Labortechnik

(Anlagengruppe 7)

Wir planen Labortechnik für alle Bereiche in Forschung und Lehre, klinischer Diagnostik und Industrie. Die Bandbreite dieser Planung reicht von Labormöblierung in Form einer Standard-Laborausstattung bis hin zur Konzeption und Dimensionierung von sehr speziellen Geräten oder Anlagen.

Hierzu bieten wir Ingenieursleistungen nach dem Leistungsbild der HOAI über alle Leistungsphasen an. Unsere Projektleiter(innen) Labortechnik stehen Ihnen dabei durchgehend vom Projektbeginn bis zum Abschluss der Bauleitung zur Verfügung und bilden die Schnittstelle zwischen dem Bauherrn, den Nutzern und den Planungspartnern.

Im Wesentlichen beziehen sich unsere Planungsleistungen auf die DIN 276

KG 474 - Medizin- und labortechnische Anlagen
KG 612 - Besondere Ausstattung
KG 611 - Allgemeine Ausstattung

Unser Ziel ist es, Mehrwerte für den Betreiber und Nutzer einer Laborimmobilie mit Hilfe herstellerneutraler und nachhaltiger Planungskonzepte zu schaffen.

Mit unserer langjährigen Erfahrung in der labortechnischen Einrichtungsplanung, der differenzierten Betrachtung von Arbeits- und Betriebsabläufen sowie der Einhaltung gesetzlicher und normativer Vorgaben sichern wir Ihren Erfolg.

Ex-Schutz-Labore

Bei Laboratorien, in denen mit Stoffen gearbeitet wird, die eine explosionsfähige Atmosphäre bilden können, stellen eine besondere Anforderung an die Planung. Hier sind spezielle Schutzmaßnahmen erforderlich, die Zündquellen sicher verhindern oder vor Entstehung einer explosionsfähigen Atmosphäre warnen.

siehe Projekt
Helmholtz-Zentrum Geestacht

Lösungsmittellabore

In Lösungsmittellaboratorien finden vermehrt Arbeiten mit brennbaren Flüssigkeiten statt. Da es sich bei brennbaren Lösungen um Gefahrstoffe handelt, unterliegen solche Laboratorien – wie auch die Ex-Schutz-Labore – einer Vielzahl von Regelungen und Vorschriften, die vom Betreiber zwingend einzuhalten sind. Wir ermitteln für Sie die erforderlichen Maßnahmen für den Schutz am Arbeitsplatz, planen Entsorgungskonzepte und entwickeln sichere Lagerbereiche auch für größere Mengen brennbarer Flüssigkeiten.

Radionuklidlabore

Radionuklidbereiche bergen die besondere Gefahr der Freisetzung von Strahlung. Mit qualifizierten Fachkräften und langjähriger Erfahrung in diesem Bereich planen wir für unseren Kunden sichere Laborarbeitsplätze. Gemäß geltender Richtlinien werden zunächst Raumklassen definiert auf deren Grundlage dann die erforderlichen Schutzmaßnahmen für Mensch und Umwelt entwickelt werden.

siehe Projekt
ZRT Helmholtz-Zentrum DD-Rossendorf

Radionuklidlabor

Reinräume

Die Anzahl der geduldeten Partikel in der Luft bestimmt die Reinheitsklasse eines Reinraumes und somit die notwendigen baulichen Maßnahmen. Reinräume mit niedrigeren Anforderungen an die Luftreinheit können teilweise bereits in einer herkömmlichen, architektonischen Gebäudehülle errichtet werden. Bei hohen Anforderungen an die Luftreinheit ist ein Raum-in-Raum-System mit eigenen Wänden und Decken innerhalb der architektonischen Grenzen notwendig. Hier wird neben dem eigentlichen Reinraum ein Druckplenum benötigt, durch welches die Zuluft turbulenzarm durch H14-Filter in den Reinraum geleitet wird. Der Reinraum selbst steht auf einem gelochten Doppelboden, durch den die Luft direkt nach laminarer Durchströmung des Raumes wieder abgesaugt wird.

siehe Projekte
CHyN Institut für Physik Center for Hybrid Nanotructures
Zentrum für angewandte Quantentechnologie

Laserlabore

Bei der Verwendung von Lasern in physikalischen Laboren ist zunächst zu klären, welche Laserklasse verwendet wird. Hieraus resultieren verschiedene Maßnahmen für den Arbeitsschutz und den Schutz unbeteiligter Personen.

In bestimmten Fällen kann es z.B. erforderlich sein, dass die Oberflächen der Einbauten im Laser-Labor mattiert oder geschwärzt werden müssen, um Reflektionen zu vermeiden. Dies kann nicht nur die Oberflächen der Möbel betreffen, sondern auch die Oberflächen der technischen Installationen. Außen am Raum sind Warnleuchten zu berücksichtigen, und um einen ungewollten Lichteinfall zu vermeiden, wird die Labortür in der Regel mit einem speziellen Laserschutzvorhang abgehängt.

siehe Projekte
CHyN Institut für Physik Center for Hybrid Nanostructures
Institute für Physik und Life, Light &Matter

Laserlabor mit Laserschutzvorhang

Zellkultur

Zelltherapien gelten als Therapieansatz der Zukunft. In Zellkulturlaboren erforschen Wissenschaftler Zellen und deren Verhalten unter sterilen Bedingungen. Die Zell- und Gewebekultur wird als wichtige zentrale Arbeitstechnik der Life-Sciences wie der Zelltransplantation, Stammzellforschung oder Genetik angewendet. Da Kontaminationen jeglicher Art zu vermeiden sind, gelten für Zellkulturlabore sehr hohe hygienische Anforderungen und biologische Sicherheitsbestimmungen. Typische Laborgeräte sind Sterilwerkbänke für die in-vitro Experimente, CO2-Inkubatoren für die Kultivierung der Zelllinien, diverse Zentrifugen und ein getrennter Spül- und Waschbereich.

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FLI Leibniz-Institut für Altersforschung
Fraunhofer Einrichtung für Marine Biotechnologie

Mikrobiologie

Die stetig steigende Belastung durch pathogene Krankheitserreger und resistente Keime in unserem Alltag rückt die Mikrobiologie weiter in den Fokus der Wissenschaft. Weltweit werden mikrobiell bedingte Erkrankungen und ihre epidemiologischen Zusammenhänge diagnostiziert und erforscht. Es besteht eine enge Verbindung zum Fachgebiet der Hygiene und Umweltmedizin. Laborarbeiten werden nach höchsten hygienischen Bedingungen und biologischen Sicherheitsbestimmungen durchgeführt. Für die Sterilisation von Flüssigkeiten und Festkörpern sowie der Dekontamination von diversen Stoffen kommen Autoklaven entsprechend der kundenspezifischen Qualitätsanforderungen zum Einsatz.

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Ausweichgebäude Naturwissenschaften
FLI Leibniz-Institut für Altersforschung
Fraunhofer Einrichtung für Marine Biotechnologie
Ausbildungszentrum Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei

GMP Reinraum

Unter GMP („Good Manufacturing Practice“) versteht man die „Gute Herstellungspraxis für Arzneimittel“, welche vor allem in Produktionsstätten für Arzneimittel von Pharmabetrieben eine große Rolle spielt. Zunehmend werden GMP-Anforderungen aber auch auf Anwendungen in der medizinischen Forschung ausgeweitet.

Die zulässigen Partikelkonzentrationen für GMP-Reinräume sind (ähnlich wie beim physikalischen Reinraum) in Reinheitsklassen geordnet. Neben den physikalischen Anforderungen wie Temperatur, Luftfeuchte, Strömungsgeschwindigkeit und Strömungsrichtung im Reinraum sind die Arbeits- und Betriebsabläufe im GMP-Bereich sowie in den angrenzenden Nebenräumen zu betrachten. Hierzu zählen z.B. die Ausbildung der Hygienezonen und die Personen- und Materialströme. Diese sind bereits in den frühen Entwürfen im Planungsteam mit den Anwendern abzustimmen, um schnellstmöglich eine Planungs- und Kostensicherheit zu erreichen.

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ZRT Helmholtz-Zentrum Radiopharmazeutische Tumorforschung

Klinische Labore

In den klinischen Laboren der Laboratoriumsmedizin werden Befunde für die Diagnostik und Stadieneinteilung von Krankheiten, für Verlaufs- Therapiekontrolle sowie für die Prävention erstellt. Schwerpunkte der Laboratoriumsmedizin sind u. a. Klinische Chemie und Immunchemie, Hämatologie, Mikrobiologie und Infektionsserologie, Bakterien- und Parasitendiagnostik sowie Virusdiagnostik, Transfusionsmedizin und Humangenetik.

Hierfür werden die unterschiedlichsten Analyseverfahren verwendet. Die Ausrüstungen solcher Labore reichen vom einfachen Lichtmikroskop bis hin zu großen Automatenstraßen, bei denen verschiedene hochmoderne Analysegeräte zu einem Verbund zusammengeschlossen werden.

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Carl-Thiem-Klinikum Cottbus

Tierhaltung

Die Tierhaltung zu Forschungszwecken wird in der Öffentlichkeit kontrovers diskutiert. Doch auch wenn heute vermehrt Erkenntnisse aus tierfreien Methoden gewonnen werden können, so bietet der Organismus als Ganzes in bestimmten Bereichen der Forschung immer noch unersetzbare Möglichkeiten.

Dabei gilt in der Wissenschaft das oberste Gebot, aus möglichst wenigen Experimenten das Maximum an Erkenntnis zu gewinnen und das Leiden von Tieren auf ein Minimum zu beschränken. Bei der Haltung von Versuchstieren wird besonders auf die artgerechte Unterbringung Wert gelegt. Ausreichend Bewegungsfläche, Vergesellschaftung mit Artgenossen und z.B. das Bereitstellen von Materialien zur Beschäftigung oder Unterschlupfmöglichkeiten (bei der Nagetierhaltung) sollen den Tieren ein stressfreies und möglichst natürliches Leben ermöglichen.

Die Planung von Tierhaltungen muss die technischen und räumlichen Voraussetzungen schaffen, um diese artgerechte Haltung sicherzustellen. Neben den grundsätzlichen Anforderungen wie Temperatur, Luftfeuchte und Beleuchtung spielen logistische Themen und die Hygienehaltung durch verschiedene Druckstufen im Tierbereich eine entscheidende Rolle.

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German Mouse Clinic II München
Charité Berlin FEM

Tierhaltung

Gasversorgung

Fast jedes Laborgebäude besitzt den Bedarf an bestimmten Gasen für die Analytik oder z.B. zur Erzeugung von Schutzatmosphären. Die Entscheidung darüber, ob eine zentrale oder eine dezentrale Gasversorgung in den Laboren zu berücksichtigen ist, hängt im Wesentlichen von den zu erwarteten Verbräuchen ab. In Bereichen, in denen nur geringe Mengen der unterschiedlichsten Gase Verwendung finden, ist eine dezentrale Gasversorgung aus Gasflaschen-Sicherheitsschränken vorzuziehen. Werden aber große Mengen verwendet (z.B. Stickstoff, Sauerstoff oder Kohlendioxid), so ist dies hinsichtlich des wirtschaftlichen Betriebs genauer zu betrachten. Hier können beispielsweise Flaschenbündel in einem zentralen Gasflaschenlager mit Verrohrung durch weite Teile des Gebäudes sinnvoll sein.

Eine weitere Möglichkeit zur zentralen Versorgung bietet ein Tank mit tiefkalten Gasen. Diese Lösung hat den Vorteil (z.B. bei Argon und Stickstoff), dass nicht nur die Gasphase verwendet werden kann, sondern auch die Flüssigkeit für eine tiefkalte Probenlagerung in Kryo-Lagerbehältern zur Verfügung steht.

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CHyN Institut für Physik Center for Hybrid Nanostructures
Interdisziplinäres Forschungszentrum Düsseldorf

Gaswarnanlagen

Beim Umgang mit bestimmten Gasen im Laborbereich kann es im Rahmen einer Gefährdungsbeurteilung zu der Feststellung kommen, dass ein Schadensereignis durch Freisetzung des Gases nicht ausgeschlossen werden kann. Dies ist abhängig von der Gasart und der zulässigen Konzentration des Gases. Gefährdungen können aber auch durch Verdrängung des Luftsauerstoffs und dem nicht ausreichend vorhandenen Luftvolumenstrom im Labor entstehen.

In einem solchen Fall ist die Installation einer Gaswarnanlage notwendig. Dabei planen wir die Positionen der Messfühler im Raum und legen die Art der Signalisierung im Nahbereich fest. Um Warnsignale weiterzuleiten und ggf. eine Anforderung für die Erhöhung des Luftvolumenstroms zu senden, ist eine enge Zusammenarbeit mit den haustechnischen Gewerken - Lüftung und Gebäudeautomation - unabdingbar.

siehe Projekt
CHyN Insitut für Physik Center for Hybrid Nanostructures

Flüssigstickstofflager / Biobanken

Biobanken haben sich weltweit zu einem unverzichtbaren Instrument der biologischen und medizinischen Forschung entwickelt. Humane und tierische Proben werden in den unterschiedlichsten Lagereinrichtungen in großer Anzahl für spätere Verwendung aufbewahrt und dokumentiert. Je nach Art und Beschaffenheit der Proben werden diese entweder bei -80°C in Tieftemperatur-Gefrierschränken oder bei noch geringeren Temperaturen gelagert. Eine Lagerung bei Temperaturen unterhalb von -80 °C wird mittels Kühlung durch Flüssigstickstoff erreicht.

Die Aufbewahrung von Probenmaterial in der Flüssig- oder Gasphase von Flüssigstickstoff ist eine gängige Methode zum Erhalt einer sehr guten Probenqualität. Große Flüssigstickstoff-Lagereinrichtungen werden in der Regel von einem im Außenbereich aufgestellten Flüssigstickstofftank durch vakuumisolierte Leitungen mit Flüssigstickstoff versorgt. Durch ein elektronisches Regelsystem mit Füllstandsmessung in den Lagerbehältern kann das Nachfüllen mit Flüssigstickstoff vollautomatisch erfolgen. In modernen Biobanken wird auch die Probenein- und ausgabe sowie die Archivierung durch computergesteuerte Roboter automatisiert.

Unabhängig von Größe und Automatisierungsgrad Ihrer Biobank stehen wir Ihnen mit unseren Erfahrungen aus vielen Projekten bei der Planung zur Seite.

siehe Projekt
Carl-Thiem-Klinikum Cottbus

Großautoklaven

Besonders in Laboren mit erhöhten Anforderungen hinsichtlich der biologischen Schutzstufe bzw. gentechnischen Sicherheit oder in spezifisch pathogenfreien Tierhaltungen werden Großautoklaven oftmals als Einbau-Geräte in der Barrieregrenze eingesetzt. Sie trennen, so wie beispielsweise auch Materialschleusen, den pathogenfreien oder potentiell kontaminierten Containment-Bereich vollständig und gasdicht von den umgebenden Gebäudeteilen ab, und dienen so zum Ein- und Ausschleusen von Gütern in die Barriere hinein und heraus.

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FLI Leibniz Institut für Altersforschung
MPI für Evolutionsbiologie
German Mouse Clinic II München
Charité Berlin FEM

Großautoklav

Spülanlagen

Spülgeräte werden in jedem Laborgebäude benötigt. Es finden sich sowohl einfache Untertisch-Laborspülautomaten, die direkt in eine Tischzeile des Laborbereichs integriert werden können, als auch größere Spülmaschinen in zentralen Laborspülküchen. Insbesondere in der Nagetierhaltung werden zur hygienischen Aufbereitung von Käfigen, Käfiggestellen und Tränkeflaschen zum Teil sehr große Spülanlagen eingesetzt, welche in Trennwände integriert oder in Bodengruben montiert sein können.

Im Rahmen der Planung von Spülanlagen muss zunächst eine Kapazitätsberechnung erfolgen, um den passenden Anlagentyp für Ihre Anwendung zu ermitteln. Außerdem muss sehr sorgfältig geprüft werden, welche Logistikflächen vor und hinter den Spülgeräten zur Verfügung stehen müssen, um eine effiziente Andienung der Geräte zu ermöglichen.

siehe Projekte
FLI Leibniz Institut für Altersforschung
MPI für Evolutionsbiologie
German Mouse Clinic II München
Charité Berlin FEM
Ausbildungszentrum Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei

Gestellspülanlage

Einstreuver- und entsorgung

Bei der Einstreuver- und Entsorgung in der Nagetierhaltung handelt es sich um Prozesse mit hoher Belastung für das Tierhaltungspersonal. Durch frei werdende Allergene und große körperliche Beanspruchung kann es zu nachhaltigen gesundheitlichen Einschränkungen kommen. Im Vordergrund der Planung solcher Anlagen stehen deshalb die Ergonomie und die Begrenzung gesundheitsgefährdender Einflüsse wie Lärm und Staubentwicklung auf das Personal. Heute wird dies, gerade bei mittleren und großen Tierhaltungen, mit einem immer größer werdenden Grad an Automation erreicht. Von einfachen, dezentralen Absaugsystemen beim Einstreu-Abwurf bis hin zu vollständig automatisiert arbeitenden Roboter-Systemen (kombiniert mit Spülsystemen) sind alle Abstufungen denkbar.

Ausgehend von der Käfiganzahl und der verwendeten Einstreu in der Tierhaltung treffen wir Prognosen für die Zukunft und ermitteln den für Ihren Einsatzbereich sinnvollen Automatisierungsgrad der Einstreuver- und Entsorgung.

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MPI für Evolutionsbiologie
Charité Berlin FEM

Kühl-, Tiefkühl- und Bruträume

Speziell für die Lagerung großer Mengen von Proben oder zur Aufstellung von Schüttlern bei Kultur-Versuchen kann die Installation von Kühl-, Tiefkühl- oder Bruträumen (bzw. –zellen) sinnvoll sein. Der Aufbau solcher Raum-in Raum-Systeme erfolgt in einem Nut- und Federsystem, in stabiler, selbsttragender Bauweise. Die Wärmedämmung der Zellen besteht aus Polyurethan-Hartschaum. Um einen stufenlosen Zugang zu gewährleisten, muss eine Bodenabsenkung vorgesehen werden, in welche die Zelle eingelassen wird. Zudem wird zusätzlich eine Unterlüftung vorgesehen, die dafür sorgt, dass sich keine Stau- oder Kondensationsnässe bildet.

Der Aufstellort der technischen Anlagen solcher Zellen ist hinsichtlich einer möglichst einfachen Wartung mit dem technischen Personal des Betreibers abzustimmen. Möglich ist einerseits die Aufstellung direkt an der Zelle, und andererseits auch die Aufstellung in Technikzentralen.

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Ausweichgebäude Naturwissenschaften
FLI Leibniz Institut für Altersforschung
Fraunhofer Einrichtung für Marine Biotechnologie
Ausbildungszentrum Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei
Charité Berlin FEM

Materialschleusen

Materialschleusen sind sowohl in ihrer Größe als auch in der Funktion äußerst vielfältig und müssen jeweils dem Bedarf angepasst werden. Standard-Produkte findet man in diesem Planungssegment nur selten. Die Variationen reichen von einfachen, passiven Durchreichen über luftgespülte Varianten bis hin zu Desinfektions-Tauchschleusen oder H2O2-Begasungs-Schleusen.

In Laboren mit erhöhten Anforderungen hinsichtlich der biologischen Schutzstufe bzw. gentechnischen Sicherheit oder in spezifisch pathogenfreien Tierhaltungen werden Materialschleusen oftmals als raumhohe Einbau-Geräte in der Barrieregrenze eingesetzt. Sie trennen, so wie beispielsweise auch Großautoklaven, den pathogenfreien oder potentiell kontaminierten Containment-Bereich vollständig und gasdicht von den umgebenden Gebäudeteilen ab, und dienen so zum Ein- und Ausschleusen von Gütern in die Barriere hinein und heraus.

Zur bodenebenen Befahrbarkeit der Schleuse empfiehlt sich der Einbau in einer Bodengrube.

siehe Projekte
MPI für Evolutionsbiologie
Charité Berlin FEM

Hochfrequenzabschirmung

Um eine Abschirmung gegen hochfrequente elektromagnetische Störungen zu erlangen, kann ein Faradayscher Käfig (auch HF Kabine genannt) verwendet werden.

Das Schutzziel wird erreicht, indem das gesamte Raumvolumen mit einer Abschirmung aus verschieden Metallfolien ummantelt wird. Die Metallfolien sind in Modulplatten integriert. Je nach gewünschter Schirmung werden Wände, Decke und Boden vollflächig mit dem Modulsystem ausgestattet. Auch die Zugangstüren werden in das System integriert. Türfalze sind mit der Abschirmung entsprechenden Dichtungen ausgeführt. Medienzuführungen, einschließlich Zu- und Abluft, werden über sogenannte Filterfelder oder Waveguides geführt. Elektrische Zuleitungen werden über Trenntrafos in den geschirmten Raum gebracht.

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CHyN Institut für Physik Center for Hybrid Nanostructures

Tiefseesimulator / Druckkammer

Exemplarisch für alle hoch spezialisierten und innovativen Geräte und Anlagen, die wir auf Nachfrage für unsere Kunden planen, steht der Tiefseesimulator der Fraunhofer EMB Lübeck. Dieser Druckbehälter kann mit einem Wasserdruck von 1.000 bar betrieben werden und simuliert so den Umgebungsdruck in etwa 10.000 m Wassertiefe.

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Fraunhofer Einrichtung für Marine Biotechnologie

Krananlagen

Im Labor (Technikumsbereiche, Großfermenter, Werkstätten oder Fahrzeughallen) ist es mitunter erforderlich, besonders schwere Lasten zu bewegen. Für solche Arbeiten bietet es sich an, Krananlagen mit Hebezeug vorzusehen. Je nach Anforderung können diese Systeme manuell oder elektrisch (in Ex-Schutz-Bereichen auch pneumatisch) ausgeführt werden. Außerdem ist sowohl eine Montage an der Decke als auch an Stahlbetonwänden möglich. In kleineren Bereichen finden auch mobile Schwenk- oder Portalkräne Anwendung.

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Fraunhofer Einrichtung für Marine Biotechnologie
CHyN Institut für Physik Center for Hybrid Nanostructures

Heliumrückgewinnung

Helium ist das zweithäufigste Element im Universum, gleichwohl ist die Beschaffung für den Anwender oft sehr schwierig und teuer. Auf der Erde wird Helium aus Erdgasvorkommen gewonnen. Dabei sind nur wenige Erdgasquellen mit Helium in ausreichender Menge und Qualität an Rohhelium angereichert. Aus der endlichen Reserve der fossilen Energieträger ergibt sich somit zwangsläufig auch eine endliche Verfügbarkeit der Heliumreserven.

Für viele Anwendungen ist Helium aus heutiger Sicht unentbehrlich. In der Forschung wird es in der Tieftemperaturtechnik mit ca. - 272 °C nahe dem absoluten Nullpunkt von 0 K eingesetzt, es dient als Kühlmittel für supraleitende Magnete und bei der Abbildung von Oberflächenstrukturen.

Es ist davon auszugehen, dass sich Helium mittelfristig auf dem Weltmarkt in der Verfügbarkeit drastisch verknappen wird und sich die Lieferpreise weiter verteuern.

Durch die Planung und Realisierung von Heliumspeichersystemen und Rückgewinnungsanlagen mit Heliumrückverflüssigern können wir Ihnen helfen, den Verbrauch und die Kosten spürbar zu senken und den wissenschaftlichen Betrieb für die Zukunft nachhaltig zu sichern.

siehe Projekt
CHyN Institut für Physik Center for Hybrid Nanostructures