Siemens studie stanoví nové standardy pro bezpečnost, efektivitu a flexibilitu v laboratořích životních věd

V rámci projektu PEARL jsme v našem pilotním laboratoři v Zugu otestovali tři přední ventilační systémy za stejných, kontrolovaných podmínek. Měřili jsme devět faktorů výkonnosti — od rychlosti odstraňování částic přes komfort uživatele až po účinnost ventilace — pomocí tepelných zátěží, chytrých senzorů, testů zpětného získávání aerosolů a laserové vizualizace.

Nastavení projektu PEARL

– První nezávislý srovnávací test laboratořních ventilačních systémů za reálných podmínek přinesl průlomové poznatky
– Výsledky lze přímo aplikovat na plánování, optimalizaci a provoz laboratoří po celém světě
– Siemens dále rozvíjí Smart Lab Ecosystem, aby byly laboratoře budoucnosti bezpečnější, flexibilnější a udržitelnější

Siemens představil výsledky rozsáhlé nezávislé studie zaměřené na ventilaci laboratoří v oblasti Life Sciences. Studie byla provedena mezi listopadem 2024 a únorem 2025 ve spolupráci s H. Lüdi + Co. AG, dodavatelem komponentů a systémových řešení pro moderní laboratoře, a s partnery Siemens Xcelerator. Za nezáviský výzkumný a zkušební institut byla pověřena Hochschule Luzern (HSLU) ve Švýcarsku, která provedla veškeré měřicí aktivity. Projekt s názvem PEARL byl prvním svého druhu na světě, při němž byly porovnány různé ventilační a rozvodové systémy pro laboratoře za kontrolovaných, reálných podmínek.

Během testovací fáze byly tři různé systémy přívodu vzduchu regulovány, měřeny a zatěžovány na hranice jejich možností ve sedmi odlišných konfiguracích za srovnatelných podmínek. Z toho vyplynuly jedinečné datové poznatky pro každý systém, které umožňují srovnání určitých situací s ohledem na různé faktory, jako jsou bezpečnost a kontrola kontaminace, komfort uživatelů, flexibilita systému, přizpůsobivost a účinnost ventilace.

Studie ukazuje, že přesná regulace objemového toku je klíčová pro větší bezpečnost, efektivitu a komfort v laboratořích. Přebytek vzduchu může narušit kontrolované podmínky a vést k vyšším nákladům a emisím CO₂. Zajímavé je, že v některých scénářích bylo potřeba méně než polovina množství vzduchu, což vedlo k o 45 procent lepší účinnosti ventilace a k lepšímu odvodu nebezpečných plynů a tepla. Lepší kontrola objemového toku také vedla k až o 29 procent rychlejšímu zotavení po simulovaném rozlití, čímž se přímo zlepšila bezpečnost a komfort uživatelů. Navíc projekt PEARL doporučuje odklon od návrhu laboratoří určených pro jediný, specifický účel, k vytváření flexibilních prostředí nové generace, která je škálovatelná od nuly do 300 wattů na metr čtvereční. Tyto pokročilé systémy jsou optimálně dimenzované a řízené a dodávají přesně množství vzduchu potřebné k udržení bezpečnosti a komfortu. Současně šetří energii a snižují emise CO₂.

Při provádění fyzických testů Siemens vytvořil digitální model celé konstrukce projektu, včetně simulace samotných testů. „Porovnání našeho digitálního modelu z projektu PEARL s reálnými měřeními ukázalo překvapivou přesnost. Díky těmto ověřeným poznatkům můžeme optimalizovat výkon, bezpečnost a komfort budoucích návrhů laboratoří přímo v digitálním dvojníku,“ řekl Tim Walsh, globální ředitel řešení pro Life Sciences ve společnosti Siemens Smart Infrastructure.

Vzhledem k investicím do výzkumu a vývoje, inovacím v biotechnologii a rostoucímu portfoliu nových léků roste poptávka po laboratořích ve všech klíčových regionech. Pouze ve Spojeném království se odhaduje, že v příštích pěti letech bude potřeba milion čtverečních metrů dalších laboratorních prostorů, aby bylo možné pokrýt předpokládané výzkumné potřeby. Výsledky studie přispívají k uspokojení naléhavé potřeby bezpečnějších, flexibilnějších a energeticky úspornějších laboratoří.

Na základě poznatků z projektu PEARL Siemens dále rozvinul Smart Lab Ecosystem (SLE). SLE je modulární infrastrukturní sada, která umožňuje vytvářet vysoce přizpůsobitelné a škálovatelné laboratoře, přizpůsobené specifickým výzkumným potřebám – od základního výzkumu po laboratoře s vysokou úrovní bezpečnosti. Umožňuje až o 80 procent rychlejší plánování a konfiguraci všech typů laboratoří až po úroveň biosafety level 2.

„Projekt PEARL je průlomový pro laboratořský průmysl,“ dodal Walsh. „Poprvé máme k dispozici reálná data, která nejen potvrzují naše digitální modely, ale také nám umožňují je zpřesnit a vyvíjet laboratoře, které jsou skutečně optimalizované z hlediska bezpečnosti, komfortu a efektivity. Smart Lab Ecosystem staví na těchto základech a nabízí našim zákazníkům kompletní, na klíč připravené řešení, jež je inovativní i budoucí odolné. Nejenže stavíme laboratoře, ale vytváříme inteligentní prostředí, která urychlí vědecké objevy a posunou pokrok na léta dopředu.“