進入實驗室,同時不同區域之間的壓差設置能夠有效控制氣流方向,避免交叉污染。在生物安全實驗室中,嚴格的壓差控制是保障實驗安全的重要措施之一。
噪音:采用 8 小時等效測量法,確保實驗室噪音≤55dB (A)。通過選用低噪音的設備、合理進行設備布局以及采取隔音降噪措施,如安裝隔音門窗、使用吸音材料等,為實驗人員創造一個安靜舒適的實驗環境。在一些對聲音敏感的實驗中,如聲學測試實驗,低噪音環境是保證實驗結果準確的必要條件。恒溫恒濕潔凈實驗室作為現代科研和生產的關鍵基礎設施,其建設涉及眾多專業領域和復雜的技術環節。從前期的規劃設計,到技術系統的選型和工程建設實施,再到嚴格的工程質量管理和驗收檢測,每一個環節都對實驗室的最終性能和使用效果起著至關重要的作用。只有通過精心的策劃、專業的技術支持以及嚴格的質量把控,才能打造出符合各行業需求的高品質恒溫恒濕潔凈實驗室,為科技創新和產業發展提供堅實的保障。
