Neue Massstäbe für sichere und effiziente Life-Science-Labore

Siemens hat kürzlich die Ergebnisse der zwischen November 2024 und Februar 2025 durchgeführten Studie zur Laborlüftung vorgestellt, die gemeinsam mit der H. Lüdi + Co. AG und der Hochschule Luzern als unabhängigem Prüfinstitut realisiert wurde. Das unter dem Namen PEARL geführte Projekt gilt als erster weltweiter Vergleichstest, in dem unterschiedliche Lüftungs- und Luftverteilungssysteme für Labore unter kontrollierten, realen Bedingungen gegeneinander getestet wurden.​

Getestet wurden drei verschiedene Luftzufuhranlagen in sieben Konfigurationen, die unter identischen Bedingungen geregelt und bis an ihre Leistungsgrenzen gefahren wurden. Die so gewonnenen Daten ermöglichen detaillierte Aussagen zu Sicherheit und Kontaminationskontrolle, Benutzerkomfort, Systemflexibilität, Anpassungsfähigkeit und Lüftungseffizienz.​

Präzise Volumenstromregelung hilft Kosten sparen

Zentrales Ergebnis der Studie ist die Bedeutung einer präzisen Volumenstromregelung: Eine Überversorgung mit Luft kann kontrollierte Bedingungen stören, Kosten in die Höhe treiben und CO₂-Emissionen steigern. In einigen Szenarien genügte weniger als die Hälfte der üblichen Luftmenge, was die Belüftungseffizienz um 45 Prozent verbesserte und die Abführung gefährlicher Gase und Wärme optimierte.​

Zugleich verkürzte ein besser gesteuerter Luftvolumenstrom die Erholzeit nach simulierten Verschüttungen um bis zu 29 Prozent, was Anwendersicherheit und Komfort direkt erhöht. PEARL empfiehlt daher, Labore nicht mehr für einen starren Einsatzzweck zu planen, sondern als skalierbare Umgebungen der nächsten Generation mit Lasten von null bis 300 Watt pro Quadratmeter auszulegen.​

Parallel zu den physischen Tests erstellte Siemens ein digitales Modell des gesamten Versuchsaufbaus und simulierte die Testreihen. Der Abgleich mit den realen Messungen bescheinigt dem digitalen Zwilling eine hohe Genauigkeit und ermöglicht es, zukünftige Labordesigns bereits virtuell hinsichtlich Leistung, Sicherheit und Komfort zu optimieren.​

Für mehr Energieeffizienz in Laboren

Vor dem Hintergrund wachsender Forschungsinvestitionen und einer steigenden Zahl biotechnologischer Projekte soll PEARL helfen, den weltweiten Bedarf an sicheren, flexiblen und energieeffizienten Laborflächen zu decken. Allein im Vereinigten Königreich werden in den kommenden fünf Jahren zusätzlich rund eine Million Quadratmeter Laborfläche benötigt, um den prognostizierten Bedarf zu erfüllen.​

Auf Basis der Studienergebnisse hat Siemens das modulare Smart Lab Ecosystem weiterentwickelt, das hochgradig anpassungsfähige Laborumgebungen von der Grundlagenforschung bis zum Hochsicherheitslabor ermöglicht. Die Plattform soll die Planung und Konfiguration von Laboren bis zur Biosicherheitsstufe 2 um bis zu 80 Prozent beschleunigen und Kunden eine schlüsselfertige, zukunftssichere Infrastruktur bieten.

Quelle: Siemens Schweiz