ISO 14644-1: Wie viele Messstellen braucht ein Reinraum wirklich?

Klassifizierung beginnt bei der Festlegung, nicht beim Messen

Bevor der erste Messwert entsteht, sind die entscheidenden Weichen längst gestellt: wie viele Messstellen es gibt, wo sie liegen, wie lange an jeder gemessen wird und welche Partikelgrößen überhaupt betrachtet werden. ISO 14644-1 regelt genau das – und wer diese Punkte erst bei der Auswertung nachrechnet, stellt seine Klassifizierung im Zweifel zur Disposition.

Die vier Festlegungen je Klassifizierung

Für jede Klassifizierung sind vier Punkte verbindlich zu bestimmen und zu dokumentieren:

  • Anzahl der Probenahmestellen: Sie ergibt sich aus der Reinraumfläche über Tabelle A.1 der Norm – 25 m² erfordern sieben Stellen, 64 m² zwölf, 100 m² sechzehn. Nur für Flächen über 1 000 m² gibt die Norm eine Formel an: NL = 27 × √(A / 1 000), aufgerundet auf die nächsthöhere ganze Zahl. Der Raum wird in ebenso viele gleich große Abschnitte unterteilt; je Abschnitt wird ein für ihn repräsentativer Ort gewählt. Kritische Bereiche können nach Vereinbarung zusätzlich belegt werden. Die gelegentlich zitierte Formel √(10 × A) gehört nicht hierher: Sie stammt aus ISO 14644-3, Anhang B, und gilt für das Messraster der Luftgeschwindigkeit.
  • Mindestprobenvolumen: Je Messstelle muss so viel Luft gefördert werden, dass bei einer Konzentration am Klassengrenzwert mindestens 20 Partikel der größten betrachteten Größe erfasst würden – mindestens jedoch 2 Liter, mit einer Probenahmezeit von mindestens einer Minute.
  • Betrachtete Partikelgrößen: Eine Klassifizierung gilt ausschließlich für die tatsächlich betrachteten Größen. Welche das sind, ist Teil der Festlegung und gehört in die Dokumentation – nicht jede Größe ist in jeder Klasse sinnvoll auswertbar. Werden mehrere Größen betrachtet, müssen sie sich nach 4.4 um mindestens den Faktor 1,5 unterscheiden: 0,3 µm und 0,5 µm sind zulässig, 0,4 µm und 0,5 µm nicht.
  • Belegungszustand: Die Klassifizierung gilt für einen definierten Zustand: fertiggestellt (as built), betriebsbereit (at rest) oder in Betrieb (in operation). Eine Klassenangabe ohne den zugehörigen Zustand ist wertlos.

Alle diese Vorgaben sind Mindestanforderungen. Die aus der Fläche ermittelte Anzahl an Probenahmestellen und das errechnete Probenvolumen dürfen nie unterschritten, jederzeit aber überschritten werden: zusätzliche Messstellen, längere Probenahmezeiten oder größere Volumina sind normkonform und keine Abweichung – sie erhöhen die Aussagekraft der Klassifizierung. Unzulässig ist ausschließlich der umgekehrte Weg, also weniger Proben oder kleinere Volumina als die Norm fordert.

Was mit der Ausgabe 2015 weggefallen ist

Die Revision 2015 hat die obere 95-%-Vertrauensgrenze gestrichen, die bei weniger als zehn Messstellen zusätzlich zu berechnen war. Der Anhang zur Revision hält fest, dass diese Grenze weder angemessen war noch 1999 konsequent angewandt wurde, und verwirft die zugrunde liegende Annahme einer Normalverteilung. An ihre Stelle trat ein statistisch hergeleitetes Verfahren zur Bestimmung der Stellenanzahl auf Basis eines hypergeometrischen Probenahmemodells: Die Werte der Tabelle A.1 sichern mit mindestens 95 % Vertrauen ab, dass mindestens 90 % der Fläche die Klassengrenzen einhalten. Der Wegfall der Vertrauensgrenze für sich genommen ist damit eine Erleichterung – strenger geworden ist die Klassifizierung über die deutlich höhere Zahl an Probenahmestellen: Wo die Wurzelregel der Ausgabe 1999 für 25 m² fünf Stellen ergab, fordert Tabelle A.1 heute sieben, für 100 m² sechzehn statt zehn.

Wo es in der Praxis klemmt

Die häufigsten Beanstandungen betreffen nicht die Messung selbst, sondern ihre Herleitung: eine Stellenanzahl, die noch nach der Wurzelregel der Ausgabe 1999 statt nach Tabelle A.1 bestimmt wurde und damit unter der Mindestanzahl liegt; ein Probenvolumen, das für die betrachtete Partikelgröße rechnerisch zu klein ist; zwei betrachtete Partikelgrößen, die den Mindestabstand von Faktor 1,5 nicht einhalten; eine Klassenangabe ohne Belegungszustand; oder eine baulich geänderte Raumaufteilung, ohne dass die Messstellen neu bestimmt wurden. Jeder dieser Punkte ist im Nachhinein nur durch eine Wiederholungsmessung zu heilen.

Wie Moqlero das absichert

In Moqlero sind Raumfläche, Messpunkte, Probenvolumen, Probenahmezeit, betrachtete Partikelgrößen und Belegungszustand Teil der hinterlegten Messkonfiguration und nicht Sache der Tagesform. Die Bewertung gegen die Klassengrenzwerte läuft automatisch bei der Messung, jede Überschreitung ist unmittelbar am Messpunkt sichtbar – als Hinweis für die Bewertung vor Ort, nicht als Konformitätsurteil: Maßgeblich für die Klassifizierung ist nach der Norm der Mittelwert der Einzelproben je Probenahmeort, eine einzelne erhöhte Probe kann den Ort also durchaus einhalten lassen. Die vollständige Konfiguration wird im signierten Report mitgeführt. Bei einer Inspektion ist damit nicht nur das Ergebnis belegt, sondern auch der Weg dorthin.

Eine Klassifizierung ist nur so belastbar wie die Festlegungen, die vor der ersten Messung getroffen wurden!