Kompakt informieren
- Die Anforderung an die Gebäudeautomation im Stefan-Andres-Gymnasium war eine zentrale Bedienung aller TGA-Gewerke mit besonderem Fokus auf bedarfsgerechte Belüftung, Beleuchtung und Verschattung und eine Einzelraumregelung für einen energiesparenden und komfortablen Betrieb.
- Die notwendigen Informationen liefern Präsenzmelder, Helligkeits- und Temperatursensoren, Fensterkontakte, Wetterstationen mit Globalstrahlungssensoren sowie Zeit- und Ausnahmezeitpläne.
- Das Automationssystem besteht aus einem Netzwerk mit fünf Informationsschwerpunkten, 15 Automationsstationen, einem zentralen Bedienplatz, einer WEB-Visualisierung und einem übergreifenden Alarmmanagement.
Der Neubau des Stefan-Andres-Gymnasiums in Schweich im Landkreis Trier-Saarburg entstand in einem Zeitraum von knapp dreieinhalb Jahren. Geplant wurde die Technische Gebäudeausrüstung vom Ingenieurbüro Christian Förster. Raucher Building Automation hatte als Systemintegrator den Auftrag, die Gebäudeautomation der Schule einzurichten und entsprechend der Kundenwünsche zu programmieren.
Ziel war es, alle technischen Anlagen im Gebäude von zentralen Informationsschwerpunkten aus zu steuern und zu regeln und bestimmte Funktionen, wie Jalousien oder Beleuchtung, auch in den jeweiligen Räumen bedienen zu können. Durch den zentralen Aufbau mit fünf Informationsschwerpunkten besteht zudem die Möglichkeit, die Anlagen im laufenden Schulbetrieb zu warten, ohne den Unterricht zu stören.
„Um den speziellen Anforderungen einer Liegenschaft mit mehreren Gebäuden und häufig wechselnden Zeitplänen zu entsprechen, haben wir im gesamten Schulhaus eine durchgehende Gebäudeleittechnik installiert, die auf dem Fabrikat-neutralen BACnet-Standard basiert. Dies war zu Beginn des Projekts noch nicht vorgesehen, hat aber den entscheidenden Vorteil, dass die gesamte Gebäudeautomation von einem zentralen Bedienplatz aus verwaltet werden kann. Dazu gehören unter anderem die Administration von Zeitplänen und die Einstellung von Raumsollwerten, aber auch ein übergeordnetes Alarmmanagement sowie die Erfassung und Analyse von Trenddaten zur Optimierung des Komforts und des Energieverbrauchs im laufenden Schulbetrieb“, erklärt Stefan Hauter, Projektleiter beim SBC-Systempartner Raucher, einige der Vorteile der Gebäudeautomation in Bildungseinrichtungen.
Hauter: „In der Planungs- und auch noch in der Realisierungsphase können sich Anforderungen an die Gebäudeautomation wandeln – dies war auch beim Stefan-Andres-Gymnasium der Fall. Wegen ihrer großen Flexibilität ließen sich die SBC-Produkte jedoch schnell und einfach an die neuen Begebenheiten anpassen.“
Einzelraumregelung – zentral gesteuert
Präsenzmelder, die mitteilen, wenn sich Personen im Raum befinden, sowie Temperatursensoren, die das aktuelle Raumklima erfassen, ermöglichen die bedarfsgerechte Regelung der Heizungs- und Lüftungssysteme. Wetterstationen mit Globalstrahlungssensoren sorgen für eine vom Sonnenstand abhängige Ansteuerung der Jalousien.
Sollten Lehrer oder Schüler über die Fenster lüften wollen, melden die Fensterkontakte die geöffneten Fenster und regeln die Heizung entsprechend herunter. So wird Energieverschwendung unterbunden und zudem nur geheizt, wenn es notwendig ist. Die Wohlfühltemperatur lässt sich zentral durch die Hausmeister der Schule steuern – überheizte oder unterkühlte Klassenzimmer gehören damit der Vergangenheit an.
Das gesamte System ist auf einem Netzwerk aus fünf Informationsschwerpunkten mit 15 Automationsstationen von SBC aufgeschaltet. Das Netzwerk umfasst drei Gebäudeteile – darunter auch die Mensa und die Bibliothek der Schule. Alle Schnittstellen laufen in einem globalen Überwachungssystem zusammen, sodass alle Betriebsabläufe der TGA-Gewerke über eine webbasierte Visualisierung zentral abrufbar sind.
Der Hausmeister kann an seinem Rechner alle Daten und Verbrauchswerte, aber auch Alarmmeldungen abrufen. Im ersten Gebäude befindet sich die Mensa, deren Funktionen in einem Schaltschrank zusammenlaufen. In den anderen beiden Schulgebäuden befinden sich jeweils zwei Schaltschränke, in denen Lüftung, Heizung und Einzelraumregelung geregelt werden. Jeder Schaltschrank ist mit je einem Web-Panel ausgestattet. Dies vereinfacht die Wartung und Bedienung der Anlage.
Frische Luft für frische Ideen
Der Lernerfolg und die Produktivität von Schülern sind auch von der Luftqualität in den Klassenzimmern abhängig. Eine ungenügende Lüftung senkt die Konzentration und Aufnahmefähigkeit. Bemerkt wird dies aber meist erst, wenn die Grenzwerte bereits deutlich überschritten sind.
Im Neubau des Gymnasiums in Schweich wird die nötige Luftmenge in Abhängigkeit der Präsenzerfassung mithilfe von Bewegungsmeldern gesteuert.
Zusätzlich regelt eine Zeitschaltuhr, zu welchen festen Zeiten die Luft ausgetauscht werden soll. Dies ist zum Beispiel jeden Morgen vor Schulbeginn der Fall, es lassen sich aber auch Ausnahmezeitpläne hinterlegen, die flexibel und individuell anpassbar sind.
Je nach Größe und Funktion der Räume ist individuell vorgegeben, wie viel Luft zugeführt wird. Die übergeordnete SBC-Regelung gibt diese Information an die Volumenstromregler weiter. So kann die Luft in Klassenzimmern, Schulbibliothek oder Mensa je nach Bedarf geregelt werden. Bei Außentemperaturen unter 5 °C erfolgt unabhängig vom Schaltzeitenprogramm eine Zwangssteuerung der Raumlufttechnik durch einen Frostwächter, um ein Einfrieren der Lufterhitzer zu verhindern.
Der Letzte macht das Licht aus
In öffentlichen Gebäuden brennt häufig das Licht, obwohl niemand mehr vor Ort ist. Auch hier sind Präsenzmelder eine nützliche und stromsparende Lösung: Sie sorgen dafür, dass die Beleuchtung nur bis zu zehn Minuten nach der letzten Präsenzerfassung aktiv ist und sich dann selbstständig ausschaltet. Die Regelungsanlage im Stefan-Andres-Gymnasium bestimmt zudem den tageslichtabhängigen Dimmwert. Wird im Unterricht ein Film gezeigt oder eine Präsentation gehalten, lassen sich die künstliche Beleuchtung sowie die Jalousien auch manuell in den Klassenzimmern bedienen.
Sicherheit und Brandschutz
Bei einem Alarm – etwa ausgelöst durch den Ausfall einer Anlage oder durch Rauchmelder – erhält der Hausmeister eine Meldung, die auf dem Computer oder mobil geprüft werden kann. So ist sofort ersichtlich, an welcher Stelle des Systems das Problem aufgetreten ist und es kann zielgerichteter behoben werden. Schlägt ein Rauchmelder oder die Brandmeldeanlage Alarm, schaltet sich die RLT-Anlage ab, die Außen- und Fortluftklappen schließen und es erfolgt eine Meldung am jeweiligen Schaltschrank. Dies bedeutet mehr Sicherheit im Falle eines Feuers.
Kommt es zu einem Stromausfall, schalten die Schaltschränke und Automationsstationen sofort ab. Durch eine interne Pufferbatterie gehen jedoch keine Daten verloren und die Anlage geht bei Spannungswiederkehr automatisch zurück in den regulären Betrieb. Zusätzlich ist der Computer der Gebäudeleittechnik mit einer Unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) gepuffert.
Anforderungen der EnEV erfüllen
Neue Gebäude, besonders im öffentlichen Raum, müssen hohe Anforderungen hinsichtlich Energieeinsparung und -effizienz erfüllen. Die Energieeinsparverordnung (EnEV) verlangt bei neuen Gebäuden eine energieeffiziente Ausführung der Anlagentechnik. Zum 1. Januar 2016 wurde der Höchstwert für den Jahres-Primärenergiebedarf und die Obergrenze für die berechneten Mittelwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten gesenkt. Wird also eine Schule neu gebaut oder großflächig saniert, hilft eine an die Gegebenheiten und Anforderungen angepasste Gebäudeautomation dabei, diese Kennzahlen auch in der Praxis zu erreichen – so auch im Stefan-Andres-Gymnasium in Schweich.
Bautafel
Objekt
Neubau des Stefan-Andres-Gymnasiums, Schweich
Auftraggeber
Landkreis Trier-Saarburg, Trier, www.trier-saarburg.de
TGA-Planung
Ing.-Büro Christian Förster, Simmerath, www.ch-foerster.de
Systemintegrator
Raucher Building Automation, Nistertal, www.raucher-technologie.de
Automationstechnik
Saia Burgess Controls (SBC), Neu-Isenburg, www.saia-pcd.de
15 Automationsstationen PCD3.M5340
5 Micro-Browser-Panels (5,7“) PCD7.D457VTCF
Visualisierung der Anlage mit der Controls Suite Saia PG5 2.1 über Browser-Panels in den Schaltschranktüren und über Web
2 Präsenzmelder sorgen dafür, dass das Licht nur brennt, wenn Personen im Raum anwesend sind. Auch die Lüftung wird über die Präsenzerfassung gesteuert.
3 In jedem neuen Gebäudeteil des Gymnasiums befinden sich Automationsschränke, in denen die Gewerke zusammenlaufen. So ist eine zentrale Wartung möglich, ohne den Unterricht in den Klassenzimmern zu stören.
4 In der Webansicht ist sofort erkennbar, wenn Alarme oder Fehlermeldungen auftreten.
5 Je nach Situation geben die Wetterstationen im Zusammenspiel mit den Sensoren innerhalb der Gebäudeteile das Signal, ob die Beschattung aktiviert werden soll oder ob es zu windig ist und die Jalousien hochgefahren werden müssen.
