Elektrische Anlagen sind die Hauptbestandteile von Reinräumen und stellen wichtige öffentliche Energieversorgungseinrichtungen dar, die für den normalen Betrieb und die Sicherheit von Reinräumen jeglicher Art unverzichtbar sind.
Reinräume sind ein Produkt moderner Wissenschaft und Technik. Mit dem rasanten Fortschritt in Wissenschaft und Technik entstehen ständig neue Technologien, Prozesse und Produkte, und die Produktpräzision steigt kontinuierlich, wodurch immer höhere Anforderungen an die Luftreinheit gestellt werden. Reinräume werden heute in der Fertigung und Forschung von Hightech-Produkten wie Elektronik, Biopharmazeutika, Luft- und Raumfahrt sowie in der Präzisionsinstrumentenherstellung weit verbreitet eingesetzt. Die Luftreinheit im Reinraum hat einen großen Einfluss auf die Qualität von Produkten mit Reinheitsanforderungen. Daher muss der einwandfreie Betrieb der Luftreinigungsanlage gewährleistet sein. Es ist bekannt, dass die Qualifizierungsrate von Produkten, die unter Einhaltung der vorgegebenen Reinheitsanforderungen hergestellt werden, um 10 bis 30 % gesteigert werden kann. Bei einem Stromausfall wird die Raumluft schnell verunreinigt, was die Produktqualität erheblich beeinträchtigt.
Reinräume sind relativ abgeschlossene Bereiche, die hohe Investitionen und Produktkosten erfordern und einen kontinuierlichen, sicheren und stabilen Betrieb voraussetzen. Ein Stromausfall in den elektrischen Anlagen eines Reinraums unterbricht die Luftzufuhr, die Frischluft kann nicht erneuert und schädliche Gase nicht abgeführt werden, was die Gesundheit des Personals gefährdet. Selbst ein kurzzeitiger Stromausfall führt zu einem kurzzeitigen Stillstand und damit zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten. Elektrische Geräte mit besonderen Anforderungen an die Stromversorgung in Reinräumen sind üblicherweise mit einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) ausgestattet. Zu den Geräten mit besonderen Anforderungen an die Stromversorgung zählen insbesondere solche, die diese Anforderungen auch mit automatischer Notstromversorgung oder Notstartfunktion des Dieselgenerators nicht erfüllen können; Geräte, die die Anforderungen mit herkömmlichen Spannungs- und Frequenzstabilisierungsanlagen nicht erfüllen können; computergestützte Echtzeit-Steuerungssysteme und Kommunikationsnetzwerk-Überwachungssysteme usw. In den letzten Jahren kam es in Reinräumen im In- und Ausland aufgrund von Blitzeinschlägen und plötzlichen Laständerungen häufiger zu Stromausfällen, die erhebliche wirtschaftliche Verluste verursachten. Der Grund ist nicht der Hauptstromausfall, sondern der Ausfall der Steuerstromversorgung. Die elektrische Beleuchtung spielt auch bei der Reinraumplanung eine wichtige Rolle. Aufgrund der Art der Produktion von Reinraumprodukten finden in Reinräumen in der Regel präzise visuelle Arbeiten statt, die eine hochintensive und qualitativ hochwertige Beleuchtung erfordern. Um gute und stabile Lichtverhältnisse zu gewährleisten, müssen neben der Lösung einer Reihe von Problemen wie Lichtform, Lichtquelle und Beleuchtungsstärke auch die Zuverlässigkeit und Stabilität der Stromversorgung sichergestellt werden. Aufgrund der Luftdichtheit des Reinraums ist neben der Stromversorgung auch eine kontinuierliche und stabile Beleuchtung erforderlich. Diese gewährleistet den sicheren und zuverlässigen Betrieb der Reinraumanlagen sowie die reibungslose und sichere Evakuierung des Personals im Notfall. Notbeleuchtung, Notbeleuchtung und Evakuierungsbeleuchtung müssen gemäß den Vorschriften ebenfalls vorhanden sein.
Moderne Reinräume der Hightech-Industrie, wie sie beispielsweise in der Produktion von mikroelektronischen Produkten, Elektronik, Biomedizin, Luft- und Raumfahrt, Präzisionsmaschinen, Feinchemikalien und anderen Produkten eingesetzt werden, stellen nicht nur immer höhere Anforderungen an die Luftreinheit, sondern erfordern auch große Flächen und Spannweiten. Viele Reinräume sind daher in Stahlkonstruktionen ausgeführt. Die Produktion von Reinraumprodukten ist komplex und läuft rund um die Uhr. Viele Produktionsprozesse erfordern den Einsatz verschiedener hochreiner Substanzen, darunter auch brennbare, explosive und giftige Gase oder Chemikalien. Die Luftkanäle der Reinraum-Klimaanlage, die Abluftkanäle der Produktionsanlagen und diverse Gas- und Flüssigkeitsleitungen sind eng miteinander verflochten. Im Brandfall breitet sich das Feuer über die verschiedenen Luftkanäle rasend schnell aus. Gleichzeitig kann die entstehende Wärme aufgrund der hohen Dichtigkeit des Reinraums nur schwer abgeleitet werden, wodurch sich das Feuer rasant ausbreitet und schnell verbrennt. Hochtechnologische Reinräume sind in der Regel mit einer Vielzahl teurer Präzisionsgeräte und -instrumente ausgestattet. Aufgrund der hohen Reinheitsanforderungen an Personen und Objekte sind die Wege in Reinräumen oft verwinkelt und schwer zugänglich. Daher gewinnt die korrekte Konfiguration der Sicherheitseinrichtungen in Reinräumen bei deren Planung, Bau und Betrieb zunehmend an Bedeutung. Auch die Betreiber von Reinräumen sollten diesem Aspekt besondere Aufmerksamkeit widmen.
Um die Anforderungen an die Reinraumproduktion zu gewährleisten, wird üblicherweise ein verteiltes Computerüberwachungssystem oder ein automatisches Steuerungssystem eingesetzt. Dieses System überwacht die verschiedenen Betriebsparameter und den Energieverbrauch der Reinraum-Klimaanlage, der Stromversorgung und der Zufuhrsysteme für hochreine Materialien. Verbrauch und andere Parameter werden angezeigt, angepasst und gesteuert, um die strengen Anforderungen des Reinraumproduktionsprozesses zu erfüllen und gleichzeitig die Produktion der spezifizierten Produkte in garantierter Qualität und Menge bei möglichst geringem Energieverbrauch (Energieeinsparung) zu gewährleisten.
Die wichtigsten elektrischen Anlagen umfassen: Stromumwandlungs- und -verteilungsanlagen, Notstromaggregate, unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV), Umrichter und Frequenzumrichter sowie Übertragungs- und Verteilungsleitungen für Starkstromsysteme; Telefonanlagen, Rundfunkanlagen, Alarmanlagen usw. für Kommunikationssicherheitssysteme. Katastrophenschutzanlagen, zentrale Überwachungssysteme, integrierte Verkabelungssysteme und Beleuchtungssysteme sind ebenfalls Bestandteil der Anlagen. Elektroplaner für Reinräume können durch den Einsatz moderner Elektrotechnik, moderner Steuerungstechnik und computergestützter Überwachungstechnik nicht nur eine kontinuierliche und zuverlässige Stromversorgung gewährleisten, sondern auch die Produktion, Steuerung, Verteilung und Überwachung automatisierter Reinräume ermöglichen. Hochwertige Befestigungselemente sind erforderlich, um den reibungslosen Betrieb der Produktions- und Hilfsanlagen im Reinraum sicherzustellen, Störungen zu vermeiden und ein optimales Produktions- und Arbeitsumfeld zu schaffen.
Veröffentlichungsdatum: 30. Oktober 2023