Zero emissions, maximum challenge: acoustics in high-containment labs
Het ontwerpen van akoestiek voor high containment laboratoriumomgevingen vormt een unieke uitdaging. Het zijn faciliteiten waar gevaarlijke stoffen strikt moeten worden afgeschermd en de architectonische eisen – zoals hermetisch afgesloten ruimtes, magnetisch afsluitbare stalen en glazen deuren en harde, gemakkelijk te reinigen oppervlakken – verre van ideaal zijn om acceptabele nagalmtijden te bereiken.
Link gekopieerd
In cleanrooms die gebruikt worden voor de productie van gevoelige elektronische apparatuur, is het essentieel om te voorkomen dat er contaminatie binnendringt. Dit wordt meestal bereikt met HEPA-filters (High-Efficiency Particulate Air) om zwevende deeltjes buiten te houden. Omgekeerd worden in high containment laboratoria dezelfde filters gebruikt om te voorkomen dat schadelijke stoffen ontsnappen. Deze omgevingen vereisen ook negatieve luchtdruk om deeltjes tegen te houden – net zoals cleanrooms positieve druk gebruiken om vervuilende deeltjes buiten te houden.
Het vermijden van het ‘noisy box’-effect
Om de luchtdruk en filtratie te handhaven, worden laboratoria gebouwd met dichte, afgesloten ruimtes – harde wanden, glazen secties en stalen deuren. Hoewel deze materialen effectief zijn voor insluiting, reflecteren ze geluid, waardoor er lawaaiige omgevingen ontstaan.
EU-lidstaten hanteren strenge regels, niet alleen voor de omgang met gevaarlijke stoffen, maar ook voor het ontwerp van faciliteiten om te voldoen aan milieu- en veiligheidsnormen. Gezien deze beperkingen moet akoestiek al vroeg in het ontwerpproces worden overwogen. Zonder de juiste behandeling kunnen deze afgesloten ruimtes onaangenaam lawaaierig worden.
Terwijl cleanrooms zijn ontworpen om deeltjes buiten te houden, zijn high-containment labs juist gebouwd om schadelijke stoffen binnen te houden.
Slimme akoestische integratie
Vanwege beperkingen op mechanische bevestigingen worden geluidsabsorbers vaak direct aan plafonds bevestigd, om verlichting, kabels en ventilatie te omzeilen. Akoestische plafonds worden gecombineerd met hoogwaardige wandabsorbers om flutterecho's te verminderen.
Architectonische plannen bepalen de plaatsing en het aantal absorbers dat nodig is om optimale nagalmtijden te bereiken. Tijdens de installatie moeten de randen van de panelen worden afgedicht met materialen die bestand zijn tegen water, stoom en chemicaliën.
Waarom de formule van Sabine hier niet werkt
Bij het plannen van akoestische aanpak is het belangrijk om te weten dat de werkelijke nagalmtijden in deze omgevingen vaak aanzienlijk afwijken van de door Sabine's formule voorspelde tijden. Dit werd aangetoond in tests uitgevoerd in een klein laboratorium (58 m³) met betonnen muren, vloer en plafond, en zonder absorptiepanelen. De ruimte, slechts 3,2 meter breed, vertoonde nagalmtijden die bijna twee keer zo lang waren als berekend.
Deze discrepantie ontstaat doordat Sabine's formule uitgaat van een perfect diffuus geluidsveld, wat zelden het geval is in symmetrische laboratoria met hoge inperking. Ruimtemodi – staande golven die de nagalm verlengen – kunnen zich gemakkelijk ontwikkelen, en flutterecho's komen vaak voor vanwege parallelle oppervlakken.
Deze bevindingen werden gebruikt om de nagalmtijden in drie laboratoria van verschillende groottes te extrapoleren. In het grootste laboratorium (315 m³) bereikte de nagalmtijd een bereik van zeven seconden.
De moraal van het verhaal: in dit soort gevallen mag je niet vertrouwen op de nagalmtijden die je berekent met de formule van Sabine.
De juiste oplossing voor moeilijke ruimtes
Om veilige en functionele werkplekken te garanderen, zijn akoestische plafonds en wandabsorbers essentieel. In high containment laboratoria is duidelijke communicatie cruciaal.
Ecophon Hygiene Labotec™ Ds C1* is speciaal ontworpen voor deze veeleisende omgevingen. Het biedt een volledig bedekkend plafondsysteem met een lage deeltjesemissie en is bestand tegen natte reiniging en desinfectie. Met alleen verticale voegen minimaliseert het de kans op vuilophopingen, waardoor het ideaal is voor laboratoria waar hygiëne en veiligheid voorop staan.
Deze tekst is gebaseerd op het artikel “The flip side of the clean room coin: acoustic design of high-containment laboratories”, door Alex Krasnic, Senior Acoustician.
*Het product is vernieuwd en is nu verkrijgbaar onder een andere naam: Ecophon Hygiene Protec™ Ds.