Aufgrund der hochspezialisierten Laboranalysen und hohen Qualität bei der Durchführung spielt das 1945 gegründete Labor Dr. Kramer & Kollegen eine wichtige Rolle in der labormedizinischen Versorgung sowohl in Krankenhäusern als auch im ambulanten Bereich für Patientinnen und Patienten von Arztpraxen.
Labor-Arbeitsabläufe weiter optimieren
Das Labor ist heute das Zentrum eines überregional tätigen Verbundes, der Laborärztlichen Arbeitsgemeinschaft für Diagnostikund Rationalisierung“ (https://www.ladr.de/). Dieser Verbund von mehreren medizinischen Versorgungszentren wird durch die ärztlichen Inhaber Dr. med. Detlef Kramerund Priv.-Doz. Dr. med. Jan Kramer ge-führt. Im Jahr 2009 entschloss man sich, ein modernes Laborgebäude am Standort Geesthacht zu errichten, um auch in Zukunft den höchsten analytischen Anforderungen gerecht zu werden und die Arbeitsabläufe des Zentrallabors weiter zu optimieren. Es musste ein Gebäude entwickelt werden, das sich an die umgebende Hausstruktur aus Einfamilienhäusern anpasst.
Der Generalunternehmer, die Harms und Köster Bau GmbH mit dem angegliederten Planungsbüro Klaus-Werner-Harms, wurde mit der Planung und Ausführung der Gebäudehülle und des Innenausbaus ohne technische Gewerke beauftragt. Die Konzeptionierung und Planung wurde in Zusammenarbeit mit den Fachbereichen des Labors Dr. Kramer & Kollegen, einer Auswahl örtlicher Fachunternehmen und dem Büro AGP Projektmanagement durchgeführt.
Hohe Anforderungen an den Neubau
Das neue Gebäude hat eine Nutzfläche von insgesamt ca. 4 600 m2, aufgeteilt auf vier Etagen. Im Souterrain befinden sich die Toxikologie und Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie. Im Erdgeschoss ist das Automatenlabor, im Obergeschoss die Mikrobiologie und Hygiene, und im Staffelgeschoss sind Büro-, Seminar- und Besprechungs- sowie Aufenthaltsräume untergebracht. Der Neubau ist über zwei Tunnel im Souterrain und einen Glasübergang im Obergeschoss mit dem Bestandsgebäude verbunden, in dem sich weitere Labor- und Büroflächen befinden. Mit direktem Anschluss an das Gebäude ist eine Tiefgarage Teil des Gebäudekomplexes.
Zu den Anforderungen, die Dr. Jan Kramer an das Gebäude hatte, zählte eine größtmögliche Flexibilität, um das Gebäude später gegebenenfalls auch anders nutzen zu können. Die flexible Grundstruktur des Gebäudes ermöglicht es uns heute, dass wir unsere Arbeitsprozesse ständig den hohen Anforderungen einer modernen Laboranalytik anpassen können und somit zur Qualität unserer Leistungen beitragen“, erläutert Dr. Kramer. Auch sollte eine Transparenz geschaffen werden, damit zum einen ein Einblick von außen in den häufig als geheimnisvoll“ empfundenen Laboralltag ermöglicht wird. Zum anderen sollte den Mitarbeitern im Gebäude eine möglichst große Offenheit geboten werden.
Dies wurde durch die Gestaltung des gesamten Labors mit großflächiger Innenverglasung ermöglicht. Große Stützweiten (Stützraster 10,0 x 7,50 m) und eine 0,35 m hoch bewehrte Betondecke waren dafür nötig. Unterzüge waren nicht gewünscht, um auch zukünftig mit flexibler Leitungsführung auf technische Änderungen reagieren zu können. Die technische Gebäudeausrüstung sollte ebenfalls flexibel und effizient sein.
Simulation zur Entscheidungsfindung
Um sich für das richtige System zur Gebäudekonditionierung entscheiden zu können, wurden relevante Parameter über die Gebäudephysik, die Personenzahl und die internen Lasten in die Software VRVPro von Daikin eingegeben. Über die Berechnungen und Simulationen wurde schnell deutlich, welche Kühl- und Heizlasten in den Räumen berücksichtigt werden müssen.
Die modernen Laborgeräte und die große Anzahl der Mitarbeiter sorgen für hohe interne Lasten von bis zu 300 W/m², sodass eine Klimaanlage auch im Winter für einen einwandfreien Betrieb der Laborgeräte unumgänglich ist. Gleichzeitig müssen die Büroflächen im Winter beheizt werden. Aufgrund der geforderten Effizienz und Flexibilität wurde ein VRV-Dreileiter-System von Daikin zur Konditionierung des Gebäudes eingesetzt.
Kaum Heizenergie notwendig
Durch das Wärmerückgewinnungs-System ist es möglich, beide Betriebsarten (Kühlen und Heizen) gleichzeitig zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus wird die gewonnene Energie aus den Laborräumen genutzt, um die Nebenräume mit Wärme zu versorgen. Die sich im Gebäude befindende Wärmeenergie wird durch die Wärmerückgewinnung / Wärmeverschiebung genutzt und muss nicht durch andere Maßnahmen abgedeckt werden. Die gewonnene Energie aus den Laborräumen reicht aus, um den Wärmebedarf der Nebenräume komplett abzudecken. Die Anlage ist allerdings auch in der Lage, den Wärmebedarf des Gebäudes ohne interne Lasten als Luft/Luft-Wärmepumpe komplett mit Wärme zu versorgen.
Mit der Anlage können die unterschiedlichsten Anforderungen abgedeckt werden. Alle Räume sind individuell einstellbar, was das Gebäude flexibel und effizient nutzbar macht. Auch der Komfort wurde berücksichtigt. In den Nebenräumen wurden Zwischendeckengeräte, zwei- bzw. vierseitig ausblasend, eingesetzt.
Klimatisierung ohne Zugluft
Bei den teilweise hohen Lasten in den Räumen und daraus resultierenden hohen Luftwechseln entschied sich der Kunde in den Laborräumen für den Einsatz von Textilschläuchen, die in der Lage sind, die Luftmengen ohne Zugluft in den Raum zu bringen. Die dafür benötigten Kanalanschlussgeräte, die an die VRV-Anlage angeschlossen sind, sind in den Zwischendecken untergebracht. Durch die automatische Pressungslernfunktion werden die Textilschläuche ideal beaufschlagt und sorgen für den größtmöglichen Komfort.
Um den Anforderungen an ein modernes Gebäude zu entsprechen, werden die Laborräume mit Frischluft über ein maßgeschneidertes Lüftungsgerät von Daikin versorgt, installiert von der HRW Gebäudetechnik GmbH. Die benötigte Luftmenge von 20 000 m³/h wird mit konstanten Temperaturen in das Gebäude geleitet und dort auf die einzelnen Bereiche verteilt. Die Luft wird nicht direkt in den Raum gebracht, sondern über die Umluftkühlgeräte geführt und dort konditioniert. Dadurch wird jede Laborzone mit der idealen Lufttemperatur versorgt.
Die Ventilatoren der Lüftungsanlage werden über den Differenzdruck drehzahlgeregelt. Durch die effiziente Wärmerückgewinnung konnte die Kühl- und Heizleistung auf ein Minimum reduziert werden. Die noch benötigte Leistung wird über eine Verflüssigereinheit ERQ von Daikin im Sommer und im Winter bereitgestellt. Die Luft/Luft-Wärmepumpe, die eigens für einen solchen Anwendungsfall entwickelt wurde, macht es möglich, den installierten Wärmeübertrager als Kühl- und Heizregister zu nutzen, was die Lüftungsanlage kompakt hält.
Elektronische Datenanalyse und Störungsfrüherkennung
Die Anlagenüberwachung spielt in Geesthacht eine große Rolle, denn ein Ausfall des Systems könnte unter Umständen den störungsfreien Betrieb des medizinischen Labors gefährden. Für den zuständigen Kältefachbetrieb Otto Stüwe & Sohn GmbH aus Seevetal ist es möglich, eine Fernwartung über den Intelligent Touch Manager (ITM) durchzuführen und zum Beispiel eine automatische Dichtigkeitsprüfung via Fernzugriff zu starten oder Parameter zu optimieren. Darüber hinaus besteht eine Airnet-Anbindung, die täglich wichtige Anlagendaten direkt an Daikin zur Auswertung schickt. Eine automatische Auswertung der Anlagenparameter und Ist-Zustände ermöglicht es im Vorfeld, abweichende Daten zu lokalisieren und vor einem möglichen Ausfall zu reagieren und diesen zu verhindern.
Für die Labormitarbeiter ist es auch wichtig, die Anlage intuitiv bedienen zu können. Mithilfe der Gebäudegrundrisse, die im ITM hinterlegt werden können, wird die Orientierung und Bedienung vereinfacht. Das Anlagenkonzept sieht allerdings ein geringes bzw. gar kein Eingreifen des Kunden vor. Die Anlage arbeitet nach den voreingestellten, mit dem Kunden abgesprochenen Werten. Selbst das Umschalten zwischen den Funktionen Kühlen und Heizen erledigt das System automatisch und individuell für jeden Raum. Über die in den einzelnen Räumen installierte Fernbedienung können durch das Personal nur geringfügige Veränderungen an der Temperatur und der Lüfterdrehzahl vorgenommen werden. Auf diese Weise ist eine Fehlbedienung ausgeschlossen und die Betriebskosten werden weiter optimiert.
Hohe Betriebssicherheit für Server- und Kühlräume
Besonders wichtig ist im Laborgebäude auch der einwandfreie Betrieb im Serverraum, der mit ca. 25 kW Kälteleistung das Herz des Labors ist. Hier fiel die Entscheidung für eine separate Klimaanlage. Über die redundant ausgeführte Anlage Sky Air von Daikin mit zweimal 25 kW und Grundlastwechsel ist genügend Anlagensicherheit gegeben. Das Stand-by-Gerät würde im Störfall oder bei Übertemperatur sofort starten und den Betrieb übernehmen. Zeitgleich wird bei einer möglichen Störung eine Störmeldung des defekten Gerätes versendet.
Die benötigten Kühlräume werden ebenfalls über separate Anlagen versorgt. Hier standen zwei Varianten zur Auswahl: Als erste Variante eine zentrale Verflüssigereinheit ZEAS von Daikin, die mehrere Kühlräume versorgen kann und durch die invertergeregelten Verdichter effizient arbeitet. Als zweite Variante wurde eine Versorgung über einzelne Verflüssigereinheiten CCU von Daikin vorgeschlagen. Aufgrund der Anlagensicherheit entschied man sich für getrennte Anlagen. Dies ermöglicht es dem Labor, bei Ausfall eines Systems die Ware in andere Kühlräume zu verlagern.
Jens Gaigalat,
Planungsberater bei der Daikin Airconditioning Germany GmbH, Unterhaching
