Maximale Luftreinheit bei minimalem Energieeinsatz

Im Jahr 2010 lag der Endenergiebedarf in Deutschland bei rund 9.000 Petajoule (= 2.500 Terawattstunden). Davon sind schätzungsweise allein 120 Terawattstunden pro Jahr zur Klimatisierung von Reinräumen verbraucht worden. Diesen Energieeinsatz auf ein Minimum zu reduzieren bei dennoch maximaler Luftreinheit ist das Ziel des neuen Forschungsprojektes „EnEff: Reine Räume“ am Fachgebiet Gebäude-Energie-Systeme/Hermann-Rietschel-Instituts unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Martin Kriegel. Das Vorhaben wird mit etwa einer Million Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) gefördert.

Reinräume werden überall dort gebraucht, wo unter staub- und keimfreien Bedingungen gearbeitet und produziert werden muss. Das ist unter anderem in der pharmazeutischen Industrie, der Halbleiterindustrie, der Optik- und Lasertechnologie oder der Gen- und Biotechnologie der Fall. In einem Reinraum ist die Konzentration luftgetragener Teilchen so niedrig wie nötig oder möglich.

Die aktuellen Normen stellen hohe Anforderungen an die Klimatisierung der entsprechenden Schutzbereiche. „Doch das Wissen über das Verhalten von Raumluftströmungen ist bislang nicht ausreichend erforscht. Insbesondere das komplexe Zusammenwirken verschiedener Strömungsformen in Reinräumen ist größtenteils unbekannt. Auch gibt es keine wissenschaftlichen Untersuchungen dazu, wie Reinräume energiesparend gelüftet werden können“, umreißt Prof. Dr.-Ing. Martin Kriegel die Forschungslücken, die im Rahmen des Projektes geschlossen werden sollen.

Martin Kriegel und sein Team werden nun verschiedene Lüftungskonzepte, zum Beispiel die Platzierung der Zu- und Abluft, Luftmengen, Konstruktion des Auslasses, Wahl und Größe von Heiz- und Kühlflächen hinsichtlich ihrer Reinheit, thermischen Behaglichkeit und ihrer Energieeffizienz untersuchen. Ziel der Forschung ist es, für Reinräume im Gesundheitswesen und der Industrieproduktion energieeffiziente Lüftungskonzepte zu definieren, die dennoch die hohen Anforderungen an Keim- und Staubfreiheit gewährleisten, die dafür benötigten Luftmengen aber stark reduzieren.

Das für die Untersuchungen notwendige Forschungslabor wird multifunktional am Hermann-Rietschel-Institut der TU Berlin aufgebaut. Die Raumkonfiguration deckt circa 90 Prozent der in der Praxis installierten Fälle von „Reinen Räumen“ ab. Dieser Forschungsreinraum an der TU Berlin ist damit einmalig in Deutschland.