Wichtige Aspekte bei der Konstruktion und dem Bau von Reinräumen

Bei der Ausstattung von Reinräumen in Fabriken sind Reinräume der Klassen 10.000 und 100.000 am weitesten verbreitet. Bei groß angelegten Reinraumprojekten für Unternehmen müssen Aspekte wie Planung, Infrastrukturausstattung und Gerätebeschaffung den Marktanforderungen und Baunormen entsprechen.

1. Telefon- und Brandmeldeanlagen

Die Installation von Telefonen und Gegensprechanlagen in Reinräumen reduziert die Personenbewegungen innerhalb des Reinraums – und minimiert so die Partikelbildung – und ermöglicht im Brandfall eine zeitnahe externe Kommunikation. Gleichzeitig wird die routinemäßige Betriebskommunikation unterstützt. Darüber hinaus müssen Brandmeldeanlagen installiert werden, um erhebliche wirtschaftliche Verluste durch unentdeckte Brände zu verhindern.

2. Anforderungen an die Lüftungsanlage: Wirtschaftlichkeit und Effizienz im Gleichgewicht

In zentralen Klimaanlagen oder Luftreinigungsanlagen müssen die Luftkanäle sowohl kostengünstig als auch effizient in der Luftförderung sein. Wirtschaftliche Aspekte umfassen niedrige Kosten, einfache Installation, geringe Betriebskosten und glatte Innenflächen mit minimalem Strömungswiderstand. Zu den Effizienzanforderungen gehören hohe Luftdichtheit (keine Leckagen), Beständigkeit gegen Partikelbildung und -ablagerung, Schadstofffreiheit sowie Beständigkeit gegen Feuer, Korrosion und Feuchtigkeit.

3. Priorisierung der Energieeffizienz bei Klimaanlagen und Luftreinigung

Klimaanlagen und Luftreinigungssysteme sind große Energieverbraucher; daher müssen Energiesparmaßnahmen bereits bei der Planung und dem Bau Priorität haben. Der Energieverbrauch wird von zahlreichen Faktoren beeinflusst, darunter die System- und Zonenaufteilung, die Berechnung des Zuluftvolumens, die Temperatur- und Feuchtigkeitseinstellungen, der Reinheitsgrad und die Luftwechselrate, das Frischluftverhältnis, die Kanalisolierung, die Nahtarten (die die Leckagerate beeinflussen), die Verbindungswinkel zwischen Haupt- und Abzweigkanälen (die den Strömungswiderstand beeinflussen), die Dichtheit der Flansche sowie die Auswahl der Geräte wie Lüftungsanlagen, Ventilatoren und Kältemaschinen. All diese Details müssen daher sorgfältig berücksichtigt werden.

4. Auswahl von Lüftungsanlagen basierend auf den klimatischen Bedingungen

Bei der Auswahl von Lüftungsanlagen sollte das lokale Klima berücksichtigt werden. In nördlichen Regionen mit niedrigen Wintertemperaturen und hoher Staubbelastung sollten Standardgeräte beispielsweise mit einer Frischluftvorwärmung und einer Wassersprüh-Luftaufbereitung ausgestattet werden. Dies ermöglicht die gleichzeitige Staubentfernung und den Wärme-/Feuchtigkeitsaustausch, um die erforderlichen Temperatur- und Feuchtigkeitswerte zu erreichen. In südlichen Regionen mit feuchtem Klima und geringerer Staubbelastung ist eine Frischluftvorwärmung im Winter nicht erforderlich. Die Luftfiltration sowie die Temperatur- und Feuchtigkeitsregelung erfolgen in mehreren Stufen: Vorfiltration, gefolgt von der Temperatur- und Feuchtigkeitsregulierung über Oberflächenkühlregister (ggf. mit Entfeuchtung) und schließlich Mittelfilterung, gefolgt von Hoch- oder Subhoch-Endfiltration. Es empfiehlt sich, Lüftungsanlagen mit frequenzgeregelten Ventilatoren auszustatten. Dies spart nicht nur Energie, sondern ermöglicht auch eine flexible Anpassung von Luftvolumenstrom und -druck.

5. Die Räume für die Lüftungsanlagen sollten sich in unmittelbarer Nähe des Reinraums befinden.

Die Platzierung des Lüftungsanlagenraums neben dem Reinraum bietet mehrere Vorteile: Sie spart Energie, ermöglicht eine effiziente Anordnung der Luftkanäle, optimiert die Luftströmungsmuster und reduziert die Baukosten.

6. Mehrgeräte-Kältemaschinensysteme bieten mehr Flexibilität

Bei hohem Kühlbedarf ist ein einzelnes großes Kälteaggregat weniger geeignet als ein System mit mehreren Einheiten. Die Motoren sollten über eine Frequenzumrichtersteuerung verfügen, um den Anlaufstrombedarf zu reduzieren. Eine Konfiguration mit mehreren Einheiten ermöglicht einen flexiblen Betrieb und vermeidet die Energieverschwendung, die durch „überdimensionierte Geräte für geringe Lasten“ (d. h. den Betrieb eines großen Aggregats mit geringer Leistung) entsteht.

7. Automatische Steuerungssysteme gewährleisten eine kontinuierliche Regelung

Aktuell regeln einige Hersteller Luftstrom und Druck manuell. Da sich die Regelventile jedoch in technischen Zwischenräumen befinden – und die Decken oft aus abgehängten Stahlblechen bestehen – werden diese Einstellungen üblicherweise nur bei der Erstinstallation und Inbetriebnahme vorgenommen. Sie werden danach selten, wenn überhaupt, angepasst und sind in der Praxis oft nicht zugänglich. Um einen reibungslosen Produktions- und Betriebsablauf in der Reinraumanlage zu gewährleisten, sollte ein umfassendes automatisches Steuerungssystem installiert werden, das folgende Funktionen erfüllt: Überwachung von Luftreinheit, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Druckdifferenzen im Reinraum sowie Regelung der Luftklappen; Erfassung von Temperatur, Druck und Durchflussmengen für hochreine Gase, Reinstwasser und Kühlwasser; und Überwachung der Gasreinheit und Reinstwasserqualität.