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Modernste Reinraumtechnik mit Sandwichelementen in Monoblockbauweise.pdf (1224 KB)

Immer mehr Branchen wie Mikroelektronik, Optik, Optoelektronik, Mikrosystemtechnik und Mikromechanik fordern höchste Reinheitsbedingungen. In der Pharmazie, Medizin-, Gen-, und Lebensmitteltechnik spielt neben der Verunreinigung durch Luft übertragene Partikel auch die mikrobiologische Kontamination eine wesentliche Rolle. Den steigenden Anforderungen in der Reinraumtechnik wird man heute durch eine Monoblockbauweise mit hochwertigen Sandwichelementen gerecht. Dimensionsstabilität, optimale Passgenauigkeit mit minimiertem Fugenanteil und hoher Vorfertigungsgrad ermöglichen dichteste Räume. Aufgrund des flexiblen Baukastensystems für Reinraumwände und -decken können die sensiblen Produktions- und Lagerbereiche funktionsgerecht eingegrenzt werden. Dadurch minimiert man den Raum, der mit partikel- und keimarmer Luft versorgt werden muss. Dies führt zu einer rechenbaren Einsparung bei den Investitionskosten und bei den laufenden Betriebskosten für Klimatisierungs- und Filtertechnik. Diese Basis-Information soll einen Überblick zu Aufgaben und Lösungen moderner Reinraumtechnik geben, wie sie für den Planer von Reinräumen heute von Bedeutung sind.

Entwicklung und Ziele der Reinraumtechnik

Die Weltraumtechnik gab den Anstoß zur Reinraumtechnik. Zum einen strebte man nach Minimalisierung der Bauelemente in Größe und Gewicht. Zum anderen wurden höchste Anforderungen an die Funktionssicherheit der Systeme gestellt. Seit Anfang der 60er Jahre wurde die Reinraumtechnik über unterschiedliche firmeninterne Entwicklungen hinaus dann bereits als eigenständige Technologie betrieben und kontinuierlich im rasanten Tempo weiter entwickelt.

1972 gründete der VDI (Verein Deutscher Ingenieure) den VDI-Ausschuss für reine Räume, der sich bis heute auf die unterschiedlichen Schwerpunkte in der Reinraumtechnik konzentriert und diese in ihrem sinnvollen Zusammenwirken koordiniert.

Heute ist die Reinraumtechnik ein komplexes Gebiet der Technik, das sich dem Schutz unterschiedlichster Arbeits- und Produktionsbereiche vor unerwünschten äußeren Einflüssen widmet.

 

Abb. 4.6.1 Den steigenden Anforderungen in der Reinraumtechnik wird man heute durch eine Monoblockbauweise mit hochwertigen Sandwichelementen gerecht

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Reinraumtechnik konzentriert sich zum einen auf den Personenschutz, zum anderen auf den Produktschutz oder auf beide Aufgaben gleichzeitig. Reinraumtechnik im Produktschutz will Verunreinigungen, die bei Arbeits- und Produktionsvorgängen zur Zerstörung oder negativer Beeinflussung des Endprodukts führen können, weitestgehend ausschalten. Beim Personenschutz geht es darum, eine gesundheitliche Beeinträchtigung der am Arbeitsprozess beteiligten Personen zu verhindern. Ziel ist es, für eine reine Luft zu sorgen, damit sich aus gas- bzw. dampfförmigen Komponenten keine festen oder flüssigen Partikel unterschiedlicher Größe auf festen Oberflächen absetzen oder in Fluide eindringen können. Seit Einführung der Reinraumtechnik wurde sie in relativ kurzer Zeit für viele Techniken unentbehrlich und ständig kommen neue Anwendungs- und Einsatzgebiete hinzu.

Warum und wo wird zunehmend Reinraumtechnik benötigt?
Reinraumtechnik schützt Produkte, Produktionsprozesse und den arbeitenden Menschen vor schädlichen Auswirkungen durch Verunreinigungen. In zahlreichen Produktionsgebieten wurden die industriellen Anforderungen zunehmend verschärft, da sich die angewandten Produktions- und Prozesstechnologien sowie die Verfahrenstechniken kontinuierlich verfeinerten. Zur ständig wachsenden Präzision der eingesetzten Methoden kommt eine immer breitere Funktionalität und höhere Qualität der Produkte bei steigenden Produktionszahlen in der Massenfertigung. Dies führt zu immer differenzierteren Randbedingungen, die bei der Produktion einzuhalten sind. Mit zunehmender Industrialisierung und wachsender Bevölkerung veränderten sich auch die Umweltbedingungen. Die Leben erhaltende Luft und auch das Wasser werden hierbei immer stärkeren Belastungen ausgesetzt. Der Forderung nach staub- und keimfreien Produktionsräumen kommt deshalb immer größere Bedeutung zu.

Man kann diese Entwicklung beispielhaft an der Elektronikindustrie im Wechselspiel mit der Feinwerktechnik verfolgen. Die fortlaufende Miniaturisierung elektronischer Halbleiterbausteine bei gleichzeitig wachsendem Funktionsvermögen führte zur Produktion von Mikrochips. Parallel ging die Feinwerktechnik dazu über, kleinste Bauelemente mit höchster Präzision zu bauen und entwickelte sich damit selbst zur Feinsttechnik. Je kleiner und sensibler solche Bauteile werden, desto größeren Einfluss können auch kleinste Partikel auf sie nehmen. Die Produktion solcher Bauteile bei unkontrollierter Luft könnte das Bauteil zerstören oder seine Funktion nachhaltig beeinträchtigen.

Auch im Gesundheitswesen, insbesondere in der Pharmazie, Biotechnologie und Gentechnologie, aber auch in der Lebensmittelherstellung spielt die Reinraumtechnik eine immer wichtigere Rolle. Präparate zur Vorbeugung und Behandlung von Krankheiten haben eine sehr hohe Perfektion im Qualitätsstandard erreicht. Dieser Standard bedingt einen höchstmöglichen Grad an Asepsis. Staub und Mikroorganismen würden diese Produkte gefährden. Ähnlich hohe Anforderungen gelten heute auch für die Produktion von Lebensmitteln. Verunreinigungen würden hier neben Qualitätseinbußen die Haltbarkeit reduzieren. Im Gesundheitswesen werden immer kompliziertere Operationen durchgeführt. Deshalb kann der Keimgehalt normaler Luft zu Wundinfektionen und zu postoperativen Problemen führen. Auch hier ist heute moderne Reinraumtechnik unverzichtbar.

 

Abb. 4.6.2 Die Weltraumtechnik gab einen entscheidenden Anstoß zur Reinraumtechnik.

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In Laboratorien kommt man heute in der Regel ebenfalls nicht mehr ohne Reinraumtechnik aus. In vielen Fällen werden neue Technologien zunächst dort entwickelt, getestet und zur Produktionsreife geführt. Jeder kleinste Störfaktor könnte das Ergebnis bereits verfälschen. Modernste Reinraumtechnik schafft hier wirkungsvolle Abhilfe. Ihr Vorteil ist, dass sie nahezu alle Luft getragenen Fremdstoffteilchen beseitigt. Ihr Anwendungsbereich weist daher ein breites Spektrum auf, da sie gesamtheitlich Schwebestoffteilchen, Staub und Mikroorganismen entfernt.

Wichtige Einsatzbereiche für die Reinraumtechnik

• Chemische und pharmazeutische Industrie zur Produktion hochreiner Chemikalien und Arzneimittel
• Gentechnologie
• Biotechnologie
• Labors
• Apotheken
• Kliniken zur Asepsis von Operationssälen und Intensivstationen
• Lebensmitteltechnologie zur hygienischen Verarbeitung von Produkten ohne Haltbarkeitszusätze
• Mikroelektronik und Halbleitertechnik zur Entwicklung und Produktion von Speicherchips und integrierten Schaltungen mit maximaler Informationsdichte
• Mechanische und optische Industrie für die Montage hochsensibler Baugruppen und für die Prüfung und Eichung von Präzisionsinstrumenten
• Weltraumforschung
• Wehrtechnik
• Grundlagenforschung zu Werkstoffeigenschaften und Materialstrukturen
  

Aufgaben moderner Reinraumtechnik
Die originäre Aufgabe modernerer Reinraumtechnik besteht darin, in einem Arbeitsraum eine definierte Luftreinheit an partikelförmigen Luftfremdstoffen zu gewährleisten, um schädliche Einwirkungen solcher Luftfremdstoffe auf Produkte, Produktionsprozesse und Menschen zu verhindern. Prinzipiell unterscheidet man in der Reinraumtechnik zwei Aufgabengebiete:

 

Abb. 4.6.3 Reinraumtechnik soll verhindern, dass Stäube, Feinststäube oder Mikroorganismen in sensible Produktions- und Arbeitsbereiche gelangen.

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Produktschutz (Beispiele)

• Schutz der Wirkstoffe vor unerwünschten Querkontaminationen mit anderen, im gleichen Betrieb auftretenden oder hergestellten aktiven Substanzen.
• Schutz von Zwischen- und Endprodukten der Arzneimittelherstellung vor Verunreinigung durch Mikroorganismen und ihren Stoffwechselprodukten (Pyrogene)
• Schutz von Arbeitsprozessen der Biotechnologie vor Kontamination durch prozessfremde Mikroorganismen.
• Gewährleistung der Sterilität von Parenteralia

Personenschutz (Beispiele)

• Schutz der Mitarbeiter vor Prozessrisiken (Abschirmung)
• Schutz vor Kontakt mit hochaktiven Wirkstoffen
• Schutz der Betriebsumgebung vor gefährlichen Substanzen

Anforderungsspektrum an Reinräume
Aus den unterschiedlichen Anforderungen der Industrien ergibt sich damit folgendes Aufgabenspektrum:

• Weitestgehende Eliminierung von Partikeln aus der Umgebungsluft im Arbeitsbereich
• Optimale Luftfiltrierung und günstigste Strömungsführung
• Einhaltung von Unter- und Überdruckabstufung zwischen Räumen und Raumarten sowie exakt definierter Luftzustände wie Lufttemperatur und Luftfeuchte
• Reinhaltung von Produktionsprozessen durch Zuführung hochreiner Produktionsmedien
• Reinraumkompatible Produktionstechnik und Prozessführung
• Reinraumkompatibles Verhalten des Personals und Qualität der Ausrüstung (Schulung, Motivierung, Kleidung etc.)
• Oberflächenreinheit und Hygiene von Produkten, Arbeitsflächen und Verpackungsmittel (antimikrobielle Oberflächen, weitestgehend glatte Flächen und Wartungsfreiheit, höchste Fugendichtheit)
• Umweltgerechtes Absaugen und Entsorgen der Prozessabluft

Störfaktoren in Reinräumen

Menschen: Der Mensch ist der größte Partikelproduzent im Reinraum. Auch mit Reinraumanzügen verursacht der Mensch durch Niesen und Handkontakte eine Abgabe von Tausenden Partikeln an den Reinraum.

Maschinen: Metallischer Abrieb von bewegten Anlagenteilen.

Strömungshindernisse: Arbeitstische, Maschinen, Wände können eine gleichmäßige Durchströmung von Räumen verhindern

Undichtheiten: Bereits Löcher in Stecknadelgröße, z.B. in einem Zuluftfilter, können gravierende Qualitätseinbussen verursachen.
Wärmequellen: Sonnen- oder Wärmeeinstrahlung sowie Konvektionswärme von Maschinen erzeugen Gegenströmungen in der Luft und führen zu Verwirbelungen.

Sonstige: Vibrationen, Elektrostatik, elektromagnetische Felder, Luftfeuchte, Temperaturunterschiede.

 

Abb. 4.6.4 Reinraumtechnik muss alle Risikofaktoren erfassen und in der Reinraumplanung berücksichtigen.

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Das Lastenheft ermöglicht dem Reinraumbetreiber seine Anforderungen an den Reinraum exakt zu definieren. Der Auftragnehmer für die Reinraumtechnik antwortet in Form eines Pflichtenheftes und dokumentiert darin, welche Leistungen der von ihm erstellte Reinraum erfüllen wird. Nach beidseitigem Akzeptieren des Pflichtenheftes kommt es zum Auftrag. Hier die wichtigsten Planungskriterien in einer Übersicht:

• Raumumschließende Flächen: Wände, Decken, Böden
• Zugänge wie Türen, Fenster, Schleusen
• Raumluftmenge, Luftgeschwindigkeit, Luftfeuchte, Lufttemperatur
• Raum-Druckdifferenzen
• Strömungsform und Strömungshindernisse
• Partikelemissionsquellen
• Filterqualität
• Arbeitende Personen
• Arbeitsplätze
• Sensoren, Alarme, Steuerung
• Licht- und Wärmequellen
• Prozesseinrichtungen
• Medienversorgung
• Sicherheitseinrichtungen
• Statische Aufladung von Oberflächen
• Vibrationen
• Schallpegel
• Wirtschaftliche Anforderungen

Phase 2: Planung
Nach Auswertung der Projektpläne, Baustellenbesprechungen und Abklärungen mit Lieferanten erfolgt die Detailplanung und die Dokumentierung des gesamten Planungsablaufs. Dies geschieht in Form der Design-Qualification (DQ), eine urkundliche Beweisführung, dass alle Komponenten der Reinraumanlage sowie die Arbeitsabläufe in Übereinstimmung mit den aktuell gültigen Vorschriften und Richtlinien geplant wurden.

Vorrangige Aufgabe des Reinraumtechnikers ist es, unter Berücksichtigung der auftretenden Störgrößen das optimale Strömungssystem zu bestimmen und das damit verbundene Luftvolumen für Umluft- und Frischluftanteil zu definieren. Des weiteren muss die Planung sorgfältig darauf achten, dass alle eingesetzten Komponenten der geforderten Reinraumklasse entsprechen. Nicht selten können banale Kleinigkeiten die Ursache sein, dass die geforderte Reinraumklasse nicht erreicht wird wie z.B.  fehlende Türverriegelungen, Spalten bei Türen, undichte Fenster, Vibrationen. Die vorrangige Aufgabe des Klimatechnikers besteht darin, die Vorgaben der Reinraumtechnik hinsichtlich Luftmenge, Lufteinbringung, Absaugung, Luftführung, Temperaturunterschiede etc. mit den gewünschten Raumkonditionen (Temperatur und Feuchte) durch geeignete Komponenten zu realisieren.

Für Reinräume der höheren Klassen ist es notwendig, auch die dafür richtigen Umhausungen (Ummantelungen) zu schaffen. Reinraumwände und -türen müssen glatt, fugenlos, leicht reinigbar, antistatisch, hell, leicht nachrüstbar, desinfektionsmittelbeständig, stabil, wärmedämmend, dicht und meistens auch schalldämmend sein. Zunehmend stellt sich auch die Anforderung ein, dass die Reinraumwand- und Deckenoberflächen mit einer antimikrobiellen Beschichtung auszurüsten sind. An Reinraumböden werden zusätzliche Anforderungen, wie elektrische Ableitfähigkeit, Hohlkehlen in den Randbereichen und mechanische Belastbarkeit gestellt. In der Reinraum-Zwischendecke sind Beleuchtung, Luftführung, Brandmeldesystem zu integrieren und auf optimale servicefreundliche Zugänge zu achten. Auch die richtige Auswahl und Positionierung von Einrichtungsgegenständen wie Tische, Schränke, nimmt Einfluss auf die Qualität des Reinraums.

 

Abb. 4.6.5 Vor der Reinraumplanung sind alle relevanten Planungskriterien in einem Lasten- und Pflichtenheft zu erfassen.

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Phase 3: Bau und Montage
Im ersten Bauabschnitt werden alle Erschließungsarbeiten wie z.B. Wanddurchbrüche für Lüftungskanäle, Strom- und Gasversorgung, Kalt- und Warmwasser, Aufhängekonstruktionen etc. durchgeführt. Nachdem Klimageräte und Lüftungskanäle montiert wurden, können die Reinraumwände, Türen, Schleusen und Zwischendecken samt erforderlicher Sterilluftversorgungskomponenten errichtet werden. Je nach Produktionsprozess werden Laminar-Flow, Schwebstoffdeckenauslässe, Beleuchtungsbalken und Brandmelder eingesetzt. Vor Versiegelung der Reinraumdecke wird die Anlage lüftungstechnisch und elektrisch angeschlossen. Jetzt kann der gesamte Reinraum geräumt und gereinigt werden. Danach wird ein reinraumtauglicher Kunststoffboden verlegt. Nun kann die Anlage zur Durchspülung in Betrieb genommen und eine Feinreinigung erfolgen. Nach Abschluss aller Raumarbeiten werden die Spezialfilter in die Anlage eingesetzt und diese auf die definierten Werte wie Luftmenge, Druckstufen zu den Nebenräumen, Luftgeschwindigkeit, Temperatur, Feuchte etc. eingestellt.

Die Abnahme der Reinraumanlage erfolgt in der Regel zusammen mit dem Planer, Reinraumnutzer und allen am Projekt beteiligten Lieferanten.

Mit der Abnahme IQ (Installation-Qualification) wird überprüft, ob die in der DQ-Planung definierten Anlagenteile richtig, vollständig und beschädigungsfrei geliefert und installiert wurden.

Nach entsprechender „Spülzeit“ des Reinraumes wird die Anlagenprüfung OQ (Operation-Qualification) vorgenommen. Die OQ ist die urkundliche Beweisführung, dass alle Anlagen bzw. Systeme gemäß ihrer geplanten Spezifikationen und Anforderungen betrieben werden können und die Reinheitszonen ohne Aktivität (Personal und Produktion) den festgelegten Kriterien entsprechen. Zu-erst erfolgt eine Dichtheits- und Lecktestmessung der eingesetzten Filter, danach Partikelmessung und Strömungsvisualisierung.

Die wichtigste Anforderung an einen Reinraum liegt darin, auch im Betriebszustand "in operation" (mit Personal und Produktion) die jeweiligen Anforderungen an die Luftreinheit zu gewährleisten. Die urkundliche Beweisführung, dass alle Anlagen bzw. Systeme unter Routine-Benutzungsbedingungen der Reinheitszonen den geplanten Spezifikationen entsprechen, erfolgt in Form der PQ (Performance Qualification). Nach positivem Abschluss auch dieser Prüfung kann der Reinraum für die Produktion freigegeben werden.

 

Abb. 4.6.6 Nach Abschluss der Bauarbeiten werden Reinraumwände, Reinraumdecken und zugehörige Komponenten montiert.

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Die Pharmazie nutzt die Reinraumtechnik wohl im größten Ausmaß und stellt mit hoher Wahrscheinlichkeit auch die schärfsten Anforderungen. Die Gründe liegen auf der Hand, denn mangelhafte Produktion von Arzneimitteln kann Menschenleben gefährden. Die GMP-Richtlinien stellen nicht nur Anforderungen an die Reinraumklassen, sondern auch strenge Regeln für die komplette Ausrüstung im Reinraum, also an Wände, Decken, Böden, Türen, Einrichtung, Maschinen. etc. sowie an den Ablauf der Produktion. Neben den GMP-Richtlinien gilt es auch DIN EN ISO 14644 sowie teilweise auch US. Federal Standard 209e zu beachten. Eine Trennung zwischen Mensch und Produkt ist in der Pharmaproduktion nicht konsequent umzusetzen. Deshalb ist der Mensch im Reinraum die größte Risikogröße.

Für die Altana Pharma AG wurde in Irland jüngst eine hochmoderne Reinraumanlage nach den neuesten Erkenntnissen der Reinraumtechnik innerhalb eines kompletten pharmazeutischen Werks für die Produktion von Solida fertig gestellt. Für das komplexe Reinraumprogramm entschieden sich die Projektbeteiligten aus Gründen der Qualität und der enormen Fertigungskapazität zu Gunsten des flexiblen Monoblock-Wand- und Deckensystems mit Sandwichelementen der Viessmann Kältetechnik AG, Hof. Der Auftragswert nur für Wände und Decken des Reinraums belief sich auf ca. 1 Mio. Euro.

Wichtig für die Auftraggeber waren neben den hohen Qualitätsanforderungen, die durch zahlreiche Zertifizierungen und unterschiedlichsten Tests (Hygiene, Reinigungstest, Wischtest, Chemikalienresistenz, Ausgasung, prozessbedingte Oberflächenresistenz, reinigungs- und desinfektionsbedingte Chemikalienresistenz, ESD-Eignung, UV- und IR-Beständigkeit, Langzeitverhalten etc.) zu belegen waren, dass hohe Dichtheit und Wärmedämmung der Raum umschließenden Flächen durch Präzision und Dimensionsstabilität der eingesetzten Bauelemente bei minimalen Fugenanteil und optimalem Dämmwert gewährleistet sein mussten. Hinzu kamen entsprechende Anforderungen an das Temperatur- und Brandverhalten, an den Feuerwiderstand und an die Schalldämmung.

 

Abb. 4.6.7 Planauszug aus einem Reinraumkomplex.

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Alle Bauteile des Wand- und Deckensystems, insbesondere die Oberflächen mussten sich bezüglich ihres Partikel-Emissionsverhaltens, ihrem Ausgasungsverhalten, ihrer hygroskopischen Eigenschaften, ihrer Reaktionsfähigkeit zu anderen Werkstoffen und ihrer Alterungsbeständigkeit optimal verhalten, da sie eine direkte Schnittfläche zur kontrollierten Raumatmosphäre bilden.

Die Oberflächen der Wände und Decken sollten auch hohen hygienischen Ansprüchen gerecht werden und über eine antibakterielle Beschichtung verfügen, die einen aktiven und nachhaltigen Schutz gegen Mikroorganismen bietet. Um Fehlerquellen bei der Montage weitestgehend auszuschließen, sollte das Wand- und Deckensystem auch eine zwingende Montagelogik mit möglichst hohem Vorfertigungsgrad besitzen.

Flexibles Monoblock-Wandsystem für Reinräume und sensible Produktionsbereiche

Das aus Sandwichelementen bestehende Monoblock-Wand- und Deckensystem ist speziell für Reinraumanwendungen konzipiert. Alle notwendigen Komponenten wie Reinraumtüren, Schleusen, Verglasungen, Einbindung von Medienkanälen sowie erforderliches Zubehör sind auf optimale Weise reinraumkompatibel in das System integriert.

Wandsystem

Die Reinraumkonstruktion besteht aus einem maßgerecht, industriell vorgefertigtem Monoblockwandsystem in Achs- oder Bandrasterausführung. Für garantierte Langlebigkeit und Stabilität werden   0,6 mm dicke, verzinkte Metallprofile als Außenschale eingesetzt. Je nach Spezifikation ist die Außenschale band- oder pulverbeschichtet. Die Pulverbeschichtung erfolgt nach der mechanischen Bearbeitung der Metallprofile mit dem Reinigungs- und Passivierungsvorgang. Die allseitig gekanteten Außenschalen werden über ein verdeckt eingelegtes und umlaufendes Aluminiumsystemprofil miteinander verbunden und schließen den Dämmkern der Elemente luft- und partikeldicht nach außen ab.

Das Wandsystem verfügt über einen minimierten Fugenanteil, ist flächenbündig und bietet keine horizontalen und vertikalen Ablagerungsflächen. Nach der fachgerechten Versiegelung sind alle Hohlräume von außen unzugänglich, diffusions- und partikeldicht verschlossen. Die Oberflächen sind wiederholt reinig- und desinfizierbar, lichtbeständig und können in unterschiedlichen Werkstoffen und Qualitäten angeboten werden.

Die Wandkonstruktion entspricht den Erfordernissen der aktuellen Richtlinien und Standards der Reinraumtechnik, insbesondere der EU-GMP, der DIN EN 14644 sowie der VDI 2083. Als Dämmmaterialien stehen PU-geschäumte Elemente der Baustoffklassen B3 und B1 (DIN 4102), hochverdichtete Mineralwolle (stehende Faser) der Baustoffklasse A2 (DIN 4102) - vollflächig verklebt, sowie Perlit der Baustoffklasse A1 (DIN 4102) zur Verfügung.

 

Abb. 4.6.8 Moderne antibakterielle Beschichtungssysteme bieten aktiven und nachhaltigen Schutz gegen Mikroorganismen – Quelle: Viessmann Cleanrooms.

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Abb. 4.6.9 Wand - Wandverbindung des Monoblock-Wandsystems für Reinräume.

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Der Anschluss der Wände an eine bauseitige Decke bzw. an abgehängte Reinraumdecken erfolgt über ein doppelt abgedichtetes U-Profil aus Aluminium, das eine maximale Deckendurchbiegung von 30 mm kompensiert und schwingungsentkoppelnd wirkt.

Die Bodenanbindung erfolgt über ein zweiteiliges justierbares Systemprofil aus Aluminium, dessen Oberteil über Stellschrauben nivelliert werden kann und zum Ausgleich von Bodentoleranzen von ± 30 mm geeignet ist. Je nach Art der Anbindung des Bodenbelages stehen zwei unterschiedliche Bodenprofile zu Auswahl. Die maßgefertigten Elemente werden über eine formschlüssige Verbindung zwischen dem umlaufenden Einlegeprofil und Bodenprofil gehalten.
Im Achsrastersystem erfolgt die horizontale Verbindung durch kombinierten Kraft- und Formschluss über ein Clip-in-System. Dabei greift der außenverzahnte H-förmige Clip in die Innenverzahnung des umlaufenden Einlegeprofils der Elemente. Durch die Geometrie der Clip-in-Verbindung wird eine maßgenaue vertikale Fuge von 3 mm geschaffen, welche später dauerelastisch versiegelt wird. Der entstehende freie Querschnitt von 30 x 30 mm kann zur Installation von Medienleitungen geringerer Querschnitte genutzt werden.

Im Bandrastersystem wird zwischen den Wandelementen aller Typen durch einen V2A-Clip ein Achsabstand von 100 mm geschaffen. Der Clip wird mit einer Ausstanzung von 80 x 32 mm gefertigt, um innen liegende Installationen zu ermöglichen. Die exakte horizontale Lage des Clips wird durch Auflagebolzen sichergestellt, die am vertikalen Einlegeprofil angebracht sind. Nach erfolgter Installation wird beidseitig eine Bandschale in die V2A-Abstandhalter eingeclippt. T-Stöße werden mit einem innen liegenden Gleitstück zur Toleranzaufnahme von ± 5 mm ausgeführt. Alternativ kann ein entkoppelter Anschluss durch ein übergreifendes Aluminium-U-Profil geschaffen werden, der eine Toleranzaufnahme von ± 20 mm zulässt.

Die 90° Eckverbindungen werden aus einer stabilen Aluminium-Rohrkonstruktion in der Stärke 50 x 50 x 2 mm mit einem beidseitig verdeckten, innen liegenden Anschluss gebildet.

Für alle horizontalen und vertikalen 90° Eckverbindungen steht ein Radius-Profil aus Aluminium zur Verfügung (siehe Abb. 4.6.12).

 

Abb. 4.6.10 Bodenanbindung des Monoblock-Wandsystems.

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Abb. 4.6.11 Bandrasterverbindung des Monoblock-Wandsystems für Reinräume.

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Abb. 4.6.12 Eckausbildung (90°) des Monoblock-Wandsystems für Reinräume.

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Reinraum – Drehflügeltüren

Drehflügeltüren stehen in ein- oder zweiflügliger Ausführung zur Verfügung. Türblatt und Zarge schließen beidseitig absolut flächenbündig an die Wandkonstruktion an. Die dreiteilige Zarge und der Rahmen des Türblattes werden aus Aluminium– Systemprofilen gefertigt. Die Abdichtung erfolgt über zwei in der Zarge und im Türblatt eingearbeitete Lippendichtungen.
Als Türfüllung kommen flächenbündige Vollpaneele aus verzinktem und beschichtetem Stahlblech oder Edelstahl zum Einsatz. Diese können alternativ mit den vorbeschriebenen Isolierstoffen ausgerüstet werden. Auf Wunsch können die Türen mit einer beidseitig flächenbündigen Verglasung versehen werden. Optional stehen neben den Standardbeschlägen aus Aluminium Edelstahlbeschläge, automatische Absenkdichtungen, integrierte Obertürschließer und elektrische Drehflügelantriebe zur Verfügung. Des weiteren können die Türen mit elektromechanischen oder elektromagnetischen Verriegelungssystemen versehen werden.

Schleusenfunktion

Die ein- und zweiflügligen Drehtüren können mit zahlreichen Zusatzfunktionen versehen werden. Die Schleusen- bzw. Verriegelungsfunktion kann mit unterschiedlichen Wirkprinzipien realisiert werden. Je nach Spezifikation und Kundenwunsch werden Elektromagnete, Elektroschlösser oder elektrische Türöffner jeweils nach dem Ruhestromprinzip eingesetzt. Mittels Steuermodul können bis zu fünf Türen miteinander verriegelt werden. Zusatzfunktionen, wie die Aufschaltung auf die GLT, Warn- und Alarmfunktionen, Fluchttürprioritäten, programmierte Öffnungszyklen bzw. betriebsbedingte Zugangskontrollen, werden kundenspezifisch entwickelt und installiert. Ein Bedien- und Anzeigetableau mit integriertem Notaus-Taster und Signallampe  wird flächenbündig auf einer V2A-Trägerplatte in den Zargenholm integriert.

Alle Verriegelungssysteme wurden unter Berücksichtigung der Vorlast  durch reinraumübliche Unter- und Überdrücke konzipiert.

 

Abb. 4.6.13 Drehflügeltüren stehen in ein- oder zweiflügliger Ausführung zur Verfügung.

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Abb. 4.6.14 Einbindung einer Drehtüre in das Monoblock-Wandsystems für Reinräume.

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Abb. 4.6.15 Schleuse für Reinräume.

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Verglasung

Die Verglasung des Wandsystems inklusive der Türen erfolgt prinzipiell beidseitig flächenbündig mit vorgefertigten, isolierten, doppelt verglasten Blöcken. Das Glas kann in den Qualitäten Float-, Einscheibensicherheits- und Verbundglas geliefert werden. Gelbverglasung mit unterschiedlichen Spezifikationen und weitere Sonderverglasungen sind auf Anfrage möglich. Fensterabmessungen sind bis zu 1.200 x 1.800 mm ohne Traversen ausführbar. Horizontal- und Vertikalfugen werden dauer-elastisch verfugt.

Einbindung von Medienleitungen

Um Kabel, Reinstwasserleitungen, technische Gase und andere Medienleitungen verdeckt im Wandsystem zu führen, stehen verschiedene technische Lösungen zur Verfügung. Kabelkanäle können zwischen einzelnen Wandelementen horizontal und vertikal angeordnet werden. In ihnen ist das Verlegen von Leitungen bis zu einem Durchmesser von 45 mm möglich. Kabelkanäle sind von einer Seite zu öffnen. Bandrastereinsätze werden zwischen den einzelnen Wandelementen eingebracht und schaffen dabei vertikale Schächte. Diese können beidseitig geöffnet werden und ermöglichen das Verlegen von Leitungen bis zu einem Durchmesser von 30 mm.

Materialschleusen

Materialschleusen sind in Form von Durchreichen und Durchfahrschleusen als Kompaktanlagen erhältlich. Die Schleusen bestehen aus verzinktem, pulverbeschichtetem Stahlblech mit einer doppelwandigen Schweißverbindung, alternativ ist eine V2A-Ausführung möglich. Die Türen sind 35 mm stark und beidseitig mit flächenbündigen Fenstern versehen. Die Tür wird mit einer im Falz eingeklebten Neopren-Dichtung geliefert. Die Türen der Durchfahrschleusen können optional via Senkdichtung ausgeführt werden. Schleusen sind in jeder gewünschten Größe lieferbar. Auf Wunsch werden diese mit einem elektronischen Verriegelungssystem ausgestattet. Des weiteren können Schleusen auch mit einem Anschluss für Zu- und Abluft versehen werden. Ein zusätzlicher Filtereinbau in den Abluftkanal ist möglich.

 

Abb. 4.6.16 Anschluss eines Fensters zum Wandsystem.

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Abb. 4.6.17 Die Verglasung des Wandsystems inklusive der Türen erfolgt prinzipiell beidseitig flächenbündig mit vorgefertigten, isolierten, doppelt verglasten Blöcken.

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Abb. 4.6.18 Beispielhafte Einbindung einer Medienleitung in das Wandsystem.

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Abb. 4.6.19 Einbau einer Materialschleuse in das Wandsystem.

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Deckensysteme - Q - Clip - Decke

Die Q-Clip-Decke ist eine abgehängte Metall- Klemmkassettendecke, die aus verzinkten, pulverbeschichteten und allseits gekanteten Blechkassetten gefertigt wird. Die Unterkonstruktion beruht auf System-Klemmschienen aus verzinktem Stahlblech, deren Abhängung je nach Belastung über Gewindestangen oder Noniushängern erfolgt. Die Kassetten besitzen eine definierte Phase zur dauerelastischen Versiegelung. Flächenbündiger Einbau von Viessmann-Reinraumleuchten, Viessmann-LF-Auslässen sowie marktüblichen Luftauslässen ist möglich.

Reinraumdecke

Die Reinraumdecke ist ein aus Sandwichelementen bestehendes Deckensystem, das sowohl als abgehängte oder auch als freitragende Konstruktion eingesetzt werden kann. Die Sandwichelemente bestehen aus 0,6 mm starken, beidseitig verzinkten und pulverbeschichteten Stahlblech, als Kern stehen PUR-Hartschaum oder Steinwolle zur Verfügung. Freitragende Deckenkonstruktionen sind bis zu 6.000 mm Spannweite ohne eine Zusatzkonstruktion ausführbar, mit einer verdeckten Unterkonstruktion sind Spannweiten bis 9.000 mm möglich. Die Decke besitzt einen minimierten Fugenanteil. Das Deckensystem kann als begehbare Konstruktion errichtet werden. Auch bei Reinraumdecken lässt sich ein flächenbündiger Einbau von Reinraumleuchten, LF-Auslässen sowie marktüblichen Luftauslässen realisieren.

Rasterdecke

Eine den EN / VDI - Vorschriften entsprechende luft- und partikeldichte Rasterdecke besteht aus Aluminium - Systemprofilen, deren Verbund über Aluminiumdruckguss-Knotenelemente erfolgt. Die durch das Gridsystem entstehenden Blindfelder werden durch begeh- oder nichtbegehbare Deckenbleche ausgefüllt oder dienen dem flächenbündigen Einbau von Reinraumleuchten, LF-Auslässen, Filter-Fan-Units und marktüblichen Luftauslässen. Das System verfügt über zwei Dichtebenen und kann mit Trocken- oder Fluiddichtsystemen ausgestattet werden.

Reinigen und Desinfizieren

Die Reinigung kann mit handelsüblichen Mitteln, wie z. B. Isopropanol in 40%iger wässriger Lösung, alkalischen Lösungen oder Industriealkohol erfolgen. Für die Desinfektion, Wischdesinfektion für Oberflächen und Sprühdesinfektion für Beschläge, ist Apesin AP 100 (1%ig) oder Mikrobac Forte (1%ig) geeignet. Auf Anfrage sind Oberflächen, die gegen Begasung mit H₂O₂ oder Formalin resistent sind, lieferbar.

 

Abb. 4.6.20 Anschluss des Wandsystems zum Deckensystem.

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Abb. 4.6.21 Anschluss des Wandsystems zum Deckensystem mit radialem Profil.

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