Kompakt informieren
- Für die Brandschutzkonzeption ist eine verbindliche Brandfallsteuermatrix unumgänglich. Als heute übliche Tabellenmatrix wird sie schnell unübersichtlich, wodurch die Pflege während der Projektlaufzeit gefährdet ist und bis zum ersten größeren Umbau unrealistisch wird.
- Mit der Software Basix existiert jetzt eine professionelle Softwarelösung, die zum Erstellen einer übersichtlichen Brandfallsteuermatrix auch für sehr komplexe Projekte geeignet ist.
- Basix unterstützt auch projektbezogen spätere Änderungen, ohne die ursprüngliche Brandfallsteuermatrix vor dem Projektabschluss zu beeinträchtigen.
Ein ins Straucheln geratenes Großprojekt wie der Flughafen Berlin Brandenburg macht es deutlich: Die hohe Komplexität der Technischen Gebäudeautomation und die wachsenden Anforderungen an den vorbeugenden Brandschutz bedürfen offensichtlich neuer Werkzeuge und einer anderen Herangehensweise.
Bei Planung, Bau und Betrieb moderner Liegenschaften spielt die Beachtung sicherheitsrelevanter Anforderungen eine immer wichtigere Rolle. Bisher eher getrennt betrachtete Gewerke müssen dafür zunehmend übergreifend geplant, errichtet, geprüft und betrieben werden. Insbesondere die Brandmeldetechnik mit den zugehörigen Anlagen und die Technische Gebäudeautomation in den Bereichen Klimatechnik, Entrauchung, Förderanlagen, Zugangswege-Steuerung und Signalanlagen etc.
BFSM im Zentrum des Brandschutzes
Ein wichtiger Aspekt ist dabei die Brandfallsteuermatrix (BFSM); qualitativ als Bestandteil einer jeden Brandschutzkonzeption und detailliert als notwendige Dokumentation der später verbauten Steuerung. Sie spezifiziert im Detail die Aktionen und das Zusammenspiel der Brandmelde- und TGA-Anlagen im Brandfall. Solche Matrizen wurden in der Vergangenheit entweder rein schriftlich und papierhaft oder in Form von Excel-Tabellen als Teil der Planungsunterlagen durch die Brandschutzingenieure erstellt. Oft auch erst im Nachgang durch die Errichter der Brandmeldeanlage (BMA) als Dokumentation der in der BMA programmierten Schaltungen.
Man spricht von einer vollständigen Brandfallsteuermatrix, wenn in ihr sämtliche Komponenten einer Melde-Linie bis hinunter zu allen von ihr direkt oder indirekt gesteuerten Komponenten der TGA abgebildet sind. Beispielhaft ausgedrückt findet man in einer vollständigen Matrix „jeden Melder und jede Klappe“ des gesamten Gebäudekomplexes in seiner angesteuerten Beziehung. Natürlich nicht nur die Brandschutzklappen, sondern alle Anlagenelemente, die im Sinne des Brandschutzkonzepts durch eine Brandmeldung automatisch zu einer Aktion veranlasst werden müssen.
Der Matrix-Begriff ist in diesem Zusammenhang naheliegend, wenn man sich vorstellt, auf der einen Achse alle Brandmelder und auf der anderen Achse alle angesteuerten Anlagekomponenten zu verzeichnen. In den Schnittpunkten wird durch „Kreuze“ angegeben, welche Anlagenkomponente durch welchen Melder letztendlich gesteuert wird Abb. 2. Freilich sieht dies in der Praxis etwas anders aus, denn bei beispielsweise 500 Meldern und 500 potenziell anzusteuernden Anlagenkomponenten – in der Praxis durchaus übliche Größenordnungen – hätte eine solche Matrix bereits 250000 Zellen; das ist so nicht sinnvoll, auch was die technische Verschaltung einer solchen Matrix betrifft.
Stattdessen werden die einzelnen Brandmelder in Meldegruppen zusammengefasst. Auch auf der TGA-Seite fasst man alle durch eine Meldegruppe gesteuerten Anlagenkomponenten über das Konstrukt Steuergruppe zusammen. Wie in Abb. 3 gezeigt – und in der Praxis regelmäßig vorkommend – können dabei mehrere Meldegruppen wiederum gemeinsam eine Steuergruppe adressieren, die ihrerseits verschiedene Anlagen steuert.
Durch diese Zusammenfassung erhält man auf den ersten Blick wieder eine Matrix mit nur zwei Dimensionen: die Melder in der einen und die Anlagenkomponenten in der anderen Dimension – doch das ist in komplexen Liegenschaften regelmäßig nicht so einfach. Die Mehrdimensionalität entsteht meist auf der TGA-Seite, denn durchaus üblich und gewollt sind Schaltungen, in denen ein und dieselbe Anlage in verschiedenen Steuergruppen vorkommt. Dabei werden die Anlagenkomponenten auch noch unterschiedlich angesteuert. Dies ist häufig bei Entrauchungsanlagen anzutreffen, die über mehrere Abschnitte wirken und je nach Brandmeldung unterschiedlich funktionieren sollen (Stichwort: Abluft-/Zuluft-Regelung).
Ein einfaches Beispiel
Um den Aufbau einer vollständigen Brandfallsteuermatrix mit Melde- und Steuergruppen besser zu veranschaulichen, ist in Abb. 3 eine sehr einfache Brandmelde- und TGA-Anlage dargestellt. Sie besteht aus drei Wirkbereichen – häufig in Brandschutzkonzepten auch als Entrauchungsbereiche bezeichnet – einer kleinen Zahl an Meldern, einem Lüftungskanal für die Räume links und rechts, die zum Kanal hin mit mehreren Brandschutzklappen versehen sind sowie Blitzlampen im Flur und einem Aufzug.
Pro Wirkbereich sind eine bestimmte Anzahl Rauchmelder verbaut. Im Flur befindet sich neben den automatischen Meldern auch ein manueller Feueralarmmelder. Die Rauchmelder jedes Wirkbereichs sind jeweils eigenen Meldegruppen zugeordnet. Der manuelle Melder im Flur hat ebenfalls seine eigene Meldegruppe.
Entsprechend eines hier angenommenen, passenden Brandschutzkonzepts, sollen die jeweiligen Brandschutzklappen geschlossen werden, wenn im zugehörigen Wirkbereich Rauch gemeldet wird. Egal welcher Rauchmelder (oder der manuelle Melder) auslöst, soll der Aufzug in eine bestimmte Evakuierungsebene fahren und zudem sollen die Blitzlampen aktiviert werden.
Um dies auch TGA-seitig abbilden zu können, werden als Hilfselemente vier Steuergruppen SG0001 bis SG0004 eingeführt, die letztendlich die Kopplung zwischen ein oder mehreren Meldelinien – hier über Meldegruppen verknüpft – und den zu steuernden Anlagen herstellt. In Abb. 4 ist die entsprechende Matrix schematisch dargestellt.
Logisch gesehen, ist eine Steuergruppe eine Art „Rufnummer“ für die an die BMA gekoppelte Gebäudeautomationsanlage (GA). Die genaue, technische Verschaltung – beispielsweise über welches Protokoll (z.B. BACnet-Adresse) – wird in der Brandfallsteuermatrix in der Regel nicht im Detail festgelegt. Hier ist nur verzeichnet, dass über die zusammenfassende Steuergruppe eine bestimmte Menge an gekoppelten Anlagen und Anlagekomponenten – also auch jede einzelne Klappe oder jeder Lüfter etc. – auf eine bestimmte Weise (öffnen, schließen, an, aus…) angesteuert wird.
Vorteile einer stets aktuellen BFSM
Die Existenz einer Brandfallsteuermatrix – derart vollständig abgebildet – hat einige auf der Hand liegende Vorteile:
- sie kann als Soll-Matrix im Rahmen der Planung als eine verbindliche Referenz für die spätere Umsetzung der BMA und TGA genutzt werden
- sie erleichtert den gewerkeübergreifenden Überblick über alle brandschutztechnisch relevanten, technischen Anlagen im Gebäude
- gewerkeübergreifende Sachverständigenprüfungen sind einfacher zu planen und durchzuführen
- im Betrieb der Anlagen – seitens der TGA und auch im BMA-Bereich – sind Auswirkungen bestimmter Maßnahmen – beispielsweise bei Wartungsarbeiten – leichter zu überblicken und Fehler zu vermeiden
- bei baulichen Veränderungen dient die Matrix als Basis für die Neuplanung bzw. als Grundlage für gegebenenfalls notwendige Anpassungen am Brandschutzkonzept
Um diese Vorteile nutzen zu können, bedarf es jedoch zweierlei: Erstens eines geeigneten Werkzeugs bzw. Mediums, um die Matrix – insbesondere für komplexe Liegenschaften – geeignet erfassen und pflegen zu können und zweitens definierter Prozesse, die sicherstellen, dass über alle Disziplinen hinweg die Matrix immer aktuell gehalten werden kann.
Was die Prozesse betrifft, so kann im Idealfall die vom Brandschutzingenieur erstellte BFSM die Basis für die Bauplanung und die spätere Errichtung der Gewerke darstellen. Die jeweiligen Errichter ergänzen dann die BFSM um technische Details und um konkrete Bezeichnungen der Anlagenkomponenten und dokumentieren damit ihre Arbeit. Die so konkretisierte Matrix kann datentechnisch als Grundlage für die Programmierung der BMA dienen und wird zudem für die Abnahme durch die Sachverständigen genutzt. Die Matrix dokumentiert nun den Ist-Stand und kann für den technischen Betrieb und den Brandschutz als Referenz dienen. Der Kreis schließt sich dann bei notwendigen Umbauten: Die Matrix kann nun als Grundlage für ein anzupassendes Brandschutzkonzept dienen und von dort aus ist sie wieder die Basis für die dann tätig werdenden Brandschutzingenieure und Architekten.
Spezialisierte Software für die Matrix
Wie die bisher gelebte Praxis zeigt, ist das Management einer nicht-trivialen Brandfallsteuermatrix in Form einer Excel-Tabelle kaum sinnvoll durchzuführen und ist – wenn mehrere Personen verschiedener Disziplinen damit arbeiten sollen – prinzipiell eine fehleranfällige Angelegenheit. Die Brandfallsteuermatrizen sind deshalb „ungeliebte Kinder“ und werden – trotz ihrer wichtigen Bedeutung – stiefmütterlich behandelt bzw. nach ihrer Ersterstellung nicht mehr aktuell gehalten.
Regelmäßig unterschätzt wird auch die bereits erwähnte Mehrdimensionalität der Verschaltung in der Brandfallsteuermatrix, die den Einsatz einer Datenbank eigentlich zwingend erforderlich macht, um die Matrix im Griff behalten zu können.
Gängige CAFM-Lösungen (Computer Aided Facility Management) sind – auch wenn man an solche zuerst denken mag – für diese Aufgabe jedoch nicht geeignet. Sie managen zwar alle Einzelkomponenten der Brandmelde- und TGA-Anlagen als Assets, ihnen fehlt jedoch als zentraler Aspekt die Abbildung der konkreten Verschaltung als Brandfallsteuermatrix.
Als eine erste Lösung auf dem Markt für die zuvor beschriebenen Problemstellungen bietet sich die Software Basix Abb. 5 der IT Frankfurt GmbH an. Diese Lösung ist im Rahmen von Neu- und Umbauprojekten des Frankfurter Flughafens in den Jahren 2011 und 2012 entstanden; ursprünglich aus Anforderungen, die ein Bau- und Planungsprojekt gemeinsam mit dem Objektbetrieb formuliert hatte und die später durch den Fachbereich für „Gewerkeübergreifende Prüfungen“ erweitert wurden.
Die Lösung erlaubt einerseits das Management eines Raumbuchs, aller Wirkbereiche, aller Anlagen, Meldegruppen, Steuergruppen etc. als Stammdaten für die Brandfallsteuermatrix. Andererseits wird basierend auf diesen Stammdaten die Brandfallsteuermatrix aufgebaut und verwaltet. Verschiedene Filterfunktionen erlauben das Recherchieren in der Matrix, beispielsweise ausgehend von einem Melder („Welche Anlagen werden wie gesteuert, wenn ein bestimmter Melder auslöst?“) als auch von einer Anlagenkomponente („Durch welche Meldelinie wird diese Komponente wie angesteuert?“) sowie weitere Such- und Visualisierungsfunktionen.
Für die Durchführung von Sachverständigenprüfungen können für ausgewählte Wirkbereiche Prüflisten erzeugt werden. Entsprechend der Beispielmatrix aus Abb. 3 sehen solche Listen wie in Abb. 6 dargestellt aus. Sachverständige erhalten einen kompakten Überblick über alle zu prüfenden Aspekte und auch Hinweise, welche Steuergruppen unabhängig vom eigentlich zu prüfenden Wirkbereich zusätzlich aktiviert werden (in der Liste durch einen Stern bei den Steuergruppen gekennzeichnet). In einer neuen Version von Basix ist eine interaktive Prüfliste geplant, die es erlauben wird, das Ergebnis einer Prüfung direkt über einen Tablet-PC zu erfassen.
Neben den Prüflisten wurde in Basix besonderen Wert auf das Management der Brandfallsteuermatrix im Rahmen von Bauprojekten gelegt. In Liegenschaften wie dem Frankfurter Flughafen kommt es regelmäßig vor, dass im laufenden Betrieb Bauabschnitte brandmelde- und automationstechnisch verändert werden müssen und mehrere Gewerke von unterschiedlichen Errichtern parallel verändert werden. Das wird durch Basix auf die Weise unterstützt, dass Ausschnitte der Matrix einem Projekt exklusiv zugeordnet und Veränderungen nur von diesem durchgeführt werden können.
Dies geschieht, ohne dass der Hauptbestand vor Projektabschluss beeinträchtigt wird. Bei Abnahmen und Sachverständigenprüfungen können dann die tatsächlichen durchgeführten Veränderungen im Unterschied zum ursprünglichen Zustand dargestellt und gesondert geprüft werden. Ist alles in Ordnung, erfolgt eine Übernahme in den Ist-Bestand. Für Dokumentationszwecke können abgeschlossene Projekte jederzeit eingesehen werden. Die Projektfunktion von Basix kann darüber hinaus auch zur reinen brandschutztechnischen Vorplanung eines Bauvorhabens genutzt werden.
Eine weitere, wichtige Funktionalität ist der Im- und Export der Brandfallsteuermatrix als Excel-Datei. Dies einerseits um den Übergang von bisher in Excel-Listen dokumentierte Matrizen in eine Datenbank-gestützte Lösung zu überführen, aber auch, um externen Errichtern eine Dokumentations-Schnittstelle zu bieten, die sie bereits gewöhnt sind. Sie dokumentieren in diesen Tabellen ihre verbauten Anlagen und die Software kann diese dann in die Datenbank importieren und dabei formale Fehler erkennen und anzeigen.
Fazit
Komplexe Zusammenhänge wie die in mittleren und großen Liegenschaften verbauten Steuermatrizen bedürfen geeigneter Werkzeuge und Methoden um sie für Planung, Bau, Betrieb, Prüfung und Dokumentation leicht handhabbar zu machen. Ein eher stiefmütterlicher Umgang damit rächt sich spätestens dann, wenn Umbauten anstehen oder Sachverständigenprüfungen bereits an veralteter Dokumentation scheitern, bevor überhaupt ein erster Test durchgeführt werden kann. Doch schon in der Ausführungsplanung von neuen Liegenschaften macht ein softwareunterstützter Aufbau der Brandfallsteuermatrix Sinn, um jederzeit den gewerkeübergreifenden Überblick zu behalten. Eine Lösung wie die hier vorgestellte Software Basix kann dabei unterstützen. •
Weitere Fachartikel zum Thema Brandschutz enthält das gleichnamige TGAdossier: Webcode 724
Lese-Tipp
Anlässlich der Light+Building 2012 hat die IT Frankfurt GmbH ein Get Together mit dem Thema „Das Ende des Inseldenkens? Neue Herausforderungen an den vorbeugenden Brandschutz und die Gebäudeautomation“ veranstaltet. Von der Podiumsdiskussion wurde eine Zusammenfassung erstellt, die über Webcode 368668 abgerufen werden kann.
Christian Männchen
ist Geschäftsführer der IT Frankfurt GmbH, 60487 Frankfurt, Telefon (0 69) 90 47 36 10, c.maennchen@it-frankfurt.com, https://www.it-frankfurt.com/
