Baumaßnahme Reinraum: Modulare Lösungen für schnellen Bedarf in höchster Qualität

Außenansicht Leber- und Infektionszentrum am Universitätsklinikum Düsseldorf (Foto: Cadolto Modulbau GmbH)

Innenansicht hochisoliertes Einzelzimmer Leber- und Infektionszentrum am Universitätsklinikum Düsseldorf (Foto: Cadolto Modulbau GmbH)

Personalschleuse vor den Isolationsbereichen im Leber- und Infektionszentrum am Universitätsklinikum Düsseldorf (Foto: Cadolto Modulbau GmbH)

Seminarraum Leber- und Infektionszentrum, Universitätsklinikum Düsseldorf (Foto: Cadolto Modulbau GmbH)

Bei einem Reinraum handelt es sich um einen Arbeitsplatz mit höchsten Qualitätsansprüchen an die Räumlichkeiten, Oberflächen und die Reinraumkonditionen. Bei Bauvorhaben zu Reinraumprojekten stehen Bauherren daher vor verschiedenen Herausforderungen: Je schneller ein Reinraum errichtet werden kann, desto wirtschaftlicher ist dieser. Zudem soll die gesamte Gebäudekonzeption, inklusive der Abläufe innerhalb der Räumlichkeiten sowie der Ausstattung der Arbeitsplätze, die bestmöglichen Arbeitsergebnisse sowie die maximale Produktsicherheit garantieren.

Cadolto bietet mit Reinräumen in Modulbauweise auf den Nutzer abgestimmte Konzepte, welche in einer verkürzten Bauzeit bei gleichzeitig maximaler Qualität errichtet werden können – sogar während des laufenden Betriebs der umliegenden Bereiche.

Cadolto Reinraumkonzepte in Modulbauweise

Die richtige Planung und Ausführung nimmt einen erheblichen Einfluss auf die Effizienz sowie die Effektivität eines Reinraumes. Bei der Planung und Ausführung müssen alle Abläufe, unter anderem die Druck- und Schleusenkonzepte, welchen den Fluss von Material, Personal und Produkten steuern, aufeinander abgestimmt sein.

Mit der Erfahrung von über 770 Modulbauprojekten und Spezialisten aus allen Gewerken begleitet Cadolto den Bauherren vom Planungsprozess bis hin zur schlüsselfertigen Übergabe seines Reinraumprojekts. Dabei übernehmen die Modulbauspezialisten die Nutzerabstimmung, Koordinierung aller erforderlichen Gewerke sowie die Statik und die Erstellung der Fundamentpläne.

Die Ausführung nach höchsten Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen ermöglichen erfahrene Mitarbeiter/innen aus allen Gewerken. Darüber hinaus übernimmt das Modulbauunternehmen 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 nach ISO 14644 und Good Manufacturing Practice (GMP)

Arbeits- und Forschungsergebnisse aus Tätigkeiten in Reinräumen müssen nationalen, aber auch internationalen Anforderungen entsprechen und daher gelten die Reinraumklassen nach DIN EN ISO 14644-1 sowie dem Leitfaden der Good Manufacturing Practice (GMP).

Die Zertifizierung nach ISO 14644 ist dabei beispielsweise Voraussetzung für die Chip-Fertigung, die Richtlinien nach GMP gelten wiederum für die Erzeugung von Produkten, welche Menschen zugeführt werden, wie Medikamente oder teilweise Speisen.

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. Darüber hinaus erfüllen die modularen Gebäude von Cadolto 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. Darüber hinaus erfüllen die Gebäude von Cadolto alle Bauvorschriften hinsichtlich Brand-, Wärme- und Schallschutz.

Die Reinräume von Cadolto 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 extrem nachhaltig, sondern ermöglicht eine Aufrechterhaltung des umliegenden Betriebs.

Ausstattung mit höchster Qualität in einer intelligenten Gebäudestruktur

Sowohl die Einrichtung, als auch die Gestaltung der Reinraumaufteilung für eine effiziente Nutzung der verfügbaren Flächen müssen den Ansprüchen an die Arbeit im Reinraum gerecht werden.

Einrichtung nach höchsten Qualitätsansprüchen

Möbel sowie Einrichtungsgegenstände für Reinraumarbeitsplätze müssen je nach Produktionsumfeld bestimmte Hygiene- und Sicherheitsanforderungen erfüllen, welche zwischen den Anwendungszwecken und Reinheitsklassen variieren.
In den modularen Reinräumen sind alle Oberflächen glatt, porenfrei, abriebfest und an den Raumecken gerundet. Das Wand- und Deckenmaterial entspricht ebenfalls allen Anforderungen. Die Böden werden reinraumgerecht verlegt und je nach Anforderung auch mit einer Bodensockelausbildung verlegt. Für die Böden werden Materialien wie Kautschuk, Synthese 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. Bei allen Einrichtungseinheiten der Reinräume wird zudem auf eine maximale Robustheit geachtet.

Unterschiedliche Tätigkeiten in Reinräumen erfordern auch unterschiedliche Temperaturverhältnisse. So kann, je nach Anforderung, problemlos eine Reinraum-Klimaanlage nach GMP-Richtlinien installiert werden. Dabei wird die Klimaanlage in einem Technikmodul auf dem Dach des Gebäudes errichtet. Das Heizsystem wird so konzipiert, dass es problemlos an die bauseits errichtete Heizungsanlage angeschlossen werden kann.

Für die lufttechnische Behandlung der Reinräume wird eine RLT-Anlage 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. Durchreichen oder Sicherheitswerkbänke können in das RLT System eingebunden werden.

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.

Nutzerorientierte Raumgestaltung bei maximaler Sicherheit

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. Gerade in Hinblick auf die Produkte, hat deren Sicherheit höchste Priorität. Sofern Reinraumprodukte ein Gefährdungspotential bieten, wird selbstverständlich die maximale Sicherheit des Personals garantiert.

Modulbaulösung nach höchsten Standards am Universitätsklinikum Düsseldorf

Cadolto realisierte innerhalb von 16 Monaten am Universitätsklinikum Düsseldorf das Leber- und Infektionszentrum (LIZ). Das zweigeschossige Gebäude umfasst eine Bruttogeschossfläche von 4.930 m². Die 68 Module wurden 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.

Der Modulbau erfüllt alle hygienischen und baulichen Voraussetzungen, um hochinfektiöse, unter anderem an Ebola oder Lassa-Fieber erkrankte Patienten/innen zu behandeln. Das Zentrum beinhaltet die Gastroenterologie, Hepatologie und Infektiologie mit vier Ambulanzen: Infektionsambulanz, Tropenambulanz, Hepatitisambulanz und Leberzentrum. Im Erdgeschoss befindet sich eine Hochsicherheitsinfektionseinheit mit Sonderisolierstationen. Hochsicherheitslabore (BSL3) für Diagnostik und Forschung sind ebenfalls Bestandteil des Gebäudes. Ambulanzen, Funktions- und Arzträume, Labore, Wartezimmer sowie der Bereich Forschung und Lehre befinden sich in den Obergeschossen.