ВЫЗОВЫ В ПРОЕКТИРОВАНИИ И ВЫПОЛНЕНИИ ОВИК СИСТЕМ ДЛЯ КЛАССОВ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ „BSL-3“

Проект: Building X

Многолетнее сотрудничество и партнерство с одним из крупнейших научно-исследовательских парков в Нидерландах в этом году дополнено еще одним завршенным проектом – реконструкцией объекта „Building X“.

До начала пандемии, в течение 2017/2018 годов в Нидерландах появилась потребность в постройке новой многофункциональной лаборатории, которая бы могла удовлетворить государственные потребности в борьбе против новых, еще не исследованных вирусов, которые могут представлять явную угрозу здоровью нации. Имеющаяся производительность актуальной мобильной лаборатории для «быстрых ответов» устарела, как и технологичесоке оборудование. Место нахождения этого научно-технологического парка представляло собой идеальное решение.

Объект „Building X“ внутри комплекса площадью около 500м2 в основании, на 2-х этажах выбран в качестве удобной локации с соответствующей архитектурой для размещения лаборатории с соответствующим технологическим оборудованием, ОВиК системами и остальными машиностроительными и электро коммуникациями, необходимыми для исполнения условий биологической опасности класса 3 („BSL-3“) .

Идейный проект начался в 2019г. с идеей использования только цокольного и 2 этажей. В цокольном этаже объекта была запланирована лаборатория для «быстрых ответов», „Kill Tank“ помещение, электро и серверные залы, помещения для размещения процессового оборудования, офис, кухня и санузлы, в то время как на втором этаже, так называемом техническом уровне, находились ОВиК системы с воздуховодной сетью, фильтрующие единицы, компрессорная станция, машиностроительные и электро коммуникации.

С началом пандемии в том году и ускоренной необходимостью в исследовательской работе в плане вакцинации, инвесторами было принято решение оформить на первом этаже объекта 4 новых лаборатории для возможности изучения, манипуляции и хранения «живых» вирусов. Это было очень удобно с точки зрения текущей инвестиции в первоначальную лабораторию BSL класса 3. Идейный проект нужно было только масштабировать и дополнить до полной производительности объекта.

Объемы работ Termovent составили следующие системы/ части:

· Поставка и монтаж вентиляционных установок типа Higijeniс с HEPA фильтрацией и соответствующей воздуховодной сети из оцинкованных воздуховодов на притоке и нержавеющих воздуховодов на вытяжке. Общей производительностью (7 систем / 26 000 м3/ч / классы чистоты “D” и “C” по GMP)

· Поставка и монтаж источника захоложенной воды (7/12oC), изготовление тепловой подстанции с подключением к первичному контуру ТЭЦ (80/60oC), вторичный контур коммуникаций с коллекторами, циркуляционными насосами и арматурой для подключения к теплообменникам.

· Поставка и монтаж электро шкафов с автоматикой и периферийной сенсорикой, две HMI панели с ПО для управления, SCADA система мониторинга и AMS система оповещения о тревоге (с помощью SMS сообщений или электронных писем).

· Поставка и монтаж резервуара для накопления холодной санитарной и технической воды, генератора и резервуара для накопления горячей санитарной и технической воды, развод смягченной воды, а также снабжающей системы с ”booster” насосами.

· Поставка и монтаж системы деконтаминации помещений с помощью паров перекиси водорода с генератором, трубопроводом и арматурой.

· Поставка и монтаж системы пожаротушения инертным газом в зоне “BSL-3” с газовыми баллонами, трубопроводом и арматурой

· Поставка и монтаж канальных фан-конвекторов для комфортного кондиционирования офиса, кухни и других неклассифицированных помещений. Кондиционирование серверной с помощью сплит системы. Система охлаждения холодного помещения (2-8oC)

· Поставка и монтаж локальных вытяжек из лабораторных шкафов

· Валидация всех упомянутых систем в соответствии с нормами GMP.

Каждая из частей требовала отдельного внимания в процессе проектирования и выполнения работ с учетом основной характеристики каждой “BSL-3” лаборатории, а это поддержание отрицательного давления (разрежения) внутри помещений относительно внешней среды при всех условиях нормальных и аварийных режимов работы (авария).

Воздушная часть ОВиК системы должна была быть спроектирована однонаправленной, без рециркуляции. Каждая из лабораторий запроктирована с собственной, локальной вентиляционной установкой, с помощью которой поддерживаются требуемые параметры в помещении – температура, относительная влажность, давление и кратность воздухообмена. Термически подготовленный свежий воздух поступает к локальным вентиляционным установкам из центральной установки. Центральная установка подготовки свежего воздуха состояла из трех вентиляторных секций запроектированной производительности, чтобы две из трех всегда удовлетворяли потребностям номинального расхода коммуникаций, обеспечивая таким образом резервирование. Идентичный набор камер находился и на центральной вытяжке из всех помещений. Для экономии энергии тепло отработанного воздуха рекуперируется через высокоэффективные гликолевые теплообменники, установленные на основные приточные и вытяжные воздуховоды. Поскольку в основе любой биологической безопасности лежит сохранение целостности защищенной зоны, участки и поверхности, подверженные потенциальной контаминации, должны быть полностью герметизированы, то есть герметичны для внешней среды. Защитная граница состояла из канальных фильтров HEPA H14, размещенных в корпусах фильтров из нержавеющей стали. Вытяжные воздуховоды из нержавеющей стали, приваренные на каждом из стыков, образовывали единое целое с зоной загрязнения. Вытяжная воздуховодная сеть, а также корпуса HEPA фильтров должны были соответствовать строгим стандартам герметичности, аналогичным тем, которые требуются на атомных станциях.

Когда речь идет о резервировании систем и “fail-safe” проектировании, а в первую очередь о требовании в отношении поддержания отрицательного давления в помещении в любой ситуации, то хотим упомянуть о следующих иехнических решениях:

· резервирование производительности и напора главной установки свежего воздуха,

· резервирование производительности и напора главной вытяжной установки,

· обратные клапаны высокого класса герметичности на приточной ветке к BSL-3 помещениям,

· регуляторы постоянного расхода (CAV) высокого класса герметичности на приточной ветке BSL-3 помещений,

· регуляторы переменного расхода (VAV) высшего класса герметичности на вытяжной ветке BSL-3 помещений

Водная часть коммуникаций полностью соответствовала высоким требованиям в проектировании и выполнении работ, где в качестве пратнера – субподрядчика участвовала компания Instalater из Белграда. Для производства захоложенной воды предусмотрены три чиллера с воздушным охлаждением с проектной производительностью таким образом, что два из трех всегда удовлетворяют потребности номинального расхода установки, с помощью чего достигается резервирование. Захоложенная вода подается с помощью рабочего и резервного насосов по трубопроводам ко всем потребителям на объекте. В качестве источника горячей воды использовалась первичная разводка подведенная к объекту от местной тепловой подстанции, в то время как Termovent проектировал подстанцию для летнего и зимнего режимов работы, а также разводку до потребителей.
Санитарно-техническое водоснабжение осуществляется от городской водопроводной сети. Независимые резервуары с собственными «бустерными» насосами были спроектированы для поддержания давления достаточной мощности для поддержки одновременной работы всех душей, необходимых при выходе из зоны BSL. Подогрев горячей воды в отдельных емкостях решается с помощью спирально-трубчатого пароводяного теплообменника.

Электрические шкафы разработаны с использованием силового оборудования Schneider и ПЛК Siemens Simatic S7, а также карт для приема и отправки цифровых и аналоговых сигналов. Пять контроллеров ПЛК отвечают за сбор и обработку более 750 сигналов ввода-вывода различных исполнительных механизмов, периферийных устройств и датчиков. На всех локальных установках, как и на главной установке свежего воздуха использовались вентиляторы со встроенным частотным регулированием мощности двигателя производителя Ziehl-Abegg, тип GR, в то время как главная установка отработанного воздуха оборудована внешним частотным регулятором типа Danfoss и двигателем/вентилятором Ziehl-Abegg, типа ER. SCADA и ПО для управления были разработаны в сотрудничестве с нашими партнерами из Бельгии компангией Actemium из Льежа. Пользовательский интерфейс доступен с помощью:

· Двух Тач панелей (Touch panel), установленных в обоих концах технического этажа,

· Компьютера SCADA из местной операторской,

· Удаленного доступа

Одной из особенностей проекта, с которой Termovent впервые столкнулся, была система деконтаминации чистого пространства. Принцип работы разработан в сотрудничестве с партнерами – субподрядчиками по проекту, компанией Steris из США. Решение по деконтаминации пространства – с помощью открытого процесса закачки пара ~30% раствора перикиси водорода в поток приточного воздуха.

Еще одной особенностью проекта, с которой Termovent уже сталкивался на одном из предыдущих проектов для этого же клиента, было пожаротушение инертным газом в чистом пространстве. Использование спринклерных систем и неконтролируемых водяных струй для тушения пожаров в зонах BSL-3 запрещено из-за возможности контаминации окружающей среды. В данном случае разрабатываются системы пожаротушения инертным газом, разработанные компанией Tyco из Нидерландов, нашим партнером и субподрядчиком на этом проекте. Пожарная сигнализация инициирует последовательность тушения, которая работает вместе с системой ОвиК. Последовательность начинается с подготовки пространства для приема инертного газа, задача которого – связывать молекулы кислорода в помещении и тем самым тушить пожар. Система ОВиК подготавливает пространство, создавая большое разрежение в зоне пожаротушения ~ -400 Па. Газонаполненные баллоны, расположенные на техническом этаже, соединены между собой по зонам пожаротушения и распределяют газ до каждого помещения. Газ с большой скоростью наполняет пространство через сопло, установленное на потолке. После выпуска газа в комнату относительное давление в комнате поддерживается на уровне ~ -80 Па. Ни в коем случае после того, как газ заполнит комнату, нельзя нарушать каскад давления в остальной части здания. Газ задерживается в помещении в течение следующих ~ 10 минут, после чего его продувают путем аэрации (подача свежего воздуха).

Неклассифицированные помещения общего назначения кондиционируются канальными конвекторными вентиляторами, подключенными к системе управления. Подача свежего воздуха в помещения, где находятся пользователи, осуществляется из специальной вентиляционной установки с роторной рекуперацией энергии отработанного воздуха. В серверной используется классическая сплит-система, а в холодном помещении, в котором поддерживается температурный режим 2-8oC, – внешний компрессорно-конденсаторный агрегат и внутренний испаритель.
Валидация системы проводилась в соответствии с нормами GMP с лабораторией-партнером LabProva из Белграда, аккредитованной в ATS. Валидация выполнена с доказательством параметров температуры, влажности, каскадов давления и количества частиц в помещении.

Особым вызовом на этом проекте был период начала и логистической организации выполнения монтажных работ на объекте, который проходил параллельно с началом эпидемии COVID-19 в Сербии. В самый неопределенный период и во время приостановки всех поездок по Европе Termovent удалось экспортировать и доставить десятки фур с собственным оборудованием и материалами, отправить бригаду монтажников и инженеров в Нидерланды и, таким образом, удовлетворить требования клиента во время чрезвычайного положения. Благодаря системному подходу к проекту, планированию, организации и технической поддержке всех коллег, проект был успешно завершен, и клиент получил выдающийся объект, способный удовлетворить даже самые строгие требования с точки зрения стандартов биобезопасности, надежности и управления системой.

Проект в цифрах

· Начало проекта: 08.06.2020г.

· Окончание проекта: 30.12.2021г.

· TПроект включает: Вентиляционные установки, воздуховодная сеть, источники тепло и холодоснабжения, водораспределение, электро-шкафы и оборудование для автоматического управления, ПО, система деконтаминации чистого пространства, система пожаротушения инертным газом.

· Классы: D и C в соответствии с GMP классификацией

· Вентиляционные установки: Termovent Hygiene:pro

· Расход воздуха: 26 000 м3/ч

· Площадь основания чистых помещений: 500 м2

· Площадь технических помещений: 160 м2

· Площадь помещений общего применения: 230 м2

Коллеги, которые поделились с нами опытом работы над этим проектом

Slaviša-Stanković

Slaviša Stanković
Project Manager

Nemanja-Spasojevic

Nemanja Spasojevic
Project Manager

Nenad Vuković
Site Manager