Null Emissionen, maximale Herausforderung: Akustikplanung in Hochsicherheitslaboren
Die akustische Gestaltung stark kontaminierter Laborumgebungen stellt eine komplexe Aufgabe dar. In diesen Einrichtungen müssen gefährliche Substanzen zuverlässig abgeschirmt werden, was besondere architektonische Anforderungen mit sich bringt. Geschlossene Räume, magnetisch verriegelbare Stahl- und Glastüren sowie harte, leicht zu reinigende Oberflächen sind zwar aus hygienischer Sicht unverzichtbar, erschweren jedoch die Erreichung akzeptabler Nachhallzeiten erheblich.
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In Reinräumen, die beispielsweise für die Herstellung empfindlicher elektronischer Komponenten genutzt werden, steht der Schutz vor Verunreinigungen im Vordergrund. Dies wird in der Regel durch den Einsatz von HEPA-Filtern (High-Efficiency Particulate Air) gewährleistet, die luftgetragene Partikel effektiv zurückhalten. Umgekehrt werden in kontaminierten Labors dieselben Filter eingesetzt, um zu verhindern, dass schädliche Substanzen entweichen. In Hochsicherheitslaboren kommen dieselben Filter zum Einsatz, jedoch mit dem Ziel, das Austreten gefährlicher Stoffe zu verhindern.
Ein weiterer Unterschied liegt im Druckverhältnis: Während Reinräume mit Überdruck arbeiten, um das Eindringen von Partikeln zu vermeiden, herrscht in kontaminierten Laboren Unterdruck, um die Ausbreitung schädlicher Substanzen zu unterbinden. Diese technischen und sicherheitsrelevanten Anforderungen machen die akustische Optimierung besonders anspruchsvoll und zugleich umso wichtiger für eine sichere und effiziente Arbeitsumgebung.
Vermeidung des „Krachmacher“-Effekts
Um den Luftdruck und die Filterung aufrechtzuerhalten, werden Labore mit dichten, versiegelten Hüllen gebaut: harte Wände, verglaste Bereiche und Glastüren mit Stahlrahmen. Diese Materialien sind zwar für die Abschirmung wirksam, reflektieren aber den Schall, so dass es zu lauten Arbeitsbedingungen kommt.
In den EU-Mitgliedstaaten gelten strenge Vorschriften nicht nur für den Umgang mit gefährlichen Stoffen, sondern auch für die Gestaltung von Anlagen zur Einhaltung von Umwelt- und Sicherheitsstandards. In Anbetracht dieser Auflagen muss die Akustik bereits in einem frühen Stadium des Planungsprozesses berücksichtigt werden. Ohne eine angemessene Akustiklösung können diese abgedichteten Räume unangenehm laut werden.
Während Reinräume darauf ausgelegt sind, Partikel fernzuhalten, dienen Hochsicherheitslabore dazu, gefährliche Stoffe einzuschliessen.
Intelligente Akustiklösung
Aufgrund der Beschränkungen für mechanische Befestigungen werden Schallabsorber oft direkt an die Decke geklebt, wobei Beleuchtung, Kabel und Lüftung umgangen werden müssen. Akustikdecken werden mit Hochleistungs-Wandabsorbern kombiniert, um Flatterechos zu reduzieren.
Die architektonischen Pläne dienen als Richtschnur für die Platzierung und die Anzahl der benötigten Absorber, um optimale Nachhallzeiten zu erreichen. Während der Montage müssen die Ränder der Paneele mit Materialien abgedichtet werden, die gegen Wasser, Dampf und Chemikalien resistent sind.
Warum die Sabinesche Formel hier nicht funktioniert
Bei der Planung von Akustikmassnahmen ist es wichtig zu wissen, dass die tatsächlichen Nachhallzeiten in diesen Umgebungen oft erheblich von denen abweichen, die von der Sabineschen Formel vorhergesagt werden. Dies wurde in Tests in einem kleinen Labor (58 m³) mit Wänden, Boden und Decke aus Beton und ohne Absorber nachgewiesen. Der nur 3,2 m breite Raum wies fast doppelt so lange Nachhallzeiten auf wie berechnet.
Diese Diskrepanz entsteht, weil Sabines Formel von einem idealen, gleichmässig diffusen Schallfeld ausgeht – eine Annahme, die in symmetrisch aufgebauten Hochsicherheitslaboren selten zutrifft. In solchen Räumen können sich leicht Raummoden bilden, also stehende Wellen, die den Nachhall deutlich verlängern. Zudem treten aufgrund der vielen parallelen Oberflächen häufig Flatterechos auf, was die akustische Situation zusätzlich erschwert.
Anhand dieser Ergebnisse wurden die Nachhallzeiten in drei unterschiedlich grossen Labors ermittelt. Im grössten Raum (315 m³) erreichte die Nachhallzeit bis zu sieben Sekunden.
Die Lehre daraus: In solchen Fällen sollte man sich nicht auf Nachhallzeiten verlassen, die mit der Sabine-Formel berechnet wurden.
Die richtige Lösung für sensible Bereiche
Um sichere und funktionale Arbeitsbereiche zu gewährleisten, sind Akustikdecken und Wandabsorber unerlässlich. In Hochsicherheitslaboren ist eine klare Kommunikation entscheidend.
Ecophon Hygiene Labotec™ Ds C1* wurde speziell für diese anspruchsvollen Umgebungen entwickelt. Es bietet ein flächendeckendes Deckensystem mit geringer Partikelemission und Beständigkeit gegen Nassreinigung und Desinfektion. Da es nur vertikale Fugen aufweist, werden Schmutzfallen minimiert. Dies ist ideal für Labore, in denen Hygiene und Sicherheit an erster Stelle stehen.
Dieser Text basiert auf dem Artikel „The lip side of the clean room coin: acoustic design of high-containment laboratories“, von Alex Krasnic, Senior Acoustician.
*Das Produkt wurde überarbeitet und ist jetzt unter einem anderen Namen erhältlich: Ecophon Hygiene Performance™ Wall.