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Funktionierende Reinräume: Häufige Fallstricke bei Planung und Bau von Reinräumen vermeiden
Von praktischen Anfängen zu branchenführenden Reinraumlösungen
Als ich 1971 meine Karriere im Baugewerbe begann, hatte ich keine Erfahrung im Reinraumbau. Mit 21 Jahren musste ich in einem Mikroelektronik-Reinraumprojekt herausfinden, wie es funktioniert. Ich studierte jede Zeichnung und jedes Detail, um zu lernen, wie der Luftstrom mit Geräten und Materialien interagiert und wie sich die Platzierung der Rückluft auf die Raumbedingungen auswirkt. Ich lernte, dass nicht alle Reinraumkonzepte gleich sind. Diese Erfahrung war der Beginn einer lebenslangen Beschäftigung mit der Entwicklung und dem Bau von Reinräumen, die mehr leisten als nur auf dem Papier gut auszusehen. Ich habe gelernt, wie man sie erfolgreich umsetzt.
Im Laufe der Jahre hat Hodess Cleanrooms die gewonnenen Erkenntnisse fortlaufend angewendet, um innovative Luftführungskonzepte und Lasttrennungsdesigns zu entwickeln, die die Effizienz verbessert und die Kosten gesenkt haben. Wir haben außerdem durch strategische Akquisitionen wie Protocol Management Services und Cleanrooms West expandiert und dadurch unsere Fähigkeiten in den Bereichen Zertifizierung, Prüfung und proprietäre Reinraumkomponenten erweitert.
Hodess bedient heute drei Hauptmärkte: Life Sciences (Pharma, Biotechnologie, Zelltherapie, Radiologie), Mikroelektronik (Halbleiter, MEMS, Verteidigung) und grüne Energie (EV Batterien, Solarpanels). Wir planen, bauen und zertifizieren Reinräume, Trockenräume und Umwelträume. Statt einfach nur nach Spezifikationen zu bauen, optimieren wir Layouts, beraten zu Betriebsprotokollen und greifen auf einen umfangreichen Erfahrungsschatz aus tausenden Projekten zurück.
Warum Reinräume versagen
Viel zu oft werden Reinräume wie gewöhnliche Büroräume gestaltet. Ein Bauunternehmer stellt Wände und Decken auf, ein TGA-Ingenieur spezifiziert „ISO 5“ und baut mit 450 Luftwechseln pro Stunde, ohne zu simulieren, wie sich die Luft tatsächlich verhalten wird. Das führt in der Regel zu einem Reinraum, der nicht zertifizierbar ist. Räume müssen anhand ihrer tatsächlichen Verwendung, ihrer Abmessungen (Länge, Breite und Höhe) sowie ihrer Funktion betrachtet werden, bevor Sie festlegen, welche ISO-Klasse und Luftwechselrate Sie verwenden.
Bei Hodess werden wir häufig gerufen, um brandneue Reinräume nachzubessern, die nicht wie vorgesehen funktionieren können. Ausrüstung im Wert von Millionen Dollar kann in Räumen landen, die nicht zertifiziert werden können. Wenn ein Reinraum ausfällt, sind die wahren Kosten nicht nur der Preis für die Reparatur – sondern auch Produktivitätsverluste, Materialverschwendung und eine verzögerte Markteinführung eines Produkts.
Wir haben Projekte erlebt, bei denen kritische Komponenten – wie Abluftsysteme für Öfen – übersehen wurden, was den gesamten Betrieb gefährdete. Unsere hauseigene Expertise und die Verwendung von Computational Fluid Dynamics (CFD)-Modellierung ermöglichen es uns, Luftstrom, Partikelgehalt, Druck, Temperatur und Feuchte bereits vor Baubeginn zu optimieren. Mit einem umfassenden Verständnis des Raums und seiner Verwendung können unsere Reinräume die Probleme verhindern, die schlecht gestaltete Räume plagen: Hot Spots, tote Zonen und Druckverlust.
Erkenntnisse aus über 2.000 Reinräumen
Im Laufe von vier Jahrzehnten und Tausenden von Projekten haben wir mehrere unverhandelbare Grundsätze entwickelt:
- Design steht an erster Stelle. Wir verwenden CFD, um Luftströmung, Partikelmigration, Druckkaskaden und Energiebilanz zu modellieren. Dies, kombiniert mit dem Wissen über die Verwendung von Reinräumen, ermöglicht es uns, die Luftwechselraten im Vergleich zu Schema-F-Konstruktionen um 60–90 % zu reduzieren – das spart Energie und erfüllt gleichzeitig die Spezifikationen.
- Die Bauqualität ist kritisch. Ein Reinraum ist nur so gut wie seine schwächste Fuge. Wir wählen Wand- und Deckensysteme je nach Anwendung aus – von geschweißten Paneelen in radiologischen Einrichtungen bis hin zu modularen Systemen für die Bioprozessanlagen. Materialien sind wichtig, wenn eine ISO 14644-1-Zertifizierung und Produktleistung erforderlich sind.
- Behalten Sie die „großen Vier“ im Griff: Temperatur, Feuchte, Druck und Partikel werden in jeder erfolgreichen Anlage geregelt. Wird auch nur einer dieser Faktoren außer Acht gelassen, arbeitet der Raum nicht wie vorgesehen. Oft liegt der Fokus auf Partikeln, aber Temperatur, Feuchte und Druck wirken zusammen und müssen im Gleichgewicht gehalten werden.
- Überwachung: Entscheidend für den Erfolg von Reinräumen.
Ein gut konzipierter Reinraum sollte jahrzehntelang zuverlässig funktionieren – und hier kommt die Überwachung ins Spiel. Wir integrieren die Überwachung frühzeitig in der Entwurfsphase, indem wir Sensoren und Logik zusammen mit den Luftstromdiagrammen spezifizieren. Für pharmazeutische und Life-Science-Einrichtungen bieten validierte Systeme wie Vaisalas viewLinc CMS die für die GMP-Compliance erforderlichen Audit Trails, Alarme und die Datenintegrität.
In trockenen Räumen und High-Tech-Umgebungen sind präzise Sensoren unerlässlich; ohne sie kann selbst der am besten gestaltete Raum unbemerkt aus der Toleranz driften. Unsere Serviceabteilung unterstützt Kunden lange nach dem Bau und hilft ihnen bei der Wartung und Fehlerbehebung ihrer Reinräume. Kalibrierung und Wartung werden oft übersehen; wir sind auf Räume gestoßen, in denen jahrzehntealte, nicht kalibrierte Sensoren falsche Messwerte lieferten.
Ganzheitliche Bereitstellung
Unsere Projekte reichen von ISO-8-Puffervorbereitungsbereichen bis hin zu Trockenräumen in Gigafabriken. Ganz gleich, ob es sich um eine schnell realisierte Bioprozessanlage handelt, die in acht Monaten fertiggestellt wird, oder um eine Batteriefabrik mit über 500.000 Quadratfuß Fläche – das Prinzip bleibt dasselbe: entwerfen, bauen, reinigen, zertifizieren, überwachen und während des gesamten Lebenszyklus der Reinräume unterstützen.
Reinräume sind komplexe, präzise abgestimmte Umgebungen, die über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg kontinuierliche Unterstützung erfordern. Aus diesem Grund haben wir in unserer gesamten Firmengeschichte noch nie einen Reinraum geliefert, der nicht wie entworfen funktionierte. Unsere Philosophie ist es, „Multi-Millionen-Dollar-Uhren“ zu bauen und unsere Kunden dabei zu unterstützen, sie aufzuziehen.
Blake Hodess ist CEO von Hodess Cleanrooms, wo er das Unternehmen bei der Bereitstellung fortschrittlicher Reinraumlösungen für High-Tech- und Life-Science-Branchen führt. Mit fundiertem Hintergrund in Baumanagement und der Gestaltung kontrollierter Umgebungen treibt er Innovation, Qualität und Zuverlässigkeit bei jedem Projekt voran. Unter seiner Führung setzt Hodess Cleanrooms weiterhin Branchenstandards, indem technisches Fachwissen mit einer Verpflichtung zu Präzision und Kundenerfolg kombiniert wird.
On-Demand-Webinar
Intelligentes und nachhaltiges Reinraumdesign: Grundlagen für den zukünftigen Erfolg
Dieses Webinar beleuchtet intelligentes und nachhaltiges Reinraumdesign mit Schwerpunkt auf Effizienz, Zuverlässigkeit und langfristigem Erfolg. Die Teilnehmer erfahren mehr über ISO- und GMP-Standards, die Optimierung des Luftstroms, Energieeffizienz und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und erhalten Einblicke von Branchenführern in HLK-Messungen und reale Projektbeispiele. Ideal für Fachleute und Technikpersonal für Reinräume.
