Das DZHI, eine Einrichtung des Universitätsklinikums Würzburg, macht das wachsende Problem Herzinsuffizienz in der Gesellschaft bekannt, entwickelt präventive Ansätze und realisiert neue Therapien. Mehr als 120 wissenschaftliche Mitarbeiter arbeiten in dem vom Bund geförderten Forschungszentrum, in dem Johnson Controls seine Systemerweiterung Metasys für die Überwachung und Bedienung der insgesamt 368 Brandschutzklappen in der Lüftungsanlage installiert hat.
Die Erweiterung reduziert die Brandlasten des DZHI-Gebäudes deutlich und bietet damit mehr Sicherheit. Zugleich brachte sie deutliche Einsparungen bei der Elektroinstallation mit sich: Weil damit weniger Kabel und Installationskomponenten nötig waren, konnten die Kosten dafür gesenkt werden. Außerdem erfolgt die Prüfung der Brandschutzklappen nun einfacher und komfortabel.
So wird das Brandschutzklappensystem gesteuert
Mit dem Gebäudeautomationssystem Me-tasys liegt eine Gebäudeleittechnik für Liegenschaften aller Größen vor. Sie unterstützt die offenen Kommunikationsprotokolle, darunter BACnet, OPC, XML, Modbus sowie M-Bus, und bewirkt so eine hohe Flexibilität für die Anbindung verschiedener Gewerke. Zum Einsatz kommt das Automationssystem, beispielsweise wenn die Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik (MSR-Technik) für die Bereiche Heizung, Lüftung, Kälte und Sanitär gewerkeübergreifend zentral überwacht, geregelt, gesteuert und hinsichtlich der Energieeffizienz optimiert werden soll.
In Würzburg geht Metasys noch einen Schritt weiter: Das Automationssystem steuert die Brandschutzklappen und verhindert im Brandfall die Übertragung von Feuer und Rauch durch die beidseitig an den Klappen angeschlossenen Lüftungskanäle. Ermöglicht wird dies durch eine Erweiterung des Systems, bei der alle im DZHI vorrangig dezentral angeordneten Brandschutzklappen ebenfalls dezentral, in einem einzigen Gehäuse, auf das durchgängige Feldbussystem BACnet MS/TP aufgeschaltet werden.
Die Brandschutzklappen lassen sich damit von einer zentralen Stelle aus steuern: Sie sind mit Feldbuscontrollern (BSK-Knoten) über BACnet mit einer lokalen Vorrangbedienebene (LVB) verbunden und kommunizieren miteinander, ohne dass dafür weitere zentrale Automationsstationen (DDC) nötig sind. Dies erlaubt es, die Brandschutzklappen im DZHI jederzeit zuzufahren, thermisch ausgelöste Klappen zu selektieren und die betreffende Lüftungsanlage zügig in einen sicheren Anlagenzustand zu bringen.
LVB ist die umfassende Hauptbedien- und -anzeigeebene zum Schalten und Testen aller Funktionen (Wartungsanforderung) im jeweiligen Informationsschwerpunkt. Die BSK-Knoten gewährleisten die Sicherheitsfunktionen, z. B. die Stellung der Brandschutzklappen sowie die Bedienung Peer-to-Peer ohne zusätzliche MSR-Technik.
Kommunikation über BACnet
Von der Feld- bis zur Managementebene kommuniziert die Metasys-Erweiterung über den BACnet-Standard – extra Gateways sind nicht nötig. Systeme müssen nicht mehr gekoppelt werden. Ausschließlich über das BACnet MS/TP-Bussystem halten die dezentralen BSK-Knoten Kontakt zur lokalen Vorrangbedienebene (LVB) und gewährleisten die Funktionen, die Anzeige sowie die Bedienung Peer-to-Peer ohne zusätzliche MSR-Technik. Dabei übernimmt jeder der Feldbuscontroller die Steuerung und Anzeige von maximal vier Brandschutzklappen oder maximal zwei Rauchwarnmeldern.
Eine Neuheit ist, dass die Erweiterung der Systemarchitektur anhand der Stellung einer Brandschutzklappe zwischen den Zuständen Zu“ und Thermisch ausgelöst“ unterscheidet und Rauch- beziehungsweise Brandentstehungen dadurch frühzeitig erkennen kann. Zudem könnte sie ausgelöste Rauchwarnmelder eigenständig identifizieren und die zugehörigen Brandschutzklappen automatisch schließen.
Komfortable Überwachung und Bedienung
Johnson Controls übernahm im DZHI Beratung, Projektierung, Montage und Inbetriebnahme, sodass das Zentrum alle Leistungen aus einer Hand erhielt und nur einen Ansprechpartner hatte. Auch alle BACnet-Komponenten wurden bereitgestellt – von den Controllern bis hin zu den E/A-Modulen, von der lokalen Vorrangbedienebene (LVB) bis hin zur Visualisierung der Managementebene. DZHI-Mitarbeiter überwachen die Zustände ihrer Brandschutzklappen über die Anzeige- und Bedienmodule der LVB selbst. Die IT-basierte Infrastruktur von Metasys sorgt dafür, dass ihnen alle notwendigen Informationen immer und überall zur Verfügung stehen, vor Ort und unterwegs. Der Zugriff ist über die Gebäudeleittechnik jederzeit über PC, Tablet oder Smartphone möglich, sodass alle Daten weiterverarbeitet und Energieeinsparpotenziale und Präventivmaßnahmen dort aufgezeigt werden. Die Oberfläche ist intuitiv bedienbar und individuell anpassbar. Die Datensicherung erfolgt zentral.
Fazit
Das Herzzentrum erhielt ein Brandschutzklappensystem, das alle Voraussetzungen für den energieeffizienten, wirtschaftlichen und komfortablen Betrieb erfüllt. Damit konnten die Brandlasten deutlich reduziert und zugleich bei der Elektroinstallation eingespart werden. Auch die Prüfung der Brandschutzklappen ist jetzt leichter.
Joachim Becker,
Systemvertrieb Gebäudeautomation Nordbayern bei Johnson Controls, Essen
