Ausbau der Versuchstierhaltung im Untergeschoss der Johannes Gutenberg-Universität Mainz in Trockenbauweise

Die Johannes Gutenberg-Universität Mainz baute im Rahmen einer umfassenden Sanierung das Untergeschoss eines typischen, in System-Massivbauweise errichteten Gebäudes der 1970er Jahre um und richtete dort Forschungsflächen für neurowissenschaftliche Grundlagenforschung ein. Der Ausbau im Untergeschoss für Experimentallabore sowie eine zentrale Versuchstierhaltung der Schutzstufen S1, S2 und SPF erfolgte in Trockenbauweise mit zementgebundenen Leichtbeton-Bauplatten, die eine Spezialbeschichtung für Reinraum-Oberflächen erhalten.

In medizinischen Forschungszentren werden Fragestellungen aus allen Bereichen der Medizin mit den Methoden der biomedizinischen Laborforschung und mit Tierexperimenten untersucht. Oft wird dabei unter besonderen hygienischen Anforderungen gearbeitet. Besonders hoch ist der Hygiene-Standard in den so genannten SPF- Tierhaltungen (specific pathogen free, auf Deutsch: spezifisch pathogen frei), die frei sind von bestimmten Krankheitserregern (Pathogene) wie Bakterien, Pilze oder Viren. Entsprechend sind solche Räume weitgehend von der Außenwelt abgeschottet. Mitarbeiter dürfen diesen keimarmen Bereich nur über Schleusen betreten und sich dort nur in entsprechender Schutzkleidung aufhalten, um eine Kontamination zu vermeiden. Damit beim Öffnen der Schleusen keine Keime von außen nach innen dringen können, herrscht zudem in SPF-Bereichen immer ein entsprechend gestaffelter höherer Luftdruck (Druckstufen). An Planung und Ausführung stellt dies hohe Anforderungen: Die Konstruktion muss absolut Druck- und Aerosoldicht ausgeführt werden, dauerhaft vor einer Besiedlung mit Mikroorganismen geschützt und nicht zuletzt hoch widerstandsfähig gegen Dekontaminationsmaßnahmen mit gasförmigem Wasserstoffperoxid sowie andere aggressive Reinigungs- und Desinfektionsmittel sein.

An der Universität Mainz wurde ein Altbau aus den 1970er Jahren saniert und im Untergeschoss zu einer zentralen S1, S2 und SPF-Tierhaltung umgebaut An der Universität Mainz wurde ein Altbau aus den 1970er Jahren saniert und im Untergeschoss zu einer zentralen S1, S2 und SPF-Tierhaltung umgebaut
Foto: RKD systems

An der Universität Mainz wurde ein Altbau aus den 1970er Jahren saniert und im Untergeschoss zu einer zentralen S1, S2 und SPF-Tierhaltung umgebaut
Foto: RKD systems
An der Universität Mainz wurde jetzt ein Altbau aus den 1970er Jahren saniert und gleichzeitig im Untergeschoss zu einer zentralen S1, S2 und SPF-Tierhaltung umgebaut. Der Umbau erfolgte komplett in Trockenbauweise. Es kam dabei eine gemeinsam vom Trockenbauplattenhersteller James Hardie Europe GmbH, dem Wandbeschichtungshersteller Rohde KG sowie dem Abdichtungsspezialisten RKD systems eG entwickelte Systemlösung zum Einsatz. Diese orientiert sich an der im August 2018 erschienenen VDI-Richtlinie 2083 Blatt 19, in der die Dichtheit von Containments beschrieben wird und erfüllt die Anforderungen an die Raumdichtheit für alle sieben Dichtheitsklassen sowie alle internationalen Anforderungen an die Dichtheit für BSL 4 Labore (biosafety level 4). Dies sind Hochsicherheitslabore, in denen Krankheitserreger wie Ebola-, Marburg-, Lassa- oder Nipahviren sicher untersucht werden können.

 

Trockener Ausbau mit zementgebundenen Leichtbeton-Bauplatten

 

Nach vollständiger Entkernung wurden im Untergeschoss des im Stil der 1970er Jahre errichteten Betonbaus insgesamt 25 Räume in Druckstufenhaltung mit erhöhten Hygieneanforderungen eingerichtet. Für die Wandkonstruktionen kam die zementgebundene Leichtbeton-Bauplatte „fermacell Powerpanel H2O“ von James Hardie zum Einsatz. Die beidseitig mit einem alkaliresistent beschichteten Glasfasergewebe armierten Platten mit Sandwichstruktur wurden speziell für Wand-, Decken- und Bodenkonstruktionen in Nassräumen mit dauerhafter und hoher Feuchtigkeit entwickelt. Sie können bei Innenanwendungen für Wand und Decke bis zur Wassereinwirkungsklasse W2-I (gemäß DIN 18534) eingesetzt werden.

Neben der Unempfindlichkeit gegenüber starker Feuchtebeanspruchung sind die Platten diffusionsfähig (Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl von µ = 56) und resistent gegen Schimmelpilzbefall. Die große Stabilität ermöglicht schon in einlagiger Beplankung stark belastbare Konstruktionen, die auch Anforderungen gegen Über- beziehungsweise Unterdruck, also der Luftdichtigkeit, gerecht werden. Die Widerstandsfähigkeit gegen Chemikalien oder gegen das als Flächendesinfektionsmittel eingesetzte Formaldehyd ermöglicht daneben auch die Verarbeitung für Wände und Decken mit erhöhten Hygieneanforderungen. „Powerpanel H2O“ ist nicht brennbar (Baustoffklasse A1), in zweilagiger Verarbeitung wird mit die Brandschutzklasse F 120 erreicht.

Metallständerwerk im Untergeschoss vor der Beplankung mit einer doppelten Lage aus 2 x 12,5 mm „fermacell Powerpanel H2O“ Metallständerwerk im Untergeschoss vor der Beplankung mit einer doppelten Lage aus 2 x 12,5 mm „fermacell Powerpanel H2O“
Foto: RKD systems

Metallständerwerk im Untergeschoss vor der Beplankung mit einer doppelten Lage aus 2 x 12,5 mm „fermacell Powerpanel H2O“
Foto: RKD systems
Sämtliche Wände wurden grundsätzlich mit einer doppelten Lage aus 2 x 12,5 mm der Leichtbeton-Bauplatten beplankt. Dabei setzten die Handwerker raumhohe Plattenformate ein. Die Montage erfolgte konventionell auf einer Unterkonstruktion aus CW-Ständerprofilen und UW-Anschlussprofilen mit „fermacell Powerpanel“ Schrauben im Abstand von ≤ 250 mm ohne Vorbohren. Der Achsabstand betrug maximal 62,5 cm.

Die Verarbeitung erfolgte auf entsprechend geeigneten Metallprofilen nach DIN EN 14195 sowie mit Befestigungsmitteln, die den Anforderungen an den Korrosionsschutz entsprachen. James Hardie hat hier spezielle Schrauben mit einer entsprechenden Spezialbeschichtung entwickelt. Die geforderte Korrosionsbeständigkeit wurde in umfangreichen Tests im Salzsprühnebel bestätigt. Eine optimierte Gewindeergonomie sorgt zudem für das schnelle Eindringen ohne aufwändiges Vorbohren und garantiert sicheren Halt in der Unterkonstruktion. Der Schraubenkopf lässt sich außerdem gut in der Platte versenken.

Die Platten der unteren Lage wurden stumpf gestoßen, die der oberen Lage verklebt. Dabei trugen die Handwerker den zum System gehörenden Fugenkleber in flacher Wulstform per Kartusche auf die staubfreien, gerade geschnittenen Plattenkanten auf und pressten anschließend die Kante der nächsten Platte mit Druck dagegen. Wichtig ist dabei, dass beim Zusammendrücken der beiden Plattenkanten der Kleber die Fuge komplett füllt und herausquillt. Nach etwa 12 bis 36 Stunden war der Kleber ausgehärtet. Danach konnte überschüssiges Material von den Handwerkern mit einem Spachtel oder einem breiten Stecheisen abgestoßen und der Fugenbereich nachgespachtelt werden. Wichtig war für die Handwerker bei der Verarbeitung darauf zu achten, dass die Fugenbreite nicht größer ist als 1 mm.

 

Leistungsfähige Wandbeschichtung

 

Die fertig gestellten Flächen erhielten eine Spezialbeschichtung, die speziell für Reinraumoberflächen entwickelt wurde. Diese gewährleistet einen dauerhaften Schutz gegen Besiedlung mit Mikroorganismen und bietet eine hohe Chemikalienbeständigkeit.

Unterschiedliche Beschichtungsstadien mit dem Rohde Beschichtungssystem „Top-Coat 700“ der mit „Powerpanel H2O“ beplankten Wandkonstruktionen Unterschiedliche Beschichtungsstadien mit dem Rohde Beschichtungssystem „Top-Coat 700“ der mit „Powerpanel H2O“ beplankten Wandkonstruktionen
Foto: RKD systems

Unterschiedliche Beschichtungsstadien mit dem Rohde Beschichtungssystem „Top-Coat 700“ der mit „Powerpanel H2O“ beplankten Wandkonstruktionen
Foto: RKD systems
Das eingesetzte Wandbeschichtungssystem „Top-Coat-System 700“ besteht aus einer Kombination aus Glasfaserarmierung mit Spachtelung und einer besonders widerstandsfähigen 2-Komponenten-PU-Beschchtung. Zunächst trugen die Handwerker auf den vorbereiteten Untergrund der „Powerpanel H2O“ Platten einen zum System gehörenden Kleber auf. In den Kleber legten sie das Glasgewebe blasenfrei und auf Stoß ein. Nach ausreichender Trocknung – der Hersteller Rohde KG gibt hier einen Mindestzeitraum von 24 Stunden an – spachtelten sie das Gewebe bis zur vollständigen Glätte und schnitten es nach Aushärtung ab. Anschließend erhielt die Fläche einen Zwischenanstrich, auf den im nächsten Schritt ein zweimaliger Deckanstrich als Finish aufgetragen wurde. Das in dieser Beschichtung enthaltene Silber verhindert die Besiedlung mit Mikroorganismen oder auch MRSA-Keimen. Im vorliegenden Fall wurde für den Deckanstrich die Farbe Weiß gewählt. Laut Hersteller besteht jedoch eine beinahe unbegrenzte Farbtonauswahl nach RAL, RAL-Design, NCS oder BS. Auch Sonderfarbtöne sind möglich.

 

Dichtungssystem für schnittstellenfreie Versiegelung

 

Alle relevanten Containmentschnittstellen der Wände, Türen, Böden, Autoklaven, Schleusen und Installationen der technischen Gebäudeausrüstung wurden im RKD System den baulichen Gegebenheiten vor Ort entsprechend angepasst konfektioniert und so eine zuverlässige Containmentbarriere errichtet. Im geprüften Systemaufbau in Verbindung mit dem Beschichtungssystem „TOP-Coat 700“ entsteht aufgrund kraft- und stoffschlüssiger Verbindung beider Systeme zueinander eine schnittstellenfreie Versiegelung der Räume – wie aus einem Guss.

Im geprüften Systemaufbau in Verbindung mit dem Rohde Beschichtungssystem „Top-Coat 700“ entsteht aufgrund kraft- und stoffschlüssiger Verbindung beider Systeme zueinander eine schnittstellenfreie Versiegelung der Räume Im geprüften Systemaufbau in Verbindung mit dem Rohde Beschichtungssystem „Top-Coat 700“ entsteht aufgrund kraft- und stoffschlüssiger Verbindung beider Systeme zueinander eine schnittstellenfreie Versiegelung der Räume
Foto: RKD systems

Im geprüften Systemaufbau in Verbindung mit dem Rohde Beschichtungssystem „Top-Coat 700“ entsteht aufgrund kraft- und stoffschlüssiger Verbindung beider Systeme zueinander eine schnittstellenfreie Versiegelung der Räume
Foto: RKD systems
Auch der direkte Verbund mit den Leichtbeton-Bauplatten ist mechanisch hochfest und dauerelastisch zugleich. Es werden dabei zulassungskonform alle Brandschutzanforderungen an Leitungsdurchführungen mit eine Feuerwiderstandsklasse bis F90 erreicht. Eine Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung beim deutschen Institut für Bautechnik für den verwendeten dämmschichtbildenden Baustoff „Secoflex NT-ATEX 90 G/S“ ist eine wichtige Grundlage für das modular aufgebaute RKD System. Der 2K-PUR Baustoff wird in drei Aggregatzuständen (feste Formteile, pastöse Spachtelmasse und flüssige Vergussmasse) miteinander kombiniert vor Ort eingepasst beziehungsweise adaptiert. Das RKD System sichert zuverlässig die jeweiligen Schutzziele bis hin zur biologischen Schutzstufe 4 i.V.m. den erhöhten Hygieneanforderungen, Druckkaskaden, der chemischen Beständigkeit und des Brandschutzes. Das System wird zur Validier- und für Revisionierbarkeit mit einem Raum- und Schottbuch dokumentiert und der Nutzer entsprechend für Nachbelegungen eingewiesen.

 

Fazit

 

Der im Rahmen der Sanierung erfolgte Ausbau von SPF Tierhaltung in einem Bestandsgebäude der Universität Mainz zeigt, dass die Vorteile der Trockenbauweise – flexible und platzsparende Wandkonstruktionen, variable Grundrisse, kurze Bauzeiten – auch in hochsensiblen Forschungsbereichen genutzt werden können.

 

Autorin

Rita Jacobs führt ein PR-Büro mit Schwerpunkt Bau und Architektur in Düsseldorf. Sie unterstützt die Firma James Hardie Europe GmbH bei der Pressearbeit für die Marken Fermacell, James Hardie und Aestuver und arbeitet als freie Journalistin unter anderem für die Zeitschrift bauhandwerk.

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