Duurzaam plannen, bouwen en beheren van binnenruimtes – maar hoe?

Figuur 1: Zo groen kunnen de vooruitzichten in de cleanroom zijn, als je vanaf de planning tot de bedrijfsvoering alles goed doet.

Fig. 2: Een cleanroom staat nooit stil – daarom moet de afzuigwerking goed doordacht zijn om zo veel mogelijk energie te besparen.

Figuur 3: Op het bedieningspaneel naast de personeelsdeur heeft men te allen tijde toegang tot alle relevante gegevens, met name de waarborging van de stromingsrichtingen bij geminimaliseerde overdrukken.

Figuur 4: De keuze voor hoogwaardige en duurzame aggregaten en componenten, evenals de professionele installatie ervan, verlengt de levensduur van de cleanroominstallaties aanzienlijk.

Figuur 5: Decentrale ventilatiesystemen op het plafond van de cleanroom garanderen korte luchtwegen en daarmee optimale energie-efficiëntie.

Figuur 6: Fachgerechte service van de cleanroominstallaties en preventief onderhoud hebben een grote invloed op het energieverbruik en daarmee de duurzaamheid van de installaties – hier gedemonstreerd met een innovatieve AR-bril die de servicemonteur benodigde gegevens in het gezichtsveld projecteert.

Figuur 7: Het gebruik van wegwerpmaterialen en verbruiksartikelen in de cleanroom vereist een bewuste selectie van producten en een gedetailleerd afvalbeheerplan.

Auteur: Dirk Steil, Directeur général BECKER Reinraumtechnik GmbH, www.becker-reinraumtechnik.de

Bijna geen begrip heeft zich de afgelopen jaren zo sterk ontwikkeld als het begrip "Duurzaamheid". Maar wat is duurzaamheid eigenlijk en wat heeft dat met cleanroomtechniek te maken?

Duurzaamheid betekent volgens de Duden, de behoeften van het heden zodanig te bevredigen dat de mogelijkheden van toekomstige generaties niet worden beperkt of anders gezegd, dat toekomstige generaties niet slechter af zijn om hun behoeften te vervullen dan momenteel levende mensen.

In eerste instantie betekent dit zorgvuldig omgaan met beschikbare hulpbronnen en vooral in het kader van klimaatverandering ook de CO2-voetafdruk te verminderen.

De CO2-voetafdruk (carbon footprint) beoordeelt de totale hoeveelheid broeikasgassen (in tonnen CO2) die een mens of een bedrijf in een bepaalde periode veroorzaakt. De CO2-voetafdruk vormt een groot deel van de beoordeling van de levenscyclus (Life-Cycle) van de mens. Vooral door het vermijden van fossiele brandstoffen voor de opwekking van energie, kan de CO2-voetafdruk aanzienlijk worden verminderd.

Waar liggen nu in de cleanroomtechniek kansen voor duurzaamheid en het verminderen van de CO2-voetafdruk?

Laten we beginnen met de eerste fase in het "leven" van een cleanroom, de planning - hier worden de belangrijkste fundamenten voor de toekomst gelegd. We weten allemaal dat het gebruik van een cleanroom een zeer energie-intensief proces is. Als men de energie-efficiëntie in de cleanroom "integreert", krijgt men een energetisch duurzame oplossing over de gehele levensduur.

Het begint met de indeling van de cleanroom zelf en daarmee ook de bepaling van het volume van de ruimte. "Zo groot als nodig, zo klein mogelijk" klinkt aanvankelijk triviaal, maar wordt bij de planning vaak over het hoofd gezien of onderschat: hoe groter de ruimte, hoe groter de ventilatiesysteem en daarmee het energieverbruik. Het volume van de lucht wordt 10 tot meer dan 100 keer per uur ververst.

Naast de ruimten moet ook de technische installatie zo worden ontworpen dat zij de benodigde prestaties levert met zo min mogelijk elektrisch energieverbruik. Bijvoorbeeld, als energiewinning al wettelijk verplicht is, zijn er toch talloze technische "trucs" om het stroomverbruik drastisch te verlagen: decentrale luchtbehandelingssystemen, voorbevochtiging van buitenlucht, vervanging van vaste drukniveaus door gerichte en veilige overstromingen, en innovatieve methoden van luchtbevochtiging zijn slechts enkele voorbeelden.
Hier zijn de ervaringen van de cleanroomaanbieder belangrijk: welk concept is geschikt voor welke toepassing en welke successen zijn er al bewezen in referentieprojecten – niet alles wat theoretisch goed klinkt, werkt ook in de praktijk.

Een andere basis voor duurzame planning is werken met methoden van BIM ("Building Information Modelling"). Hier krijgt elk bouwonderdeel al in de ontwerpfase een groot aantal gegevens mee, die het hele levenscyclusproces van ontwerp, installatie, onderdelenvoorziening tot en met de latere verwijdering bij demontage in beeld brengen en dus meerdere keren nuttig zijn.

Ook de bouwfase van de cleanroom bepaalt de duurzaamheid in belangrijke mate. Zo heeft bijvoorbeeld de keuze van componenten en aggregaten een beslissende invloed op de levensduur en de milieubelasting van een cleanroom. Ventilatieapparaten die, hoewel ze bij de investering goedkoop zijn, gedurende de gebruiksduur steeds meer lekken vertonen, leiden ertoe dat steeds meer waardevol en duur bewerkte lucht verloren gaat voordat deze überhaupt in de cleanroom komt. Hetzelfde geldt voor het luchtkanaalsysteem als het niet vakkundig wordt geïnstalleerd, afgedicht en geïsoleerd.

De vraag welke wand- en plafondsystemen in de cleanroom worden ingebouwd, draagt eveneens bij aan de ecobalans: het maakt uit of je een wand met goedkope PU-schuim gebruikt, dat mogelijk uitgast, licht ontvlambaar is en moeilijk te verwijderen is, of dat je kiest voor een flexibele dubbele wand, waarbij de daartussen liggende lucht optimaal geïsoleerd is. Hetzelfde geldt voor de cleanroombeluchting: als je dunne metalen plafondpanelen in een hal gebruikt, waar in de zomer warmte ophoopt boven het plafond van de cleanroom, gaat die hele warmte als transmissie over in de cleanroom en moet deze daar kostbaar weer worden afgekoeld.

Als de cleanroom efficiënt is gepland en vakkundig is opgebouwd, zijn er ook tijdens het gebruik van de ruimte veel kansen voor duurzaamheid:
Cleanrooms worden vaak na ingebruikname niet continu geoptimaliseerd. Hier ligt een enorm potentieel: een behoeftegerichte aanpassing van de luchtwisselpercentages, bijvoorbeeld bij minder personeelintensief gebruik van de cleanroom, bespaart jaarlijks veel kWh stroom. Hetzelfde geldt bij belangrijke wijzigingen in de procesapparatuur van de exploitant, mits deze de warmtebelasting en de afvoermengen beïnvloeden. Onze aanbeveling is daarom om de cleanroom – bij voorkeur jaarlijks – te laten controleren en af te stemmen op de actuele situatie.

Onderhoud

Regelmatig onderhoud van alle systemen is in het algemeen belangrijk en biedt extra besparingspotentieel voor meer duurzaamheid. Onder andere het tijdig vervangen van filters en het elimineren van meetafwijkingen. De differentiedruk neemt bij filters niet lineair maar exponentieel toe, dat wil zeggen dat er bij toenemende vervuiling van het filter steeds meer druk (en dus energie) nodig is om het filter te passeren. Daarom moet het filter worden vervangen voordat deze exponentiële toename begint.

Soorten en omvang van onderhoud kunnen risicogebaseerd worden bekeken en beoordeeld. Waar mogelijk moet ook voorspellend onderhoud (Predictive Maintenance) worden overwogen. Zo kunnen temperatuur- en bewegingssensoren op actieve elementen vroegtijdig waarschuwen en onnodige uitval en extra energieverbruik voorkomen.

Recycling en verwijdering: zorg ervoor dat gebruikte wegwerpproducten op de juiste wijze worden gerecycled of afgevoerd. Een duidelijk recyclingplan kan helpen om de ecologische voetafdruk te minimaliseren.

Ook de demontage van een cleanroom kan duurzaam worden uitgevoerd. De gegevens uit het BIM-model van de ontwerpfase helpen daarbij. Alle gebruikte materialen, apparaten en onderdelen hebben sinds de ontwerpfase hun databestanden, waarin bijvoorbeeld informatie over de materiaalopbouw en aanbevelingen voor verwijdering kunnen staan.

Dit zijn de inzichten in planning, bouw en gebruik van duurzame cleanrooms. Daarnaast zijn er talloze andere interessante benaderingen om onze CO2-voetafdruk in cleanrooms te verminderen: bijvoorbeeld kleding, reiniging, verpakking.
In juni 2024 zal er een fysieke bijeenkomst van het cleanroomnetwerk www.Cleanroomnet.de plaatsvinden, waaraan wij u nu al van harte uitnodigen.

Conclusie

In de hele industrie is de afgelopen jaren niet alleen de interesse in energiebesparing en het verminderen van de CO2-voetafdruk toegenomen, maar ook de bereidheid tot investeren. Optimalisatiemaatregelen slagen tegenwoordig niet meer door fundamentele bezwaren of rendementsafwegingen. De industrie investeert verstandig in technische cleanroominfrastructuur en mag daarbij ook onconventionele ideeën van ons, specialisten in cleanroomtechniek, verwachten. Niet alleen de investeringskosten zullen in de toekomst bepalend zijn, maar ook de levenscycluskosten en de CO2-voetafdruk van een cleanroom. Geïnteresseerd? Neem dan contact met ons op: info@becker-reinraumtechnik.de