HVAC SISTEM ZA BIOLOŠKU BEZBEDNOST KLASE „BSL-3“

IZAZOVI U PROJEKTOVANJU I IZVOĐENJU HVAC SISTEMA ZA BIOLOŠKU BEZBEDNOST KLASE „BSL-3“

Projekat: Building X

Višegodišnja saradnja i partnerstvo sa jednim od najvećih naučno-istraživačkih parkova u Holandiji, ove godine upotpunjena je sa još jednim završenim projektom – rekonstrukcijom objekta „Building X“.

Naime, pre početka pandemije tokom 2017/2018 godine u Holandiji su se javile potrebe za izgradnjom nove multifunkcionalne laboratorije koja bi zadovoljila državne potrebe u borbi protiv novih, još uvek neistraženih virusa koji mogu biti pretnja po javno zdravlje nacije. Postojeći kapaciteti aktuelne mobilne laboratorije za „brzi odgovor“ su bili dotrajali i sa zastarelom tehnološkom opremom. Lokacija ovog naučno-istraživačkog parka predstavljala je idealno rešenje.

Objekat „Building X“ unutar kompleksa, površine cca. 500m² u osnovi, na 2 etaže izabran je kao pogodna lokacija sa odgovarajućom arhitekturom za smeštaj laboratorije sa pratećeom tehnološkom opremom, HVAC sistemima i ostalim mašinskim i elektro instalacijama potrebnim za ispunjavanje uslova biološke bezbednosti klase 3 („BSL-3“) .

U idejni projekat ušlo se 2019. sa idejom korišćenja samo prizemlja i 2. etaže. U prizemlju objekta planiran je laboratorija za „brzi odgovor“, „Kill Tank“ soba, elektro i server sobe, sobe za smeštaj procesne opreme, kancelarija, kuhinja i toaleti, dok bi se na drugoj etaži, na tzv. tehničkom nivou nalazili HVAC sistemi sa kanalskim razvodom, filterske jedinice, kompresorska stanica, mašinske i elektro instalacije.

S početkom pandemije te godine i ubrzanim potrebama za istraživački rad na polju vakcinacije doneta je odluka od strane investitora da se na prvoj etaži objekta oforme 4 nove laboratorije za mogućnost pročuvanja, manipulacije i čuvanja „živih“ virusa. Ovako nešto bilo je veoma pogodno sa aspekta postojeće investicije u prvobitnu laboratoriju BSL klase 3. Idejni projekat bilo je potrebno samo skalirati i dopuniti do punog kapaciteta objekta

Obim ugovorenog posla Termoventa činili su sledeći sistemi/celine :

· Isporuka i ugradnja Higijenik tipa klima komora sa HEPA filtracijom i pratećeg kanalskog razvoda od pocinkovanih kanala na potisu i inox kanala na odsisu. Ukupnog kapaciteta (7 sistema / 26 000 m³/h / klase čistoće “D” i “C” po GMP),

· Isporuka i ugradnja izvora hladne vode (7/12 ^oC), izrada toplotne podstanice sa priključenjem na primarni krug toplane (80/60oC), sekundarni krug instalacija sa sabirnicima/razdelnicima, cirkulacionim pumpama i armaturom za povezivanje na razmenjivače toplote,

· Isporuka i ugradnja elektro-ormana sa opremom automatike i perifernom senzorikom, dva HMI panela sa upravljačkim softverom, SCADA sistem monitoringa i AMS sistem za dojavu alarma (putem SMS poruka ili e-mejlova),

· Isporuka i ugradnja spremnika hladne sanitarne I tehničke vode, generatora i spremnika tople sanitarne i tehničke vode, razvod omekšane vode, kao i napojni sistem sa ”booster” pumpama,

· Isporuka i ugradnja sistema za dekontaminaciju prostora uz pomoć pare hidrogen-peroksida sa generatorom, cevnim razvodom i armaturom,

· Isporuka i ugradnja sistema za gašenje požara inertnim gasom u “BSL-3” zoni sa gasnim cilindrima, cevnim razvodom i armaturom,

· Isporuka i ugradnja kanalskih ventilator-konvektora za komfornu klimatizaciju kancelarije, kuhinje i ostalog ne-klasifikovanog prostora. Klimatizacija split sistemom server sobe. Sistem za hlađenje hladne sobe (2-8 ^oC),

· Isporuka i ugradnja lokalnih odsisa iz laboratorijskih hauba i kabineta,

· Validaciju svih napomenutih sistema prema GMP preporukama.

Svaka od celina zahtevala je posebnu pažnju tokom projektovanja i izvođenja s obzirom na glavnu karakteristiku svake “BSL-3” laboratorije, a to je održavanje negativnog pritiska (podpritiska) unutar prostora u odnosu na spoljnu sredinu u svim uslovima normalnih i vanrednih režima rada (havarija).

Vazdušni deo HVAC sistema morao je biti projektovan kao jednoprolazni, bez recirkulacije. Svaka laboratorija projektovana je sa sopstvenom, lokalnom klima komorom kojom se održavaju zahtevani parametri u prostoru – temperatura, relativna vlažnost, pritisak i broj izmena vazduha. Termički pripremljen svež vazduh do lokalnih komora doprema se iz centralne komore. Centralna komora za pripremu svežeg vazduha sastojala se od tri ventilatorske sekcije projektovanog kapaciteta da dve od tri uvek zadovolje potrebe nominalnog protoka instalacije čime se ostvaruje redudantnost. Identičan set komora nalazio se i na centralnom odsisu iz svih prostorija. Radi uštede energije, toplota otpadnog vazduha rekuperisana je kroz visokoefikasne glikolne izmenjivače, postavljne na glavne potisne i odsisne kanale. Kako je osnov svake biološke bezbednosti očuvanje integriteta štićene zone, prostori i površine izložene potencijalnoj kontaminaciji morale su da budu savršeno zaptivene, odnosno vazdušno nepropusne ka spoljnoj sredini. Granicu zaštite činili su kanalski HEPA H14 filteri smešteni u inox filterska kućišta. Odsisni kanali od inox-a zavareni na svakom spoju činili su jednu celinu sa zonom kontaminacije. Odsisna kanalska mreže kao i HEPA kućišta morala su da podležu strogom standardu vazdušne nepropusnosti, sličnoj kakva se traži u nukleranim postrojenjima.

Kada govorimo o redudantnosti sistema i “fail-safe” projektovanju, a pre svega zahtevu da podpritisak u prostoru mora biti očuvan u svakoj situaciji, napomenuli bismo sledeća tehnička rešenja:

· redudantnost kapaciteta i napora glavne komore sv. vazduha,

· redudantnost kapaciteta i napora glavne odsisne komore,

· nepovratne klapne visoke klase zaptivanja na potisnoj grani ka BSL-3 prostoriji,

· regulatori konstantnog protoka (CAV) visoke klase zaptivanja na potisnoj grani BSL-3 prostorija,

· regulatori varijabilnog protoka (VAV) najviše klase zaptivanja na odsisnoj grani BSL-3 prostorija.

Vodeni deo instalacija pratio je u potpunosti visoke zahteve u projektovanju i izvođenju, gde je u svojstvu partnera – podizvođača učestvovala kompanija Instalater iz Beograda. Za proizvodnju hladne vode predviđena su tri vazduhom hlađena čilera sa projektovanim kapacitetom da dva od tri uvek zadovoljavaju potrebe nominalnog protoka instalacije čime je ostvarena redudantnost. Hladna voda distribuirana je pomoću radne i rezervne pumpe cevovodima ka svim potrošačima u objektu. Za izvor tople vode korišćen je primarni razvod doveden do objekta iz lokalane toplane, dok je Termovent projektovao podstanicu za letnji i zimski režim rada kao i razvod ka potrošačima.
Sistemi sanitarne i tehničke vode napojeni su sa priključka gradske vode. Projektovani su nezavisni spremnici sa sopstvenim “booster” pumpama za održavanje pristiska dovoljnog kapaciteta da podrže jednovremeni rad svih tuševa obaveznih prilikom izlaska iz BSL zone. Zagrevanje tople vode u zasebnim spremnicima rešeno je putem spiralnog cevnog izmenjivača para-voda.

Elektro ormani projektovani su sa Schneider energetskom opremom i Siemens Simatic S7 PLC-om kao i karticama za prihvat i slanje digitalnih i analognih signala. Pet PLC kontrolera zaduženo je za prikupljanje i obradu više od 750 IO signala raznih izvršnih elemenata, periferne opreme i senzorike. Na svim lokalnim komorama kao i na glavnoj komori svežeg vazduha korišćeni su ventilatori sa integrisanom frekventnom regulacijom snage motora proizvođača Ziehl-Abegg, tipa GR, dok je glavna komora otpadnog vazduha opremljena za eksternim frekv. regulatorom tipa Danfoss i motorom/ventilatorom Ziehl-Abegg, tipa ER. SCADA i upravljački softver razvijeni su u saradnji sa našim partnerima iz Belgije, kompanijom Actemium iz Liježa. Korisnički interfejs predviđen je sa dostupnošću putem:

·Dva Touch panela postavljenim na oba kraja tehničke etaže,

· SCADA kompjutera iz lokalne operator sobe,

· Daljinskog pristupa.

Jedna od specifičnosti projekta, a sa čime se Termovent prvi put susreo, bio je sistem dekontaminacije čistog prostora. Princip rada razvijen je u saradnji sa partnerima – podizvođačima na projektu, kompanijom Steris iz SAD-a. Rešenje za dekontaminaciju prostora je putem otvorenog procesa ubrizgavanja pare ~30% rastvora hidrogen peroksida u struju dovodnog vazduha.

Druga specifičnost projekta, a sa kojom Termovent već ima iskustva sa jednog od prethodnih projekata za istog klijenta bilo je gašenje požara inertnim gasom u čistom prostoru. Upotreba sprinkler sistema i nekontrolisanog mlaza vode za gašenje požara u BSL-3 zonama zabranjena je zbog mogućnosti kontaminacije spoljne sredine. U tom slučaju projektuju se sistemi gašenja inertnim gasom koji je razvila kompanija Tyco iz Holandije, naš partner i podizvođač na ovom projektu. Dojavom požara inicira se sekvenca za gašenje koja radi u sprezi sa HVAC sistemom. Sekvenca počinje pripremom prostora za prijem inertnog gasa čiji je zadatak da veže molekule kiseonika u prostoru i time ugasi požar. HVAC sistem priprema prostor stvarajući veliki podpritisak u zoni gašenja na ~-400Pa. Cilindri ispunjeni gasom smešteni na tehničkoj etaži povezani međusobno po zonama gašenja, distribuiraju gas do svake prostorije. Gas velikom brzinom ispunjava prostor kroz mlaznicu montiranu na plafonu. Nakon što je gas pušten u prostorije, relativni pristisak u prostoru održava se na ~-80Pa. Ni u jednom slučaju nakon što gas ispuni prostoriju ne sme doći do narušavanja kaskade pritiska u ostatku objekta. Gas se u prostoru zadržava narednih ~10min nakon čega se aeracijom (dovodom svežeg vazduha) on ispira.

Neklasifikovani prostori generalne namene klimatizovani su kanalskim ventilator-kovenktorima povezanih na sistem upravljanja. Dovod svežeg vazduha u prostorijma gde borave korisnici projektovan je iz namenske klima komore sa rotacionom rekuperacijom energije otpadnog vazduha. Server sala klimatizovana je klasičnim split sistemom dok je hladna soba u kojoj se održava temperaturski režim 2-8 ^oC izvedena sa spoljnom kompresorsko-kondenzatroskom jednicom i unutrašnjim isparivačem.
Validacija sistema urađena je po GMP preporuci sa partnerskom laboratorijom LabProva iz Beograda akreditovanom u ATS-u (Akreditaciono telo Srbije). Validacija je izvršena sa dokazanim parametrima temperature, vlage, kaskade pritisaka i brojem čestica u prostoru.

Poseban izazov na ovom projektu bio je period početka i logistička organizacija izvođenja instalacija na objektu koja se dešavala paralelno sa početkom epidemije COVID-19 u Srbiji. U najneizvesnijem periodu i obustavi svih putovanja širom Evrope, Termovent je uspeo da izveze i isporuči desetine šlepera sopstvene opreme i materijala, pošalje tim montera i inženjera u Holandiju i samim tim udovolji zahtevima i potrebama klijenta u vanrednim situacijama. Sistematskim pristupom projektu, planom, organizacijom i tehničkom podrškom svih kolega, projekat je uspešno priveden kraju, a klijent je dobio izvanredan objekat sposoban da odgovori i na najstrožije zahteve u pogledu standarda biološke bezbednosti, pouzdanosti i upravljanja sistema.

Projekat u brojevima

· Početak projekta: 08.06.2020.

· Završetak projekta: 30.12.2021.

· TProjekat obuhvata: Klima komore, kanalski razvod, izvore hladne i tople vode, distribuciju vode, elektro ormane i opremu za automatsko upravljanje, softver, sistem dekontaminacije čistog prostora, sistem gašenja požara inertnim gasom

· Klase: D i C prema GMP klasifikaciji

· Klima komore: Termovent Hygiene:pro

· Protok vazduha: 26 000 m³/h

· Površina osnove čistih soba: 500 m²

· Površina tehničkih prostorija: 160 m²

· Površina prostorija opšte namene: 230 m²

Kolege koje su podelile sa nama iskustvo rada na ovom projektu

Slaviša Stanković
Project Manager

Nemanja Spasojevic
Project Manager

Nenad Vuković
Site Manager