smartLAB: Konzepte gegen den Platzmangel im Labor

Das Labor verändert sich. Digitalisierung, Vernetzung, Mobilität sowie neue Anforderungen - all das hat auch Auswirkungen darauf, wie das Labor der Zukunft ganz konkret gestaltet wird. smartLAB zeigt ein intelligentes Musterlabor und bietet damit eine Plattform für Wissenschaft und Industrie, um die Zukunft des Labors zu diskutieren.

"Wir arbeiten bald nur noch auf der Tischkante", stöhnt der Laborant. "Wenn ich Platz brauche, schiebe ich erst einmal die Geräte weg", spottet eine Technische Assistentin. "Meine Berichte schreibe ich lieber zu Hause als im Labor", gesteht ein anderer. Viele Laborgeräte sind kleiner geworden, andere sind groß geblieben, haben jedoch weitere Funktionen übernommen und ersetzen damit Zusatzapparate. Moderne Pipettierautomaten benötigen Reagenzien nur noch im Nano- statt im Mikrolitervolumen. Das reduziert den Platzbedarf für die Kanister mit Medien. In manchen Laboren ist Medienversorgung in die Decke oder Zwischenwände integriert. Andere haben Kühleinheiten gleich in andere Räume verlagert. Es geht natürlich auch preiswerter: An Universitätsinstituten sieht man Gefrierschränke im Gang oder unter der Treppe. Doch wie immer man sich behilft, es gibt immer neue Geräte und immer wieder ist im Labor einfach zu wenig Platz zum Arbeiten.

Wer genauer hinschaut, der kann sehen, dass der Platzmangel bereits in der Planung angelegt ist. Das ist nirgends offensichtlicher als bei Neu- und Umbauten von Laboren in öffentlichen Einrichtungen. Da werden die Arbeitsräume nach festen Funktionen von Mitarbeitern gebaut, statt nach erwartbarer Fluktuation, wechselnden Aufgaben und Arbeitsabläufen. Typisch sind fest eingerichtete Laborzimmer: hier für die Chemiker, dort für die Biologen. Drüben für die IT und Verwaltung mit den Büros. Bei Roche geht man hingegen schon seit geraumer Zeit einen anderen Weg. "Die Tätigkeiten sind vielfältiger geworden", erklärt Jürg Erb-Tanner, Standortarchitekt von Roche Basel die Änderung im Planungsvorgehen. "Wir separieren heute nicht mehr in Disziplinen, sondern in Projekte. Das bedeutet, dass unterschiedliche Disziplinen im selben Gebäude, sogar im selben Raum miteinander arbeiten. Natürlich hat das Grenzen bei den Sicherheitsvorkehrungen, aber man muss sich bei der Arbeit treffen und austauschen können - mindestens eine gute Sichtverbindung haben. Das Gebäude muss auf Änderungen in den Arbeitsabläufen reagieren können." Eine praktische Lösung ist, einen Laborraum nach dem Ballroom-Konzept zu gestalten. Je nach Bedarf kann man Zwischenwände einziehen und wieder herausnehmen, Räume vergrößern oder verkleinern, vor allem aber die benötigten Geräte je nach Bedarf zusammenstellen und einsetzen. Pionier ist der Architekt Louis Kahn. Er hat Anfang der 1960er Jahre das Salk Institute for Biological Studies im kalifornischen La Jolla gebaut und die Labore nach dem Ballroom-Prinzip eingerichtet. Das funktioniert seit über fünfzig Jahren trotz mehr Geräten, mehr Personal und veränderten Arbeitsaufgaben.

Die Küche macht es vor

Doch wie richtet man so einen Ballroom für das adaptive Labor ein? Viele praktische Ideen kann man sich heute in modernen Küchenstudios holen. Der schwedische Möbelbauer IKEA hat auf der mit einer Modellküche für das Jahr 2015 Expo Milano ein Zeichen gesetzt. Backherde mit selbstreinigenden Oberflächen und Energie sparende Haushaltsgeräte gibt es schon länger. Seit kurzem lässt sich manches fernsteuern mit einem Gerät, das man nicht einmal zukaufen muss. Es reicht eine preiswerte App für das Smartphone. Die Vorgabe für die Einrichtung der Expo-Modellküche war, auf wenig Raum eine multifunktionale Nutzung zu ermöglichen. In Mailand sah man keinen Herd mehr. Die Herdplatte ist in den Tisch integriert. Bei anderen Haushaltsgeräten ist das Gerät abgeschafft, aber die Funktion erhalten. Ein Wägefeld befindet sich ebenfalls in der Tischplatte. Die Nutzung von Technologien und Materialien, die bei Küchenmöbeln neu sind, ermöglicht neue Funktionen. Das Küchenmesser ist mit einer Kamera gekoppelt. Im Fortgang des Schneidens lassen sich in ein Display der Herdplatte Tipps einspielen, wie das Filet richtig tranchiert wird. In der Konzeptküche hat sich der Kühlschrank aufgelöst. Was gekühlt oder warm gehalten werden muss, steht jetzt im Regal. Es befindet sich getrennt nach Lebensmittel in Plastikcontainern. Ein RFID-Chip auf den Boxen sorgt für die richtige Temperierung und Lagerung, und zwar genau dem Inhalt angepasst. Die Küche der Zukunft spart nicht nur Platz, sie ist auch umweltbewusst eingerichtet. So gibt es Spülbecken, die zwischen Abwasser und Brauchwasser unterscheiden. Das eine fließt sofort ab, das andere kann noch einmal benutzt werden. Der Müllschlucker sortiert den Abfall.

Der Schritt von dort zum Labor ist eigentlich nicht weit. Doch das Gros der Laborausrüster konzentriert sich bislang auf die eigenen Produkte und technischen Möglichkeiten. Auf diese Weise entstehen zwar faszinierende Geräte, doch sind es Insellösungen, die in der Summe im Labor immer mehr Platz benötigen. Der Technologiefalle entrinnt, wer eine ganzheitliche Vorstellung entwickelt, wie Anwender den gesamten Raum nutzen. IKEA hat erkannt, dass es in Zukunft nicht mehr reicht, Möbel anzubieten. Und das bedeutet für IKEA, fremde Dinge und Anbieter im Ökosystem in die eigene Wertschöpfung zu integrieren. Verkauft werden nicht mehr Produkte, sondern der Produktnutzen.

smartLAB: Vorschläge für eine zukünftige Raumgestaltung im Labor

Ideen visualisieren, ganzheitliche Sicht, Blick über den Gartenzaun und Diskussionen anregen - das hat sich auch das smartLAB vorgenommen. Wenn heute Chemiker mit Biologen im selben Raum Seite an Seite arbeiten, wenn im Labor nicht mehr nur pipettiert, geschüttelt und gerührt wird, wenn in diesem Raum zweckdienlich laborfremde Tätigkeiten erledigt werden, wenn Personen für dieselbe Aufgabe zwischen Laboren an verschiedenen Orten hin- und herpendeln, wenn ein und derselbe Arbeitsplatz von mehreren Personen genutzt wird - wie könnte dann ein solcher Raum gestaltet werden? Modular lautet die traditionelle Antwort. Modular reicht nicht, wie die Praxis zeigt. Im smartLAB geht man dem auf den Grund und präsentiert Lösungsvorschläge.

Der Raum ist in Aktivitätszonen unterteilt, zwischen denen Personen mit wechselnden Aufgaben fluktuieren. Das Arbeitsgerät folgt den Anwendern. Die Grundstruktur bieten Hexagone, die der Labormöblierer Köttermann GmbH für das visionäre Labor smartLAB beigesteuert hat. Die sechseckigen Module bieten Möglichkeiten der flexiblen Nutzung und erzeugen insgesamt eine Platz sparende Wabenstruktur. Von der Idee bis zur Fertigstellung eines Labors vergehen zwischen acht und zehn Jahren. Danach rechnet man mit Betriebszeiten zwischen 20 und 25 Jahren. Jürg Erb-Tanner hat die Erfahrung gemacht, dass sich kluges Design von Infrastrukturen später in substantiellen Kosteneinsparungen beim Betrieb auszahlt, dann nämlich, wenn eine Anlagenänderung ansteht, hohe Handwerkerkosten anfallen, Einheiten Wochen oder gar Monate stillliegen und der Betrieb ausgelagert werden muss. Wenn es die Arbeit lähmt, sagt Erb-Tanner, könne billig ziemlich teuer sein und die Innovationskraft hemmen.

Zur Arbeitsgruppe "smartLAB - das intelligente Labor der Zukunft" gehören neben der Universität Hannover mit dem Institut für Technische Chemie und dem Laser Zentrum Hannover die Unternehmen Eppendorf, Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung, iTiZZiMO, Köttermann, Labfolder, Merck, PreSens Precision Sensing, Sartorius, Stäubli Tec-Systems Robotics sowie die Deutsche Messe AG.

Quelle: BIOTECHNICA