Senaatti Tutkimuslaitosseminaari 4.11.2013 Laboratoriotilat luonne, tehokkuus, mittaaminen Ari Pennanen Dosentti
Tutkimuslaitosseminaari Esittäjä tai muu tieto Laboratorio käsitteenä Kokeellisiin tutkimuksiin käytetty tila Sellaisia tutkimuksia tekevä laitos Yliopiston toimintayksikkö
Kalustus ja varustus ovat käyttöliittymä rakennukseen
Märkälaboratoriot Analysoidaan ja testataan liuottimien avulla kemikaaleja, bionäytteitä. Paljon käsityötä. Vettä, viemäriä, vetokaappeja. Usein tarvitsee tuekseen analyysilaitteita, jotka voidaan koota yhteiskäyttöisiksi (kromatografit, sekvenaattorit ) välinehuoltotilat ja aputilat kuten kemikaalivarastot kevyet yleislaboratoriot kuten kemian ja biologian opetuslaboratoriot tavanomaiset yleislaboratoriot kuten biologiantutkimuslaboratoriot vaativat yleislaboratoriot kuten kemian tutkimuslaboratoriot turvalaboratoriot kuten bioturvaluikitellut laboratoriot ja radioisotooppilaboratoriot
Kuivalaboratoriot Fysiikka, sähkötekniikka. Tarvitsee tuekseen laitteita, jotka voivat olla yhteiskäyttöisiä (elekrotonimikroskooppi ). Yleislaboratorioiden ohella erittäin pitkälle erikoistuneet laboratoriot (hologrammia, fluoresenssifotometria ) kevyet yleislaboratoriot kuten fysiikan perusopetuksen laboratorio tavanomaiset yleislaboratoriot kuten elektroniikan laboratorio laitehuoneet kuten erilaisten tukilaitteiden tilat mittalaitehuoneet kuten elektronimikroskopia
Olosuhdelaboratoriot Ylläpidetään normaalihuonetilasta oleellisesti poikkeavia olosuhteita. Joskus tuotetaan tilan ominaisuuksilla (olosuhdevarastot, jossa vakiokosteus ja lämpötila), usein eri kokoisilla tila- tilassa- järjestelmillä (soluviljelykaapit, inkubaattorit, olosuhdetilat ) puhdastilat vakio-olosuhde ja kasvatustilat olosuhdevarastot kuten kylmävarastot ja pakkasvarastot
Laboratorioita, joille on mahdollista kehittää yksinkertaisia tilankäytön tehokkuuden tunnuslukuja ja niiden vaihteluvälejä Oppilaitosten yleiskäyttöiset fysiikan, kemian ja biologian opetuslaboratoriot Yleiskäyttöiset märkälaboratoriot Esimerkiksi: Kemian yleislaboratorio, 16 m2 / työntekijä Suuret toimijat voivat asettaa hallinnollisilla päätöksillä tilankäytön vaihtelualueen sisään. Esimerkiksi: USA:n National Institute of Health on asettanut biolääketieteellisen laboratorion mitoitustavoitteeksi 32 m2/ labran käyttäjä. Todennettu vaihteluväli on todettu olevan 17 36 m2 /työntekijä, tutkimusalueesta riippumatta
Laboratorioita, joille on mahdollista kehittää yksinkertaisia tilankäytön tehokkuuden tunnuslukuja ja niiden vaihteluvälejä Tyypillisesti kutakin noin 16m2/biolabaratoriomodulia kohden varaudutaan seuraaviin kalusteisiin ja varusteisiin: mitoitus työtasovyöhykkeet 0,6m 0,8m molemmilla puolilla käytävää, vapaa leveys 3,0 3,2m, tilan syvyys tyypillisesti yli 5,5-6,5 m ja tyypillisen moduulin koko 16,0-18,0 m2 kerroskorkeus 3,9m+, kantavuus min. 5 kn/m2, vaatimuksia tärinälle työtason yläpuolelle lisättävissä seinähyllyt tai kaapit 1 vetokaappi / moduuli, imukärsä/ 3 m työtasoa kemikaalin kestävä pesuallas, vesipiste, silmähuuhtelu, puhdasvesipiste, 2 kpl kaasua, 1 kpl paineilmaa yleissähköteho 200w/m2 + valaistus, poikkeavat laitetarpeet selvitettävä erikseen ATK-lähiverkon pistorasiat min. 2 kpl
Laboratorioita, joille on mahdollista kehittää yksinkertaisia tilankäytön tehokkuuden tunnuslukuja ja niiden vaihteluvälejä Näidenkin osalta käyttöasteen tavoitteen asettaminen tai mittaaminen on mahdotonta ilman tutkimus/ opetusprosessin tuntemista. Käyttöastetavoitteen antaminen edellyttäisi oletusta, että toimijat toimivat tuotoksen saamiseen samoin tavoin Vakioitu toimintoprosessi Vakioitu simulaatiorobotin käyttö Käyttöastetavoitteet Labrojen määrät Tosiasiassa toimimisen diversiteetti on valtava. Jokainen toimija profiloi proasessinsa eri tavoin Ja näin on hyvä, koska tavoitteet vaihtelevat
Laboratorioita, joille on mahdotonta asettaa tilankäytön tehokkuuden yksinkertaisia mittareita ymmärtämättä toiminnan prosesseja Kaikki muut
Laboratorioita, joille on mahdotonta asettaa toiminnan tehokkuuden yksinkertaisia mittareita ymmärtämättä toiminnan prosesseja Kaksi tapaa tuottaa vakio-olosuhteita. Fytotroni ja puhdastila
Laboratorioita, joille on mahdotonta asettaa toiminnan tehokkuuden yksinkertaisia mittareita ymmärtämättä toiminnan prosesseja Laboratoriotilan asemesta analyysilaite. IPC massaspektrometri
Laboratorioita, joille on mahdotonta asettaa toiminnan tehokkuuden yksinkertaisia mittareita ymmärtämättä toiminnan prosesseja Laitelaboratorio puhdaslaboratoriossa
Laboratorioita, joille on mahdotonta asettaa tilankäytön tehokkuuden yksinkertaisia mittareita ymmärtämättä toiminnan prosesseja Henkilömitoitus ei sovellu, prosessi on tärkeämpää Useassa prosessissa henkilön jatkuva läsnäolo ei ole suotavaa (olosuhdevarastot, mikrobien kasvatusalustat, pakkastilat ) Kuvassa leijupetikaasutusta
Ymmärtämällä prosesseja on mahdollista tehostaa sekä tiloja, että koejärjestelyiden käyttöasteita. - Tila ei välttämättä ole oikea näkökulma
Joitakin yleisiä havaintoja Usein laboratorioiden kehittämisessä hitautta. Koejärjestelyt, joita ei tarvita, ei poisteta (prosessimallinnus) Perinteinen tila ei ole välttämättä paras näkökulma, tila tulisi nähdä toiminnallisena alueena, ei seinien rajaamana
Joitakin yleisiä havaintoja Henkilökunnan työpisteiden sekoittaminen laboratorioiden sekaan johtaa työpisteiden alhaiseen käyttöasteeseen ja laboratoriotekniikan toteuttamista myös toimistovyöhykkeelle
Tietotyöpisteet erotetaan laboratorioympäristöstä Laboratoriot eivät tiloja, vaan tietyillä olosuhteilla varustettua tilaa (erillispoistoa, kaasua, paineilmaa, energiaa, vettä ) Prosesseja tarkailemalla mahdollista jakaa aina uudestaan
Joitakin yleisiä havaintoja Hektisessä arkityöskentelyssä ei havaita testilaitteistojen yhteiskäyttömahdollisuutta (prosessimallinnus ja analyysilaitteet laboratorioista yhteiseen laitetilaan) Mahdollista myös ilman tilamuutoksia
Tilat tuotannon näkökulmasta Transformation Concept Material Production Labor process Products Machines Subprocess A Subprocess B
Actions modeling of spaces The client do not say how big space is needed but describes what are the actions Information model defines how big and what kind of a space (bigger, better sound insulation )
Flow concept Arvoa tuottavat toiminnot Arvoa tuottamattomat toiminnot (odottaminen, väärin tehty, varastoiminen ) Arvoa tuottamattomat toiminnot hukkaa ydintehtävän näkökulmasta Aika on yksi tuotannontekijöistä Correcting Correcting Moving Waiting Processing Inspec- Moving Waiting Processing Inspec- A tion B tion
Proposed temporal and geometric loads to the spaces Size Act 3 Size Activity 2 Size Activity 1 Value Evaluation against Strategy Ari Pennanen WORKPLACE PLANNING FLOW. NEED IS 134 M2 Present State of Commitment Bill of Activities Social environment teaching Psychotherapy teaching Ergotherapy teaching Alternatives for Value Generation - is the activity really needed? - are other activities needed? - combine activities to the same environment Space: Clinical treatment, 22 % utilization Time not in use Space: Polyclinic treatment, 8 % utilization Acuteward teaching Human ageing teaching Nursery teaching not in use Time Space: Maternity ward, 15 % utilization not in use Time
Proposed temporal and geometric loads to the spaces Size Actions 1 Actions 2 Act 3 Value Evaluation against Strategy Ari Pennanen WORKPLACE PLANNING AS VALUE GENERATION, NEED IS 75 M2. RESOURCES CAN BE ALLOCATED TO OTHER INVESTMENTS Present State of Commitment Bill of Activities Social environment teaching Alternatives for Value Generation - is the activity really needed? - are other activities needed? - combine activities to the same environment Psychotherapy teaching Space: Combined lab for ward-type activities utilization degree 45 % Ergotherapy teaching Acuteward teaching Human ageing teaching Nursery teaching Time not in use
Strategic workplace planning: Flow modeling Core activities Activity Orthopedic surgial operations Driver 1250 operations/ year Sub-activities Driver Time Polyclinic actions 3500 actions/ year 0,75 hours Endoscopial surgery 1250 operations/ year 1,1 hours Rehabilitation Polyclinic actions Orthopedic surgial operations 5500 curedays/ year 4000 visits/ year 1250 operations/ year Utilization pc m2/pc m2 degree (%) Consulting spaces Doctors's examination 22 18,1 397 75 Audition room 6 11,6 70 77 Treatment equipment store 1 12 12 Surgery spaces Preparation space 1 21 21 20 Operating theatre 1 35 35 95 Recovery place 5 9 45 60 Usable m2 580
Toimintojen ymmärtäminen Toimintojen mallintaminen Haahtela Wop Toimitilastrategia -oikea-aikaiset investoinnit -taloudelliset investoinnit -halutut palvelut -konkreettiset hankkeet Olemassa olevat tilat -Tilojen määrä -Tilojen sijainti -Tilojen ominaisuudet tukea toimintoja - Tilojen kunto Toiminnan muutosten ymmärtäminen Demografia Muutokset tavoitteissa Toiminnan (ja tekniikan) laadullinen kehittyminen Väestöennuste, Tilastokeskus 2007 20000 18848 18000 16000 14000 Ikäihmiset 75+ 11657 12000 10000 9325 Koululaiset 7-8650 15 v 8488 8835 8000 8152 8133 Opiskelijat 16-6556 6635 22 v 6000 Lapset 0-6 v 6831 4000 2000 Syntyneet 0 v 1000 997 969 0 2007 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040