Modulare Lösungen für schnellen Bedarf

Baumaßnahme Reinraum

Reinräume in Modulbauweise können auch während des laufenden Betriebs der umliegenden Bereiche errichtet werden. Und durch eine weitgehende Vorfertigung der Module kann im Bauprozess Zeit gespart werden. Die Autorin beschreibt, was bei einem Reinraumprojekt berücksichtigt werden sollte und wie es aussehen kann.

Planung und Ausführung haben einen erheblichen Einfluss auf die Effizienz sowie die Effektivität eines Reinraumes. Bei der Planung von Reinräumen muss das Konzept auf den Nutzer genau zugeschnitten sein. Und alle Abläufe müssen aufeinander abgestimmt sein. Hierzu gehören auch die Druck- und Schleusenkonzepte – wesentlich für den Fluss von Material, Personal und Produkten. Bei Cadolto übernehmen die Modulbauspezialisten die Nutzerabstimmung, Koordinierung aller erforderlichen Gewerke sowie die Statik und das Erstellen der Fundamentpläne. Das Modulbauunternehmen übernimmt die Hygieneabnahme sowie die Abnahme durch den TÜV und die LGA und begleitet die Bauherren bis zur Inbetriebnahme der neuen Räumlichkeiten. Die komplette Qualifizierung der Reinräume erfolgt dabei durch erfahrene Partner-Planungsbüros.

Ausführung

Bestimmte Arbeits- und Produktionsvorgänge und auch Forschungstätigkeiten müssen nationale, aber auch internationale Anforderungen erfüllen wie den Leitfaden der Good Manufacturing Practice (GMP) und ggf. auch in Reinräumen erfolgen. Beispielweise gelten für die Chip-Fertigung die Reinraumklassen nach DIN EN ISO 14644-1. Cadolto fertigt für Reinraumproduktionen, Halbleitertechnik und Mikromechanik nach ISO 14644 der Klassen ISO 9 bis 4. Ein besonderes Augenmerk liegt hierbei auf der Vermeidung von Partikeln. Die modularen Gebäude erfüllen auch Anforderungen für Biotechnologie, Stammzellenforschung und Pharmaproduktion nach GMP bis Klasse A. Höhere Reinheitsklassen werden mit „FilterFanUnits“ oder Laminar-Flow-Deckensystemen erreicht und mit Schleusensteuerungen sowie Zutrittsregelungen – inklusive Monitoring – nach Stufen getrennt.

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Die Reinräume werden mit einem maximalen Vorfertigungsgrad in den Werkshallen produziert. So erfolgt beispielsweise der Möbeleinbau sowie die Installation von Medizintechnik im Werk. Nach Verlassen der Werkshallen werden die Module mit LKWs an den Baustellenort transportiert und anschließend auf das Fundament gestellt. Dank des hohen Vorfertigungsgrads der Modulbauweise kann im Bauprozess wertvolle Zeit gespart werden. Eine deutliche Reduzierung der Emissionen und des Baustellenverkehrs vor Ort können zudem erreicht werden. Dies ist nicht nur nachhaltig, sondern ermöglicht eine Aufrechterhaltung des umliegenden Betriebs.

Von Raumstruktur bis Einrichtung

Sowohl die Einrichtung als auch die Reinraumaufteilung – auch im Sinne einer effizienten Nutzung der verfügbaren Flächen – müssen den Ansprüchen an die Arbeit im Reinraum gerecht werden. Möbel sowie Einrichtungsgegenstände für Reinraumarbeitsplätze müssen je nach Arbeits- und Produktionsumfeld bestimmte Hygiene- und Sicherheitsanforderungen erfüllen, welche zwischen den Anwendungszwecken und Reinheitsklassen variieren.

Personalschleuse vor den Isolationsbereichen im Leber- und Infektionszentrum am Universitätsklinikum Düsseldorf. © Cadolto Modulbau

In den modularen Reinräumen sind alle Oberflächen glatt, porenfrei, abriebfest und an den Raumecken gerundet. Das gilt auch für Wand- und Deckenmaterial. Die Böden werden reinraumgerecht verlegt und je nach Anforderung auch mit einer Bodensockelausbildung verlegt. Für die Böden werden Materialien wie Kautschuk, Synthesematerialien oder PVC mit einer Reinraumbeschichtung bis hin zu Pharma-Terrazzo-Fußbodentechnik eingesetzt.

Die Türensysteme werden nach Hygiene-Ausführung verbaut. Die Schleusenfunktion umfasst dabei eine elektrische Verriegelung von Schleusentüren mit bis zu fünf Türen als Funktionseinheit. Zudem können die Türen mit einem Anzeigeelement für die Verfügbarkeit des Raumes (frei/belegt) versehen werden. Ein Not-Knopf für ein schnelles Öffnen oder Schließen der Türen wird ebenfalls angebracht.

Klimatisierung

Die Klimaanlage wird in einem Technikmodul auf dem Dach des Gebäudes errichtet. Für die lufttechnische Behandlung der Reinräume wird eine RLT-Anlage (RLT = Raumlufttechnik) mit dazugehöriger Klimaanlage eingesetzt. Die Anlage ist gemäß den Hygienerichtlinien DIN 1946 T 4 ausgeführt. Abhängig vom verwendeten Desinfektionsmittel kann die Anlage optional komplett in Edelstahl ausgekleidet sein. Die Anlage arbeitet mit 100 % Außenluftbetrieb. Die Zuluft wird einer 2-stufigen Filterung im Gerät unterzogen (F7, F9). H14-Filter befinden sich endständig im Filterauslass in den Räumen. Der Differenzdruck der endständigen Filter wird raumweise überwacht. Die Filterbeladung kann an der zentralen Steuerung angezeigt werden bzw. bei Grenzwertüberschreitung als Alarmmeldung weitergeleitet werden. Die Außenluft wird entsprechend den Erfordernissen geheizt, befeuchtet oder gekühlt.

Für die Realisierung der Druckstufen werden elektronische Volumenstromregler eingesetzt. Die Druckregelung geschieht dezentral über Regler und kalibrierten Druckaufnehmer. Die Basis für die Druckregelung ist die Druckreferenzleitung. Diese wird als Ringleitung im Gebäude installiert. Die elektronischen Ausgangssignale der Regler werden in der MSR erfasst und können zentral ausgewertet und überwacht werden.

Nutzerorientierter Aufbau und Sicherheitsaspekte

Während der Arbeit in einem Reinraum legt ein Mitarbeiter verschiedene Wege durch unterschiedliche Raumklassen zurück. Diese Wege gilt es durch eine intelligente Planung möglichst minimal zu halten: Luftströme und Filteranlagen sorgen dabei für eine Ablösung der Partikel. Ziel ist es, die Räume und deren Reinheitsstufen so anzuordnen, dass diese von niedrig nach hoch erfolgen und somit den Arbeitsschritten angepasst werden. Räumlichkeiten mit der maximalen Reinheitsstufe und somit der höchsten Druckstufe werden dementsprechend am Ende des Weges errichtet. Der Zugang der Mitarbeiter in die Reinräume erfolgt über ein Schleusensystem mit dem Ziel, eine möglichst hohe Partikelfreiheit zu generieren. Durchreichen oder Sicherheitswerkbänke können in das oben beschriebene RLT-System eingebunden werden.

Modulbaulösung am Uniklinikum Düsseldorf

Isolierstation im Leber- und Infektionszentrum am Universitätsklinikum Düsseldorf. © Cadolto Modulbau

Innerhalb von 16 Monaten realisierte Cadolto am Universitätsklinikum Düsseldorf das Leber- und Infektionszentrum (LIZ). Der Modulbau erfüllt alle hygienischen und baulichen Voraussetzungen, um hochinfektiöse, z. B. auch an Ebola oder Lassa-Fieber erkrankte Patienten und Patientinnen zu behandeln. Das Leber- und Infektionszentrum beinhaltet die Gastroenterologie, Hepatologie und Infektiologie mit vier Ambulanzen: Infektionsambulanz, Tropenambulanz, Hepatitisambulanz und Leberzentrum. Ambulanzen, Funktions- und Arzträume, Labore, Wartezimmer sowie der Bereich Forschung und Lehre befinden sich in den Obergeschossen. Im Erdgeschoss befindet sich eine Hochsicherheitsinfektionseinheit mit Sonderisolierstationen. Hochsicherheitslabore (BSL3) für Diagnostik und Forschung sind ebenfalls Bestandteil des Gebäudes.

Das zweigeschossige Gebäude umfasst eine Bruttogrundfläche von 4 930 m². Es wurden 68 Module mit einem maximalen Vorfertigungsgrad in den Werkshallen gefertigt und im Anschluss mit LKWs an den Baustellenort transportiert. Die Umsetzung des Gebäudes erfolgte nach den baulichen sowie hygienischen Standards für infektologische und hepatologische Forschung, inklusive der Sonderisolationsstationen und Hochsicherheitslabore gemäß BSL (biosafety level) 4.

AUTORIN
Laura Tyrach
Cadolto Modulbau GmbH, Cadolzburg
Tel.: 09103/502-970
vertrieb@cadolto.com
www.cadolto.com

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