Optimierung der Luftqualitätskontrolle mit alternativen technischen Steuerungen

May 28, 2023

Jesse Corio verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung in der Bereitstellung von Lösungen für die Biopharma-, Pharma-, Medizingeräte- und Bildungsmärkte, wobei sein Spezialgebiet auf Luftfiltrationslösungen für die...

Technische Steuerungen, wie z. B. Abzugshauben, sind ein wesentlicher Bestandteil der meisten Laboranlagenplanung. Abzugshauben haben erhebliche Auswirkungen auf die Gebäudeinfrastruktur, sind energieintensiv und entfernen grundsätzlich klimatisierte Luft aus dem Gebäude. Die abgesaugte Luft muss dann wieder in das Gebäude zurückgeführt werden, damit die HVAC Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Druck angemessen ausgleichen kann. Abzugshauben mit Abluftkanal reduzieren aufgrund der zu verarbeitenden Luftmenge den Bedarf des Gebäudes an größeren Luftbehandlungsgeräten, Kesseln, Kühlern, Kühltürmen und Abluftventilatoren.

Studien haben ergeben, dass Labore pro Quadratmeter fünf- bis zehnmal mehr Energie verbrauchen als herkömmliche Bürogebäude. Wie können wir diese Probleme angehen und gleichzeitig CO2-Neutralität erreichen?

Alternative technische Steuerungssysteme, einschließlich kanalloser Filterabzüge, sind eine Antwort.

Wenn ein Labor mit kanallosen Abzügen als primärem Kontrollsystem ausgestattet ist, führt dies auch zu einer CO2-Reduzierung. Da wir bis 2030 CO2-Neutralität anstreben, spielt der kanallose Abzug eine wichtige Rolle bei der Erreichung dieses Ziels. Offensichtliche Einsparungen lassen sich durch die Reduzierung der Spitzenabluftleistung erzielen, aber durch die reduzierte Abluftleistung können Gebäude noch viel mehr erreichen. Schauen wir uns die Auswirkungen des Austauschs von Abzugshauben mit Kanal durch Abzüge ohne Kanal an einem Beispiel aus der Praxis an: Bristol Community College of Massachusetts.

Bei der Konstruktion von Abzugshauben und Rückhaltevorrichtungen sollte die Sicherheit oberste Priorität haben.

Das Hochleistungslabor in Bristol war ursprünglich so konzipiert, dass es 22 Abzugshauben mit Abluftkanälen umfasste, die über einen kombinierten Einlass und Auslass von 70.000 Kubikfuß pro Minute (CFM) verfügten. Es waren drei Lüftungsgeräte (AHU) erforderlich, eines mit Umlaufwärmerückgewinnung und eines mit Enthalpie-Rad-Energierückgewinnung. Die vorgeschlagene Neugestaltung ersetzte diese Ausrüstung durch:

Neben den Lufteinsparungen umfasste die Neugestaltung eine Kombination aus Erd- und Luftwärmepumpen, Enthalpie-Wärmerückgewinnungsrädern, Gebläsekonvektoren, zentraler Überwachung der Raumluftqualität und natürlicher Belüftung. Dadurch wurden die Bereiche Mechanik, Elektrik und Sanitär (MEP) auf nur 14 Prozent der Bruttoquadratfläche reduziert. Darüber hinaus werden nun die Photovoltaikanlagen (PV), von denen die Hälfte die 22 Ablufthauben versorgt hätte, zur Energierückgewinnung genutzt.

Bei der Konstruktion von Abzugshauben und Rückhaltevorrichtungen sollte die Sicherheit oberste Priorität haben. Wenn kanallose Abzugshauben in Betracht gezogen werden, müssen die Anforderungen an den Umgang mit Chemikalien beurteilt werden, um festzustellen, ob sie für die Filtration geeignet sind. Wenn ja, muss ein Filterlebenszyklus vorgeschlagen werden, der auf einer Analyse unter Verwendung der Standards AFNOR NF X 15 211, ANSI z9.5-2022, CSA Z316.5-2020 und NFPA 45-2023 Edition basiert.

Unter normalen Betriebsbedingungen muss eine kanallose Abzugshaube außerdem in der Lage sein, den Benutzerschutz zu gewährleisten und sicherzustellen, dass die Freisetzung niemals ein Prozent des TLV hinter dem Filterabzug überschreitet. Danach muss die Haube auch in zwei weiteren Betriebsphasen funktionieren: Erkennung und Sicherheit, wobei jede Phase ein Schutzniveau gemäß der Norm AFNOR NF X 15 211 gewährleistet.

Ein Missverständnis über kanallose Abzüge besteht darin, dass sie nur für kleine Mengen Chemikalien oder nur zur Geruchsminderung verwendet werden können. Tatsächlich sind einige kanallose Abzugshauben unter anderem für die meisten Anwendungen in den Bereichen Pharmazie, organische Chemie, Landwirtschaft sowie Geschmacks- und Duftstoffe zugelassen.

Die Sicherheit endet nicht beim Abzug, sondern setzt sich über den gesamten Lebenszyklus der Chemikalie fort. Es müssen geeignete Kontrollen vorhanden sein, um die Atemzonen der im Labor arbeitenden Personen zu schützen. Dies wird durch eine Kombination aus Filterspeicher, Ganzraumluftfiltration, integrierten Filterpaketen für Sicherheitswerkbänke und Filterabzugshauben erreicht.

Die verschiedenen Sicherheitsaspekte sollten überwacht werden: Einströmgeschwindigkeit, Filtereffizienz und Umgebungsluftverschmutzung. Die kontinuierliche Überwachung liefert wichtige Sicherheitskennzahlen und hilft bei der Erstellung effektiverer Laborsicherheitsprotokolle.

Die Sicherheit endet nicht beim Abzug, sondern setzt sich über den gesamten Lebenszyklus der Chemikalie fort.

Auch wenn wir uns vielleicht nur ungern ändern, müssen wir uns darüber im Klaren sein, was für die Umwelt am besten ist. Die Einführung neuer Technologien kann erhebliche Auswirkungen auf die Zukunft haben. Wenn wir unser Verständnis für die Auswirkungen unseres Handelns verbessern, können wir Änderungen vornehmen, um die Sicherheit und Produktleistung zu verbessern.

Abzugshauben ohne Abluftfilter können die Effizienz der Laborgestaltung verbessern und Ihre Flexibilität erhöhen, wenn sich Ihr Labor verändert und wächst. Die Filtration schützt Sie überall dort, wo Chemikalien vorhanden sind, und unterstützt die Bemühungen Ihrer Einrichtung, ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren.

Jesse Corio verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung in der Bereitstellung von Lösungen für die Biopharma-, Pharma-, Medizingeräte- und Bildungsmärkte, wobei sein Spezialgebiet auf Luftfiltrationslösungen zum Schutz von Personal, Einrichtungen und Umwelt liegt. Jesse verfügt außerdem über Erfahrung in der engen Zusammenarbeit mit Krankenhäusern und hilft bei der Entwicklung von Plänen zur Einhaltung der USP-Standards <797> und <800> sowie bei der Bereitstellung von Lösungen wie Umgebungsüberwachung, steriler Verarbeitung und Eignungsprüfungen.