Hermann-Rietschel-Institut, Technická univerzita v Berlíne

Obrázek 1: Výzkumná čistá místnost s turbulentním zředěním proudu (TVS)

Obrázek 2: Výzkumný čistý prostor s turbulence-free odvodní proudění (TAV)

Obrázek 3: Vizualizace narušení překážky v turbulentně klidném odvodním proudění

Obrázek 4: Vizualizace oblasti zpětného toku pod překážkou v turbulentně klidném odvodňovacím proudu

Obrázek 5: Vizualizace změny osoby v turbulentní klidné odvodní proudění

Obrázek 6: Výzkumná operace na HRI s osobními simulátory

Obrázek 7: Účastník školení v čisté místnosti

Hermann-Rietschel-Institut (HRI), odborné oddělení Budov a energetických systémů na Technické univerzitě v Berlíně, vzniklo z „Zkušebny pro topné a ventilační zařízení“, kterou založil Hermann Rietschel v roce 1885. Je to nejstarší univerzitní institut svého druhu na světě.

Výzkumné práce a výsledky zkoumání HRI ovlivňují vývoj vytápění a techniky pro řízení vzduchu v místnostech v Německu a přispívají například k tvorbě norem a směrnic. Od června 2011 vede katedru prof. Dr.-Ing. Martin Kriegel, který se zaměřil na minimalizaci napětí mezi požadavky na komfort, hygienickým vnitřním klimatem a energeticky efektivní technikou zařízení. V této souvislosti se také soustředí na výzkum v čistých prostorách (čisté místnosti a místnosti zdravotnických zařízení).

Celková plocha 1800 m² zahrnuje posluchárnu, seminární místnosti, dílny, kanceláře, vlastní výpočetní cluster s 400 výpočetními jádry pro numerické simulace a několik zkušebních hal vysokých 6 až 8 m. Pro řešení různých otázek jsou na HRI k dispozici odpovídající zkušební zařízení, měřicí technika a software.

Kromě obecných prostorových větracích laboratoří jsou k dispozici také dvě výzkumné čisté místnosti a jedna výzkumná operační místnost.

Výzkumná čistá místnost na HRI

Pro experimentální výzkum má HRI k dispozici vysoce modulární výzkumné laboratoře. Na ploše 75 m² jsou umístěny dvě čisté místnosti s příslušnými komorami (obrázky 1 a 2). Konfigurace pokrývá přibližně 90 % případů instalovaných čistých místností v praxi – takže tato výzkumná čistá místnost je v Německu unikátní.

Větrací technikou jsou použity dva ochranné koncepty: jedna čistá místnost je vybavena turbulentní zředěnou proudovou ventilací (TVS, obrázek 1) pomocí průchodů Drall a cirkulačními filtračními jednotkami s HEPA filtry H14. Druhá čistá místnost (obrázek 2) je větrána pomocí turbulence s nízkým mírou přenosu (TAV) prostřednictvím plnohodnotných filtračních jednotek s U15 filtry a dvojitým podlahovým systémem. Připojený systém větrání a klimatizace umožňuje objemové průtoky až 13 000 m³/h. Spolu s recirkulací vzduchu z FFU je možné dosáhnout až 600násobného výměny vzduchu v TAV čisté místnosti. Pro ochranu před křížovou kontaminací je realizována tlaková kaskáda od čistších k nečistším místnostem s rozdílem 15 Pa ± 5 Pa. Teploty lze regulovat v rozmezí 16 až 24 °C s tolerancí ± 0,1 K, relativní vlhkost vzduchu od 40 do 60 % s tolerancí ± 10 %.

Výjimečnou předností HRI je vizualizace proudění vzduchu, při níž jsou použity různé metody (obrázky 3, 4 a 5).

Výzkumná operační místnost na HRI

Od roku 2018 provozuje HRI vlastní výzkumnou operační místnost (obrázek 6). V této plně větrací technikou vybavené místnosti je možné realizovat téměř jakékoli koncepty proudění vzduchu: vedle běžného turbulence s nízkým přenosem (dislokace) je možná také turbulence s mícháním vzduchu s osmi individuálně řízenými přívody vzduchu a dokonce i zdrojové větrání. Pomocí volně dostupných otvorů pro vzduch je možné realizovat i lokální přívody a odtahy vzduchu. V tomto laboratoři se výzkumně hledají účinnější a efektivnější způsoby větrání operačních sálů, aby byla zajištěna co nejvyšší bezpečnost pacientů i personálu.

Vzdělávací nabídka

Každoročně se na institutu koná kurz „Systémy a koncepty čistých prostor“ (obrázek 7). Přestože jsou teoretické základy týkající se čistých prostor dobře známy z literatury, skutečné procesy v čistých místnostech se od nich často výrazně liší. Tato rozdílnost mezi teorií a praxí je při vzdělávání zdůrazněna především pomocí experimentálních cvičení, při nichž lze na vlastní kůži zažít rozdíly mezi ideálními a reálnými prouděními v čistých místnostech. Kromě toho jsou řešeny problémy v třech tématických blocích: proudění vzduchu, aerosolová fyzika/filtry a budovová automatizace/držení tlaku. Navrhují se a předávají řešení. Další třídenní školení se uskuteční v září 2019 v výzkumném laboratoři Hermann-Rietschelova institutu.