Luftdichtheitsprüfung von BSL-3-Räumen: Das Druckabfallverfahren

Warum Luftdichtheit wichtig ist

Containment-Laboratorien beruhen auf gerichteter Luftströmung: Luft strömt in das Labor hinein und wird durch HEPA-Filter abgeführt, sodass Aerosole nicht entweichen können. Eine undichte Raumhülle lässt Luft bei Druckänderungen diesen Weg umgehen und erschwert die Aufrechterhaltung des Unterdrucks. Der Raum muss außerdem für eine gasförmige Dekontamination mit Formaldehyd, Chlordioxid oder verdampftem Wasserstoffperoxid abdichtbar sein. Je höher die Containment-Stufe, desto strenger die Dichtheitsanforderung.

Die Anforderungen unterscheiden sich je nach Land und Stufe. BSL-3-Räume müssen nach manchen Normen lediglich für die Dekontamination abdichtbar sein; BSL-4-Einrichtungen und manche BSL-3-Tierhaltungseinrichtungen erfordern eine quantitative Druckabfallprüfung. Prüfen Sie die geltende Norm — beispielsweise die chinesischen Normen GB 19489 und GB 50346, den Canadian Biosafety Standard oder Leitlinien der WHO und nationale Leitlinien.

Wie die Prüfung funktioniert

Der abgedichtete Raum enthält ein festes Luftvolumen. Wird er unter Überdruck gesetzt und anschließend isoliert, fällt der Druck ab, während Luft durch Leckagen entweicht. Je schneller der Druckabfall, desto größer die Leckagen.

1. Dichten Sie den Raum ab. Schließen Sie die blasendichten Klappen in Zu- und Abluft, schließen und verriegeln Sie die Türen und dichten Sie alle Öffnungen ab, die nicht zur geprüften Raumhülle gehören, beispielsweise nicht mit Wasser gefüllte Geruchsverschlüsse von Abläufen.
2. Schließen Sie die Prüfausrüstung an. Benötigt werden ein Ventilator oder eine Druckluftquelle mit Ventil sowie ein kalibriertes Differenzdruckmessgerät, das den Raumdruck gegenüber einer stabilen Referenz außerhalb des Raums misst.
3. Stellen Sie den Prüfdruck her. Bringen Sie den Raum auf den Prüfdruck — bei vielen Kriterien für hohes Containment etwa 500 Pa, als Über- oder Unterdruck — und schließen Sie das Ventil.
4. Stabilisieren Sie die Bedingungen. Warten Sie nach dem Ende der Luftbewegung, bis sich der Messwert stabilisiert hat.
5. Führen Sie die Messung durch. Zeichnen Sie den Druck während der Prüfdauer, üblicherweise 20 Minuten, in regelmäßigen Abständen zusammen mit der Raumtemperatur auf.
6. Werten Sie die Ergebnisse aus. Vergleichen Sie den Druckabfall mit dem Akzeptanzkriterium. Wiederholen Sie die Prüfung mit umgekehrter Druckrichtung, falls die Norm dies verlangt.

Akzeptanzkriterien

Kriterien werden unterschiedlich formuliert: als maximaler Druckabfall über einen festgelegten Zeitraum ausgehend von einem festgelegten Anfangsdruck oder als maximaler Leckagevolumenstrom bei einem Prüfdruck. Eine häufige Form für die höchsten Containment-Stufen ist ein Druckabfall ausgehend von etwa 500 Pa um höchstens die Hälfte des Anfangsdrucks innerhalb von 20 Minuten. Verwenden Sie das genaue Kriterium aus der Norm und der Projektspezifikation und halten Sie es vor der Prüfung im Prüfprotokoll fest.

Was das Ergebnis beeinflusst

• Temperatur. Der Luftdruck verändert sich mit der Temperatur. In einem abgedichteten Raum kann ein geringer Temperaturanstieg den Druck so weit erhöhen, dass ein Leck verdeckt wird; ein Temperaturabfall kann dazu führen, dass ein dichter Raum die Prüfung nicht besteht. Vermeiden Sie Prüfungen, während die HLK-Anlage (Lüftung/Klima) zyklisch schaltet, kurz nachdem die Beleuchtung eingeschaltet wurde oder während die Sonne eine Außenwand erwärmt.
• Nachgiebige Oberflächen. Große Paneele, Decken und Türen verformen sich unter Druck und verändern in den ersten Minuten das Volumen. Stabilisieren Sie die Bedingungen vor der Messung.
• Wind und Gebäudedruck. Die Referenz außerhalb des Raums muss stabil sein; greifen Sie sie an einer geschützten Stelle ab.
• Auflösung des Druckmessgeräts. Das Messgerät muss innerhalb des zulässigen Druckabfalls eindeutig ablesbare Werte liefern.

Lecksuche

Wenn ein Raum die Prüfung nicht besteht, halten Sie ihn auf Prüfdruck und untersuchen Sie die Raumhülle:

• Verwenden Sie Rauch oder eine Seifenlösung an Fugen und Durchführungen.
• Verwenden Sie Ultraschall-Lecksuchgeräte für kleine Leckagen mit hoher Strömungsgeschwindigkeit.
• Verwenden Sie Tracergas für Leckagen, die nicht direkt zugänglich sind.

Typische Leckstelle	Prüfpunkte
Türen	Zustand der Dichtung, Druck der aufblasbaren Dichtung, Zargen-Wand-Anschluss
Durchreichen und Transferklappen	Türdichtungen und Abdichtung zwischen Zarge und Wand
Versorgungsdurchführungen	Rohre, Kabel, Installationsrohre und Sensoren durch Wände und Decke
Luftkanalanschlüsse	Klappen, Filtergehäuse und Anschluss zwischen Luftkanal und Wand
Decke und Beleuchtung	Leuchten, Revisionsöffnungen, Wand-Decken-Anschlüsse
Elektroinstallationen	Steckdosen, Schalter und ihre Unterputzdosen

Beheben Sie die Leckage, lassen Sie Dichtstoffe aushärten und wiederholen Sie die gesamte Prüfung. Dokumentieren Sie jede gefundene Leckage und ihre Reparatur.

Wann geprüft werden sollte

• Bei der Inbetriebnahme, nachdem die Bauarbeiten abgeschlossen sind und bevor die Dekontamination validiert wird.
• Nach jeder Änderung, die die Raumhülle beeinflusst — neue Durchführungen, ausgetauschte Türen oder Arbeiten an der Decke.
• Regelmäßig in dem durch die Norm und die Risikobewertung der Einrichtung geforderten Intervall.

Dasselbe Prinzip — Änderung des Absolutdrucks in einem festen Volumen, temperaturkorrigiert — wird für Isolatoren verwendet; siehe den Rechner für die Leckagerate von Isolatoren. Für die Raumhülle ausgelegte Komponenten werden behandelt unter luftdichte Biosicherheitstüren und Biosicherheits-Absperrklappen.