Design čistých prostor: Správné plánování stropů a jejich instalací a technická realizace

Obrázek 1: Sklopné kazetové stropy nejsou přístupné, zavěšené kovové stropy. Světla a vzduchové výstupy lze zde téměř plošně začlenit do systému. (Copyright: Jens Distelberg)

Obrázek 2: Granulátor GPCG byl zde integrován do rozdělené nosné mřížové stropy v čistém prostoru. (Copyright: Glatt)

Obr. 3: Kompletně svařené čistící pracoviště z nerezové oceli vyvinuté firmou Glatt je zcela bez silikonových spár a lze jej bez problémů připojit ke všem běžným systémům čistých místností. (Copyright: Jens Distelberg)

Obrázek 4: Světla, větrací výstupy, sprinklerové hlavy a senzory by měly být pokud možno vždy zabudovány plošně do stropních systémů. (Copyright: Jens Distelberg)

Jasné požadavky v současných GMP předpisech a dalších platných normách definují, jak má čistý prostor vypadat. V praktické realizaci se setkávají s potřebami zadavatele a musí být při výběru systému dodržovány a při realizaci na místě zohledněny. Postup při realizaci stropních systémů pro čisté místnosti vysvětluje Ronny Töpfer, projektový inženýr ve společnosti Glatt Ingenieurtechnik, Weimar.

To, co platí při koncepci dveří, skel a stěn v čisté místnosti, samozřejmě hraje velkou roli i u stropního systému: všechny plánovací otázky musí být před realizací rekonstrukce nebo novostavby pečlivě zpracovány a v úzké spolupráci se zákazníkem vyjasněny. Jako součást konceptu by měly být již v rané fázi koordinovány otázky týkající se instalací v prostoru mezi stropy, například použití osvětlení, stropních instalací a vzduchových výstupů. Klíčové je, aby všechny zúčastněné obory byly úzce zapojeny do plánovacího procesu. Glatt Ingenieurtechnik například spoléhá na vlastní interní odborníky v oblastech HVAC, EMSR, procesů, černých a čistých médií. Tím je možné všechny obory přímo koordinovat bez zbytečných ztrát. Pokud jsou zapojeni externí dodavatelé, je vhodné je co nejvíce začlenit do projektové struktury.

Systémové typy stropních systémů a jejich použití

U systémů stropních systémů pro čisté místnosti se v zásadě rozlišují nosné mřížkové stropy, svorkové kazetové stropy a panelové stropy. Obvykle se používají od třídy čistoty ISO 8. Pro méně náročné oblasti je možné využít suchou výstavbu a vhodné nátěry pro čisté místnosti. Stejně jako u stěnových systémů je zde důležité zajistit těsnost minimalizací spár. Konstrukce panelových stropů je podobná konstrukci stěnových panelů. Podle dodavatele existují volně zavěšené, přístupné stropy s rozpětím až šesti metrů, což minimalizuje počet spárů. Díky integrovaným profilům lze takové velkoformátové prvky snadno upevnit na hrubý strop nebo na konstrukce z ocelových nosníků. Světla a výstupy lze pohodlně instalovat před finálním zabudováním. Dodatečné úpravy instalací jsou zde oproti jiným systémům omezené a vyžadují větší úsilí. Otázka, zda mají být stropy přístupné nebo nepřístupné, je důležitá. U panelových a nosných mřížkových stropů je přístup na přání možný. Tím lze ušetřit na dodatečných lávkách nebo jiných konstrukcích. Nosnost je však u všech systémů omezená. Slouží spíše k údržbě a ne k upevnění potrubních držáků nebo jiných zatížení v prostoru mezi stropy.

Systémové možnosti designu

Nosné mřížkové stropy sestávají z flexibilního systému s mřížkami od konkrétního výrobce, s profilovými příčkami. Šířka příček se liší podle výrobce, přičemž instalace například tlakových senzorů je dobře možná od šířky 80 mm. Stropní pole jsou dostupná v běžných rozměrech, například 625 mm x 625 mm, takže lze do nich instalovat čisté místnostní osvětlení a vzduchové výstupy bez dalších spár. Trh však nabízí i řadu dalších rozměrů nebo speciálních velikostí. Svorkové kazetové stropy jsou nevstupné, zavěšené kovové stropy. Stejně jako u ostatních systémů lze i zde téměř bezproblémově integrovat osvětlení a vzduchové výstupy do plochy.

Již zmíněná těsnost stropu hraje klíčovou roli. Podobně jako u stěn čisté místnosti lze spáry v odrazu stropu utěsnit vhodným silikonem pro čisté místnosti. U svorkových kazetových stropů se silikonování nepoužívá, protože by se měly instalovat pouze v nižších třídách čistoty. Kromě silikonování lze použít i suché těsnění. Je třeba předem s objednatelem dohodnout, v jakých intervalech je třeba například čistý strop otevírat. Silikonová těsnění je nutné pokaždé obnovit, zatímco suché těsnění je umístěno nad spárami a při otevírání stropu jej není třeba měnit. Nevýhodou suchého těsnění je vyšší míra úniku a konstrukčně podmíněný malý spára.

Úzká koordinace ve fázi koncepce

Již při koncepci čisté místnosti by měla být úzká spolupráce se zákazníkem a architektem. Na rozdíl od novostavby je však při rekonstrukci nutné brát v úvahu architektonické podmínky. Požadavky na prostor a výšky místností jsou obvykle určovány zákazníkem a jeho projektovými požadavky. Zde má plánovač čisté místnosti omezené možnosti zásahu, protože prostorové podmínky a velikosti zařízení jsou dány procesem. Faktory ovlivňující architekturu mohou být například rozměry nádob nebo instalace nosných sloupů. Částečně lze využít takzvané stropní kopule ke efektivnímu zmenšení objemu čisté místnosti. Čím větší je objem, tím vyšší jsou požadavky na řízení vzduchu s odpovídajícími náklady na provoz. Velmi důležitou součástí předběžného plánování novostavby je výška hrubých podlaží. Často se stává, že až během výstavby čisté místnosti a montáže nad ní instalací, například potrubí, ventilačních kanálů nebo sprinklerů, se zjistí, že prostor je velmi těsný a všechny instalace lze umístit pouze s velkým inženýrským úsilím. Právě zde je nutné již předem přesně odhadnout hustotu instalací a jejich rozměry, například rozměry ventilačních kanálů nebo osvětlení. Pohodlné možnosti údržby na všech důležitých místech jsou nezbytné a měly by být zohledněny a prostorově naplánovány, zvláště pokud jde o bezpečnostní komponenty, jako jsou sprinklerové potrubí. Jejich integrace je velmi důležitá. V závislosti na projektu jsou často nezbytné a dokonce vyžadované pojišťovnou. Speciální protipožární zařízení nelze libovolně umisťovat, podléhají přísným předpisům. Pokud je třeba systémem plenum i čistá místnost sprinklerovat, zvyšuje se prostorová a instalační náročnost ve všech oblastech.

Správná integrace: instalace v čistém stropu

Čisté stropy mohou obsahovat různé instalace a všechny musí být odborně začleněny, aby splnily požadavky příslušné třídy čistoty. Nejčastější jsou:

– osvětlení,
– vstupy a výstupy vzduchu,
– filtrační jednotky s ventilátory,
– senzory jako teplotní čidla, tlakové nebo vlhkostní senzory,
– nouzové východy,
– kouřové hlásiče,
– sprinklerové hlavy,
– Wi-Fi antény a mnoho dalších.

Požadavky na čisté místnosti s hladkým a plošně spojitým povrchem jsou samozřejmě důležité i u těchto instalací. U osvětlení a vzduchových výstupů je to méně problém, protože běžní výrobci systémů pro čisté místnosti již nabízejí tyto prvky jako plošně spojité pro svůj stropní systém. Je také možné upravit stropní systémy tak, aby bylo možné dodatečně instalovat osvětlení a výstupy od jiných výrobců podle požadavků na čistotu. Senzory by měly být co nejvíce integrovány do mřížkových profilů, aby byla zachována volnost při návrhu stropních prvků. To je možné u mnoha dodavatelů. Alternativně lze instalace začlenit přímo do stropních polí, což samozřejmě omezuje volnost v odrazu stropu. Ne všechny senzory lze plošně spojit, ale trh nabízí široký výběr senzorů vhodných pro čisté místnosti a dalších komponent. Zejména u sprinklerových hlav je k dispozici řada speciálních řešení vhodných pro čisté místnosti, například automaticky vysouvající trysky při požáru.

Čisté stropy jsou buď přístupné zespodu, nebo shora k revizi. U varianty s přístupem zdola lze snadno vyměnit vadné moduly osvětlení, aniž by se zrušila čistota místnosti – což je velká výhoda. Tato varianta je vhodná i v případě, že je přístup shora kvůli nedostatku prostoru v plenum obtížný nebo nemožný. Při plánování osvětlení platí základní pravidlo pro každý projekt čisté místnosti: zákazník by měl být od začátku zapojen do procesu, aby společně našli nejlepší řešení pro stavbu a všechny obory se měly úzce koordinovat. Ideálně by všechny plánovací práce měly pocházet z jedné ruky, aby byla zajištěna koordinace.