Höchste Sicherheit - YIT

Höchste Sicherheit
YIT Germany errichtet Lüftung für Bernhard-Nocht-Institut
„Der Ausbruch der Infektionskrankheit Ebola im
Nordosten der Demokratischen Republik Kongo
ist der Weltgesundheitsorganisation (WHO) zufolge
außer Kontrolle.“ So melden es die Nachrichtenagenturen
im Herbst 2012. Die Virus-Erkrankung
Ebola führt in bis zu 90 % aller Fälle
zum Tod. Eine Impfung dagegen gibt es nicht.
Noch nicht – was einer der Gründe ist, warum
Mediziner am Bernhard-Nocht-Institut (BNI) für
Tropenmedizin in Hamburg mit den gefährlichen
Fieberviren forschen.
Das BNI betreibt eines von vier Laboren der
höchsten Sicherheitsstufe (BSL4) in Deutschland.
Schwerpunkte der Forschung sind Malaria, hämorrhagische
Fieberviren, Tuberkulose und Gewebewürmer.
Und das BNI liegt mitten im Hamburger
Stadtteil St. Pauli, zwischen Reeperbahn
und Hafenstraße. Ein Entweichen der Erreger
könnte katastrophale Folgen haben.
Die Experten der Niederlassung Hamburg
des Gebäudetechnikspezialisten YIT standen
also vor einer echten Herausforderung bei der
Installation der RLT- und MSR-Anlagentechnik
und der Errichtung des inneren Containments.
Geplant wurden die TGA-Anlagen durch das
Planungsbüro Weber & Partner Ingenieurgesellschaft
für technische Gesamtplanung mbH aus
Köln (Federführung Dr. Weber).
BNI heute
Das hier errichtete BSL4-Labor stellt eines
der ersten geplanten und errichteten Labore
dieser Sicherheitsstufe in Deutschland dar und
wurde demzufolge in enger Abstimmung und
Zusammenarbeit mit dem Planungsbüro errichtet.
Der Bereich des Containments besteht aus
einem Hauptlabor mit innenliegendem Tierraum
„Biosafety Levels“ (BSL) von 1 bis 4
klassifizieren die Schutzstufen für
biologische Arbeitsstoffe. BSL4 ist
die höchste Kategorie. Hier wird
mit äußerst gefährlichen Keimen
gearbeitet, daher kommt der Lüftung
eine kritische Bedeutung zu.
YIT Germany zeichnet sich verantwortlich
für die Lüftung in allen vier
BSL4-Laboren Deutschlands.
Abb. 1: Arbeitsszene im Hochsicherheits-Labor (BSL4) am Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin.
© Bernhard-Nocht-Institut
sowie einem Ergänzungslabor. Der Zugang zu
diesem Bereich erfolgt über den äußeren Containmentbereich
bestehend aus einem Vorflur
mit Überwachungsraum. Zu dem jeweiligen Labor
erfolgt der Zugang über eine Vorschleuse,
eine mittlere Schleuse sowie eine Chemiedusche
zur Personendesinfektion.
ReinRaumTechnik 5/2012, S. 34–35, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, GIT VERLAG, Weinheim www.gitverlag.com www.chemanager-online.com

Vom Vorflur bis zu den Laboren besteht über
alle Schleusenstufen eine Druckkaskade. Die
Labore werden in einem Unterdruck von ca.
130 Pa betrieben. Alle Türen der Schleusenstufen
werden über eine Türverriegelung in Bezug
auf Türöffnung und Einhaltung der Druckkaskade
gegeneinander verriegelt. In dem Bereich
der mittleren Schleuse ist eine Notdusche zur
Dekontamination im Gefahr- bzw. Störfall angeordnet.
Alle inneren Laborbereiche bzw. deren
Lüftungskanäle sind zur Dekontamination im
Störfall bzw. zur Wartung von außen begasbar.
Die Begasung erfolgt in je nach Erfordernis mit
H 2O 2 oder Formalin. Die Arbeiten im inneren Bereich
des Labors erfolgt unter Vollschutzanzügen
mit externer Atemluftversorgung. Die Anschaltung
der Anzüge erfolgt mittels Schlauch an die
Anlage zur Atemluftversorgung.
Der Laborbereich kann als eine Einheit
(Haupt- und Ergänzungslabor zusammen) oder
getrennt je Labor betrieben werden. Im Verbundbetrieb
können bis zu sechs Mitarbeiter
gleichzeitig im Labor arbeiten.
Simulationen und Berechnungen
zur Störfallvermeidung
Bei der Umsetzung musste die MSR-Technik
speziell für die Raumdruckregelung gasdichter
Räume sowie die Notwendigkeit zur komplexen
Anlagenschaltung in Bezug auf die Unterdrucksicherungen
in unterschiedlichen möglichen
Störfällen angepasst werden. Diese Anpassung
erfolgte zum einen in einem Laborversuch in den
Räumen der YIT-Sondertechnik und zum anderen
durch stufenweise Erarbeitung möglicher Anlagenbetriebsverhältnisse.
Letztere wurden unter
verschiedenen Bedingungen und den daraus
resultierenden technisch notwendigen Umsetzungen
untersucht, inklusive der möglicherweise
auftretenden verschiedenen Störfallszenarien.
Das innere Containment inklusive der komplexen
Schleusen musste in ein existierendes Gebäude
eingebracht und dort installiert werden. Eine weitere
Bedingung war die Aufrechterhaltung eines
gesicherten Unterdrucks und der Druckkaskade
in den S4-Bereichen unter jeglichen Anlagenbedingungen.
Randbedingung: Die hohen einzuhaltenden
Sicherheitsstandards sollten mit „herkömmlicher“
Anlagentechnik erreicht werden.
Die Anlagen wurden nach den aktuellen Vorschriften
der VDE und VDI errichtet. Zusätzlich
mussten die GenTSV sowie die Auflagen der
genehmigenden Behörde für Stadtentwicklung
und Umwelt (BSU) Hamburg und des TÜV erfüllt
werden. Als oberster Grundsatz galt hierbei die
Verhinderung des Austrittes von kontaminiertem
und nicht autoklaviertem aktiven Material aus
dem Containment, auch in Anlagenstörfällen
aller Art. Die Bereiche des Hochsicherheitslabors
und der angrenzenden Anlagenteile (Personenschleusen,
Autoklaven, Materialschleusen) wurden
nach der kanadischen Richtlinie auf Dich-
Abb. 2: Arbeitsszene im Hochsicherheits-Labor
(BSL4) am Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin.
© Bernhard-Nocht-Institut
tigkeit geprüft. Die Räumlichkeiten durften in
Gesamtheit inklusive aller Durchdringungen bei
dem Test maximal einen Druckabfall von 250 Pa
über einen Zeitraum bei einem Anfangsdruck
von +500 Pa sowie – 500 Pa aufweisen. Dieser
Wert wurde vorher rechnerisch in Bezug auf die
Raumgröße ermittelt und festgelegt.
Als weitere wichtige Richtlinien kamen zur Anwendung:
◾ TRGS 526 – Laboratorien
◾ TRBA 120 – Versuchstierhaltung
◾ Laboratory Biosafety Manual
◾ GenTG
◾ Biosafety in Microbiological and
Biomedical Laboratories US
Redundanzen für zusätzliche Sicherheit
Die RLT-Anlage für Zuluft und Abluft (ZUL/ABL)
für den S4-Bereich ist zu 100 % redundant ausgelegt,
um Ausfällen vorzubeugen. Sie hat eine
Luftleistung von je 3.500 m³/h (externe Pressung
ZUL 1.200 Pa / externe Pressung ABL 1.800 Pa).
Das Containment wurde als geschweißte
Ausführung als Inhousesystem aus Edelstahl
errichtet. Die Lüftungskanäle wurden bis zur
gasdichten Klappe (Containmentgrenze) als geschweißte
Ausführung verbaut, bis zu den RLT-
Geräten wurden die RLT-Kanäle in Dichtigkeitsklasse
D errichtet.
Die ZUL/ABL ist 2-stufig mit H13-Filtern ausgerüstet.
Dies betrifft auch die lufttechnischen
Durchführungen zur Raumdruckmessung sowie
Druckluftversorgung. Die MSR-Anlagen sind
ohne SIL-Einstufung mit einem redundanten
Netzwerk ausgeführt. Bei Ausfall einer CPU oder
bestimmter Komponenten (z. B. defekte Sicherungen)
erfolgt je nach Fall eine Störab- bzw.
Anlagenumschaltung.
Die Raumdruckregelung für den S4-Bereich
wurde aufgrund der hohen Anforderungen an
die Regelgenauigkeit und -schnelligkeit von
elektrischer auf pneumatische Raumdruckregelung
umgestellt. Im Rahmen des Projekts wurden
hierzu Testaufbauten und Versuche im YITeigenen
Entwicklungszentrum zum Nachweis
der Eignung mit entsprechend positivem Ergebnis
durchgeführt.
Die pneumatischen Regeleinrichtungen für
die Volumenstrom- und Raumdruckregelung
wurden in separate Schaltschränke im äußeren
Containmentbereich installiert, lediglich die
mechanischen Komponenten sind im Zwischendeckenbereich
installiert. Daraus ergeben sich
Vorteile bei der Inbetriebnahme und Wartung
sowie beim Austausch von defekten Komponenten.
Das Containment muss, soweit beim Betrieb
nicht einzuhaltende Grenzwerte verletzt wurden
und eine Zugänglichkeit zum Labor notwendig
wird, nicht begast bzw. dekontaminiert werden.
Bei Störabschaltung der Anlagen werden die
S4-Bereiche weiter in einem ausreichenden Unterdruck
über eine separate Ersatzabluftanlage
mit doppelter H13-Filterstufe 300 °C gehalten.
Diese wird auch zur Rauchabführung bei Auslösung
der Brandmeldeanlage genutzt.
Der S4-Laborbereich wird über eine vorgesteuerte
Hochdrucknebellöschanlage geschützt,
sodass es zu keiner hohen Hitzeentwicklung bei
einem möglichen Brandausbruch im S4-Bereich
kommt. Über eine gasdichte E90-Verglasung ist
der S4-Bereich vom äußeren Containmentbereich
aus einsehbar.
Die ursprüngliche Umsetzung des Projekts
erfolgte von Mitte 2006 –2008. Zwischenzeitlich
wurde das Projekt auf Grund baulicher Probleme
ein halbes Jahr unterbrochen.
Ab 2009 wurde von YIT in enger Zusammenarbeit
mit dem TÜV, der Behörde und eines
Sachverständigen auf Grundlage der Risikoanalyse
des Planungsbüros eine Betriebs- und
Störfallmatrix entwickelt, welche sämtliche RLT-
Anlagenfunktionen, Klappenstellungen bzw.
Meldungen darstellt. Diese Unterlagen – notwendig
für jeden Laborbereich – dienten zur
abschließenden komplexen Prüfung der gesamten
Anlagentechnik im Zusammenspiel und
bilden die Grundlage für die Wiederholungsprüfung
der Anlage.
Im Nachgang erfolgte dann, ebenfalls auf
Basis der Matrix, eine Anlagenoptimierung
sowie die Wirk- und Komplexprüfung. Derzeit
befinden sich die Anlagen in einer „scharfen“
Probebetriebsphase, welche bislang ohne nennenswerte
Probleme verläuft. Die Anlage bildete
deshalb die Grundlage der Planungen für
die weiteren S4-Labore, deren Anlagentechnik
ebenfalls durch YIT errichtet wurde bzw. wird.
KoNTAKT
Dirk Koch
YIT Germany GmbH, Hannover
Tel.: +49 89 37 42 88 500
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