Umweltstabilität und -resilienz

Bahnbrechende Forschung basiert auf modernster Technologie, klugen Köpfen und dem Wunsch, unser Verständnis von der Welt zu erweitern. Sie hängt jedoch ebenso von der präzisen Regelung zahlreicher Umgebungsparameter innerhalb eines Forschungslabors ab. Empfindliche Forschungsproben und hochspezialisierte Geräte erfordern die lückenlose Einhaltung enger Toleranzbereiche, unabhängig von den Bedingungen außerhalb des Labors. Denn bei Elektronenmikroskopie, Biosicherheit, Reinräumen und ähnlichen Bereichen gilt: Wissenschaftliche Ergebnisse sind nur so belastbar wie die Bedingungen, unter denen sie entstehen.

Hochschulen, die stabile Laborumgebungen sicherstellen können, verbessern die Reproduzierbarkeit von Experimenten. So tragen sie zu einem schnelleren Forschungsfortschritt bei und positionieren sich als verlässliche Partner für Kooperationen mit öffentlichen und privaten Institutionen: Ein leistungsstarker Kreislauf wissenschaftlicher Exzellenz entsteht. Wenn Labore stabile Bedingungen gewährleisten, liefern Forschende belastbare Ergebnisse. Diese Ergebnisse ziehen neue Partnerschaften und Fördermittel an, die wiederum den Ausbau von Einrichtungen und Kompetenzen ermöglichen und so langfristig weitere Erkenntnisse und Innovationen fördern.

Und alles beginnt damit, jeden Tag die richtigen Laborbedingungen zuverlässig bereitzustellen.

Was es für stabile Bedingungen in modernen Forschungsumgebungen braucht

Auf dem Campus arbeiten Forschungslabore selten isoliert. In den meisten Hochschulen existieren sie neben Fakultätsgebäuden, Hörsälen und sonstigen Gebäuden. Die einen neu, die anderen bereits jahrzehntealt. Gleichzeitig verlangen moderne Forschungsprotokolle enge Toleranzen, hohe Luftwechselraten, streng eingehaltene Druckverhältnisse sowie eine umfassende Dokumentation wie von Gesetzen, Normen und Vorschriften gefordert. Stabile Umgebungsbedingungen sicherzustellen bedeutet in diesem Kontext nicht, eine einzelne Variable zu regeln. Vielmehr müssen zahlreiche Systeme fortlaufend koordiniert und unter sich ständig verändernden Bedingungen geregelt werden.

James Rosner, Experte für Hochschuleinrichtungen bei Johnson Controls, erklärt: „Das dauerhafte Gewährleisten einer hohen Raumluftqualität sowie die präzise Regelung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit sind entscheidend für wissenschaftliche Durchbrüche. Wenn diese Umgebungsparameter stabil sind, können sich Forschende auf das konzentrieren, worauf es wirklich ankommt – auf neue Erkenntnisse, die unsere Gesellschaft voranbringen. Wenn die Parameter schwanken, auch nur um ein kleines bisschen, kann das erhebliche Auswirkungen haben. Proben und Daten können unbrauchbar werden und Forschungsprojekte um Jahre zurückwerfen.“

Dieses Maß an Kontrolle erfordert weit mehr als klassische Gebäudeautomation. Forschungslabore benötigen Echtzeitüberwachung, Trendanalysen, prädiktive Analytik und eine intelligente Automation, die speziell auf stabile Umgebungen und Resilienz ausgelegt ist.

Bei Johnson Controls tragen wir die Regelungstechnik (engl. „Controls“) nicht nur im Namen, sie ist fester Bestandteil unserer DNA. Und zwar seit der Erfindung des ersten elektrischen Raumthermostats durch Warren Johnson, der sich für sein Klassenzimmer eine dauerhaft angenehme Temperatur wünschte.

Der Bedarf an stabilen Umgebungen ist seither kontinuierlich gewachsen – insbesondere in kritischen Bereichen wie Forschungslaboren, die auf intelligente Regelungstechnik, fortschrittliche Automation und adaptive Systeme angewiesen sind, um für präzise Umgebungsbedingungen zu sorgen, die für zuverlässige Ergebnisse unabdingbar sind. Dieses Maß an Präzision erfordert die kontinuierliche Messung, Steuerung und Regelung von Luftstrom, Raumluftqualität, Temperatur, Druck und Luftfeuchtigkeit. Moderne Gebäudeautomationssysteme wie Metasys überwachen und regeln diese Parameter präzise und schaffen damit optimale Bedingungen für die Spitzenforschung.

Laborbedingungen sicher und zuverlässig regeln

„Laboratorien gehören zu den anspruchsvollsten Umgebungen überhaupt, wenn es um Steuerung und Regelung geht.“
        Bernard Clement, HLK- und Regelungsexperte bei Johnson Controls

Gebäudeautomationssysteme wie Metasys tragen zu stabilen und sicheren Bedingungen in Forschungslaboren bei. Sie sind der intelligente Kern Ihrer Gebäudeinfrastruktur: Heizung, Lüftung und Klima werden koordiniert und so gesteuert und geregelt, dass exakt die Umgebungsbedingungen entstehen, die Sie benötigen. Durch kontinuierliches Monitoring, prädiktive Analysen und die schnelle Reaktion auf veränderte Bedingungen kann Metasys einen zuverlässigen Anlagenbetrieb sicherstellen, die Resilienz verbessern und Ihnen dabei helfen, Anforderungen und Auflagen zu erfüllen. Für ein Plus an Sicherheit sorgen mehrfache Serverredundanz und schnelle Wiederherstellungsverfahren. Forschungsprojekte, die möglicherweise bereits über Monate oder sogar Jahre laufen, bleiben so dauerhaft geschützt.

Die Metasys Anlagenregler für kritische Umgebungen der Serien CCM und CCE sind speziell für Forschungslabore konzipierte Weiterentwicklungen der bewährten Anlagenregler CGM und CGE. Sie gewährleisten eine schnelle und präzise Reaktion auf veränderte Bedingungen, da sie verglichen mit herkömmlichen Systemen über nahezu viermal schnellere PID-Regelkreise verfügen und Analogeingänge zehnmal schneller aktualisieren. Besonders bei scheinbar einfachen Ereignissen, die jedoch in Laborumgebungen große Auswirkungen haben können, etwa dem Öffnen von Türen oder dem Bewegen von Abzügen, kann Schnelligkeit entscheidend sein. Die Metasys Anlagenregler für kritische Umgebungen sorgen so für dauerhaft konstante Umgebungsbedingungen nach Maß, die für kontinuierlichen Forschungsfortschritt erforderlich sind.

Über die reine Regelungspräzision hinaus unterstützt dieses Angebot von Johnson Controls Forschungslabore bei der Einhaltung strenger Anforderungen an Lüftung und Sicherheit, wie etwa zu Reinräumen (z. B. ISO 14644), Lüftungs- und Druckkonzepten sowie dem sicheren Umgang mit Gefahrstoffen.

Metasys Validated Environments ergänzt diese Funktionen durch die Unterstützung von Datenintegrität und Rückverfolgbarkeit. Forschungseinrichtungen können damit Compliance-Anforderungen dokumentieren und deren Einhaltung nachweisen. Metasys stärkt somit nicht nur das Vertrauen in die Qualität und Integrität wissenschaftlicher Ergebnisse, sondern auch in die Einhaltung regulatorischer Vorgaben.

HLK-Anlagen sorgen für präzise Performance. Sie müssen jedoch koordiniert werden. Dies übernimmt das Gebäudeautomationssystem Metasys. Während die technische Gebäudeausrüstung Luftstrom und Temperaturregelung bereitstellt, interpretiert Metasys kontinuierlich Umgebungsdaten, antizipiert mögliche Veränderungen und steuert die Systeme mit der Intelligenz und Geschwindigkeit, die in betriebs- und forschungskritischen Laborumgebungen erforderlich sind.

Fazit

Für wissenschaftliche Forschung und zuverlässige Ergebnisse müssen die Umgebungsbedingungen im Labor präzise und konstant eingehalten werden. Diese komplexe Aufgabe ist nur mit dem richtigen Technologiepartner realisierbar. Ob Sie ein neues Forschungsgebäude planen oder eine bestehende Einrichtung modernisieren möchten: Mit Johnson Controls sind Sie immer einen Schritt voraus.

FAQs

Wie viel Geld kann eine Hochschule mit Johnson Controls einsparen?

Mit dem richtigen System sind Energieeinsparungen von bis zu 30 % möglich. Eine führende Universität im US-Bundesstaat Georgia konnte durch datengestützte Wartung ihre Kosten um 90.000 US-Dollar senken.

Kann Johnson Controls meiner Hochschule helfen, ihre Nachhaltigkeitsziele zu erreichen?

Absolut. So haben wir beispielsweise Stanford dabei unterstützt, den Energiebedarf in der Spitze um 17 % zu senken und die Treibhausgasemissionen um 68 % zu reduzieren.

Kann Johnson Controls meiner Hochschule bei der Einbindung alternativer Energiequellen helfen?

Ja. Beispielsweise haben wir gemeinsam mit dem Southwestern Oregon Community College (SWOCC) Infrastrukturmodernisierungen im Wert von 11 Millionen US-Dollar umgesetzt, darunter die Installation von Solartechnik, um die Hochschule beim Erreichen ihrer Nachhaltigkeitsziele zu unterstützen. Darüber hinaus erwartet die Einrichtung eine Senkung ihrer Energiekosten um mindestens 35 % sowie Einsparungen von mehr als 17 Millionen US-Dollar über die gesamte Projektlaufzeit.

Ist Metasys mit Systemen und Geräten von Drittanbietern kompatibel?

Ja. Metasys basiert auf einer offenen Architektur und wurde für die Interoperabilität mit einer Vielzahl von Gebäude- und Automationssystemen unterschiedlicher Hersteller entwickelt. Das System unterstützt gängige Protokolle wie BACnet, Modbus, LonWorks und KNX. Dadurch können Hochschulen HLK-Anlagen, Beleuchtung, Brandschutz- und Sicherheitssysteme sowie weitere Gebäudefunktionen zentral über eine einzige Bedienoberfläche verwalten.