Eine Einrichtung der höchsten Sicherheitsstufe
Das Robert Koch-Institut (RKI) ist die zentrale Einrichtung in Deutschland für den Infektionsschutz. Derzeit entsteht am Standort Berlin-Wedding ein neues Laborgebäude, unter anderem mit einem Hochsicherheitslabor, das für die Arbeit mit bestimmten Krankheitserregern wie Ebola- oder Lassaviren erforderlich ist. Deshalb fällt die Einrichtung unter die Schutzstufe 4 (S4), die detaillierte Vorgaben zur Raumdichtheit und Raumdruckregelung beinhaltet.
Für das Gebäudemanagement des S4-Labortrakts des RKI in Berlin musste ein durchdachtes Konzept ausgearbeitet werden. Um zu gewährleisten, dass keine kontaminierte Raumluft nach außen gelangt, müssen die eingesetzten Volumenstrom- und Raumdruckregler besonders präzise und schnell reagieren. Mit dieser Aufgabe wurde der Gebäudemanagementexperte Sauter (www.sauter-cumulus.de) betraut. Das Unternehmen rüstete bereits alle übrigen S4-Labore in Deutschland mit seinen Systemen aus.
Weltweit existieren 34 Labore der höchsten Sicherheitsstufe, drei davon befinden sich in Deutschland, ein viertes wird gerade errichtet. Die Einrichtung umfasst rund 250 pneumatisch/ konventionell geregelte Räume. Davon sind rund die Hälfte S2-Labore. Zu den Laborräumen gehören auch Schleusen, die gemäß den Vorschriften als Zugänge dienen. Diese Durchgänge funktionieren nach dem Prinzip einer Druckkaskade: Dadurch wird verhindert, dass kontaminierte Luft aus dem Labor in die Umgebung gelangt. Auch in den Laborräumen selbst werden mittels eines besonderen Druckstufenkonzepts die hohen Sicherheitsansprüche umgesetzt.
13 000 Datenpunkte zu verwalten
Für die komplexe Gebäude- sowie Raumautomation kommt Technik von Sauter zum Einsatz. Im Bereich der Gebäudeautomation wird die gesamte HLK-Technik geregelt und gesteuert, auf der Ebene der Raumautomation werden die Systeme der Laborräume geregelt und überwacht. Dazu dienen Controller, die alle Funktionen des Raumes in einem Gerät integrieren. Zu diesen Funktionen zählen Heiz- und Kühlsysteme, Beleuchtung und Jalousien. Die Übermittlung der aktuellen Raumdaten für Temperatur, Feuchte, Luftqualität, Präsenz oder Beleuchtungsstärke erfolgt über Sensoren. Diese werden direkt an die Controller angeschlossen, ebenso wie die erforderlichen Aktoren. Die Integration der Jalousien und Leuchten erfolgt über offene Feldbusprotokolle.
Die Monitoringsoftware visualisiert alle Informationen übersichtlich und strukturiert. Auf diese Weise erfassen 100 Automationsstationen knapp 13 000 Datenpunkte. Durch die offene Integration der Räume in das Gebäudemanagementsystem erfolgt sowohl eine schnelle und sichere als auch lückenlose Datenübertragung.
Die Automationsfunktionen lassen sich einfach und beliebig nach den individuellen Anforderungen programmieren. „Dem Kunden steht eine Kalenderfunktion zur Verfügung, über die er die unterschiedlichen Raumfunktionen nach Tag, Woche oder Monat programmieren kann“, erklärt Matthias Breternitz, Projektleiter bei Sauter. So kann beispielsweise festgelegt werden, dass ab 22:00 Uhr die Temperatur gesenkt oder samstags der gesamte Betrieb heruntergefahren wird. Auch Tag- beziehungsweise Nachtmodi lassen sich einstellen.
Druckmessgenauigkeit bis 1 Pa
Um das Ausströmen kontaminierter Luft zu verhindern, werden Zu- und Abluft mittels Volumenstrom geregelt. Hierzu kommt ein pneumatischer Regler zum Einsatz, der in Verbindung mit einem schnellen pneumatischen Antrieb die vorgeschriebene Regelgeschwindigkeit problemlos einhält. Mit einem Drehmoment von 10 Nm ist der Antrieb auch für große Volumenstromboxen geeignet. Ein im Raumdruckregler integrierter Differenzdrucksensor erreicht selbst bei kleinsten Differenzdrücken eine Messgenauigkeit von bis zu 1 Pa, was beispielsweise für die Nachtabsenkung mit minimalen Volumenströmen entscheidend ist. Sollte es dennoch zu Störungen in der Abluftregelung kommen, wird dies automatisch optisch und akustisch signalisiert. Zusätzlich kommt ein weiterer elektronischer Differenzdruck-Messumformer zur unabhängigen Überwachung des Raumdrucks zum Einsatz. Er erfasst Unter- bzw. Überdruck im Bereich von bis zu ± 150 Pa. Mittels einer speziellen Software kann der gewünschte Messbereich individuell eingestellt und auf einem Display visualisiert werden.
Sicherheitsaspekte
Zu den Sicherheitsbestimmungen für S4-Labore gehört zudem die Möglichkeit, die Räume hermetisch abzuschließen, um eine Desinfektion durchführen zu können. Dazu wird das gesamte Labor begast. Aus diesem Grund musste vorab sichergestellt werden, dass die Systemkomponenten der Raumautomation diese Reinigungsprozesse unbeschadet überstehen. Dazu wurden im Vorfeld Begasungstests durchgeführt, die die Regler und Stationen problemlos bewältigten.
Energiespeicher
Neben einer zuverlässig funktionierenden Laborautomation spielten auch Fragen der Energieeffizienz eine wichtige Rolle vor der Installation des Automationssystems. Für das Robert Koch-Institut wurde daher ein Eisspeicher installiert. Dieser nutzt zur Kühlung die nächtlichen Außentemperaturen und speichert die Kälte über mehrere Stunden in Wasser, bis sie im Labor zu Kühlung gebraucht wird.
