Projekt Julius-Springer-Schule, Heidelberg. Gebäudeautomation. - Funktionsbeschreibung -

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1 Projekt Julius-Springer-Schule, Heidelberg Gebäudeautomation - Funktionsbeschreibung - IGP INGENIEURGESELLSCHAFT FÜR TECHNISCHE AUSRÜSTUNG MBH KARLSRUHER STR PFORZHEIM TEL * FAX * igp@igp-gmbh.de Stand:

2 Projekt-Nr.: Funktionsbeschreibung Gebäudeautomation Inhalt 1 PROJEKTBESCHREIBUNG ÜBERBLICK ANLAGENSPEZIFISCHE BESCHREIBUNG WÄRMEERZEUGUNG Erläuterung Auslegungsparameter Wärmeübertragung GRUPPE STATISCHE HEIZFLÄCHE ANLAGENAUFBAU HEIZKREIS REGELUNGS- UND STEUERUNGSFUNKTIONEN Witterungsgeführte Vorlauftemperaturregelung Rücklauftemperaturbegrenzung Zeitprogramm (Tagbetrieb / Nachtbetrieb), für jede Gruppe separat einstellbar ABGANG RLT-ANLAGEN ANLAGENAUFBAU HEIZREGISTER BRANDSCHUTZKLAPPEN (BSK) Versorgungskreis Regelungs- und Steuerungsfunktionen REGELUNGS- UND STEUERUNGSFUNKTIONEN Ein- und Ausschaltbedingungen Zeitprogramm (Tagbetrieb / Nachtbetrieb), für jede Gruppe separat einstellbar AUFSCHALTUNG VON MELDUNGEN EXTERNE MELDUNGEN GEBÄUDEAUTOMATION UND GEBÄUDEMANAGEMENT GEBÄUDEAUTOMATION ALLGEMEIN, ANFORDERUNGEN BACnet SCHNITTSTELLEN AUTOMATIONSSYSTEME, SCHALTSCHRÄNKE ÜBERTRAGUNGSNETZE UND INFRASTRUKTUR: RAUMAUTOMATION Seite 2 von 10

3 Projekt-Nr.: Funktionsbeschreibung Gebäudeautomation 1 PROJEKTBESCHREIBUNG 1.1 Überblick Die ehemalige Schule der amerikanischen Streitkräfte in der Mark Twain Village in Heidelberg-Rohrbach soll künftig als Berufs- und Gewerbeschule (Ersatz für Julius- Springer Schule) genutzt werden Bauvorhaben: Umbau der bestehenden Mark-Twain-Schule für Julius-Springer-Schule Ort: Heidelberg Bauherr : Stadt Heidelberg, vertr. durch AMT 20 Architekt LPH 5: PASD Architekten, Hagen Die Schule besteht aus mehreren Gebäuden. Davon werden saniert: - Hauptgebäude (ehemalig High School) bestehend aus West-, Nord- und Ostflügel. - Nebengebäude (ehemalig Elementary School ) - die jetzige Lehrküche in der ES wird in eine Catering-Küche umgebaut die zugehörige Umkleiden sind unmittelbar zugeordnet Die Gebäude bestehen aus dem - Kriechkeller ( nur Hauptgebäude teilweise) - Erdgeschoss - 1. Obergeschoss - 2. Obergeschoss - Dachgeschoss (nur Hauptgebäude) Seite 3 von 10

4 Projekt-Nr.: Funktionsbeschreibung Gebäudeautomation 2 ANLAGENSPEZIFISCHE BESCHREIBUNG 2.1 Wärmeerzeugung Erläuterung Die Beheizung erfolgt über die vorhandene Fernwärmeversorgung der SW HD. Die Station bleibt vorerst unverändert. Der Betrieb war über die vergangenen Jahre sicher gestellt. Die Heizungsverteilung in der Heizzentrale wird komplett neu aufgebaut. Es kommen Hocheffizienzpumpen zum Einsatz. VL Temperaturregelung erfolgt nach Gruppen je Gebäudeteil und zum Teil nach Himmelsrichtungen. Die Wärmezählung der Gruppen erfolgt nach abgestimmten Messschema der SW HD Auslegungsparameter Außenluftzustände Winter: Außenlufttemperatur -12 C Außenluftfeuchte 90 % r.f. Sommer: Außenlufttemperatur +33 C Außenluftfeuchte: Wärmeübertragung 40 % r.f. Der Großteil der Heizkörper im Bestand bleibt erhalten und wird nicht ausgetauscht. Die Verteilung im Hauptgebäude wird im EG in der Zwischendecke Flur neu aufgebaut. Die Stränge werden in den Zwischendecken Flur neu angebunden. Es kommen absperr- und regulierbare Armaturen zum Einsatz. Ein hydraulischer Abgleich wird durch das Gewerk Heizung durchgeführt. Die Verteilung zu den Strängen im Nordflügel bleibt im UG erhalten, neue Armaturengruppen sind vorgesehen. In der Elementary School wird die vorhanden Versorgung über Erdreich weiter genutzt, Anbindung und Neuaufbau erfolgt im kleinen Technikraum EG an der Außenseite. Gruppenregelung auch hier für Nord- und Südseite des Gebäudes. Der Anbau im EG kommt zur Gruppe Nordseite. Seite 4 von 10

5 Projekt-Nr.: Funktionsbeschreibung Gebäudeautomation 3 GRUPPE STATISCHE HEIZFLÄCHE 3.1 Anlagenaufbau Folgende Gruppen entsprechen dem nachstehenden Aufbau: Hauptverteiler: Ostflügel Nordseite Ostflügel Südseite Westflügel Südseite Westflügel Nordseite Nordflügel UG Unterverteiler Elementary school: Statische Heizung Elementary school 3.2 Heizkreis Heizkreis mit Misch-Regelventil, Umwälzpumpe, Vor- und Rücklauftemperaturfühler 3.3 Regelungs- und Steuerungsfunktionen Für die Regelung der Gruppen ist für jede Gruppe jeweils ein Temperaturfühler in einem Referenzraum vorzusehen Witterungsgeführte Vorlauftemperaturregelung Der Sollwert der Vorlauftemperatur wird vom Regler aus der aktuellen Außentemperatur und den eingestellten Werten der Heizkennlinie (Steilheit EF und Parallelverschiebung der Heizkennlinie KH) errechnet. Dieser Wert gilt innerhalb der Nutzungszeit (Tagbetrieb). Außerhalb der Nutzungszeit (Nachtbetrieb) wird der errechnete Wert des Vorlauftemperatur-Sollwertes um den vorgegebenen Betrag der Nachtabsenkung (NH) reduziert. Alle Messwerte und Meldungen sind auf die MSR-Technik (DDC) aufzuschalten und an das Gebäudemanagementsystem zur Visualisierung zu übergeben. Steilheit der Heizkennlinie EF, Parallelverschiebung der Heizkennlinie KH sowie Betrag der Nachtabsenkung NH wird in Abstimmung mit dem Auftraggeber noch bekannt gegeben Rücklauftemperaturbegrenzung Die Rücklauftemperatur wird maximalbegrenzt. Eine Überschreitung der als Grenzwert vorgegebenen Rücklauftemperatur führt zur Absenkung der Vorlauftemperatur dieses Regelkreises Zeitprogramm (Tagbetrieb / Nachtbetrieb), für jede Gruppe separat einstellbar Montag Dienstag Mittwoch Donnerstag Freitag Samstag Sonntag Beginn 1: : : : : : : : Ende 1: : : : : : : : Beginn 2: : : : : : : : Ende 2: : : : : : : : Seite 5 von 10

6 Projekt-Nr.: Funktionsbeschreibung Gebäudeautomation 4 ABGANG RLT-ANLAGEN Folgende Gruppen entsprechen dem nachstehend erläuterten Aufbau: Hauptverteiler in High-School: Lüftungsregister Dachgeschoss Unterverteiler Elementary-School: Lüftungsregister Küche 4.1 Anlagenaufbau Die Steuerung und Regelung der RLT- Geräte erfolgt mittels eines eigenen kommunikativen Prozessors. Dieser ist Bestandteil der Raumlufttechnik und wird in dezentrale Schaltschränke eingebaut und kommuniziert mit dem Netzwerk der Gebäudeautomation via BACnet. Die wichtigsten Meldungen sowie die Freigabe erfolgen zusätzlich über Hardwarekontakte. Die Art und der Umfang der Meldungen sind den Automationsschemata zu entnehmen. 4.2 Heizregister Die dezentralen RLT-Anlagen für die WC s erhalten keine Heizregister nach Vorgabe des Auftraggebers. In der RLT-Anlage Küche wird ein Heizregister vorgesehen, ebenso in der zentralen RLT-Anlage für die WC-Anlagen der High-School. Die Regelung der Einspritzschaltung erfolgt durch die autarke Regelung der Lüftungsgeräte. 4.3 Brandschutzklappen (BSK) Die BSK werden standardmäßig mit Endlagenschalter und Federrücklauf Von jeder BSK ohne Federrücklaufantrieb wird die Meldung Zu auf die Automationsstation aufgeschaltet. Bei Brandschutzklappen mit Federrücklaufantrieb wird die Meldung Auf - und Zu auf die Automationsstation aufgeschaltet. Die Stellungsmeldungen sind einzeln auf der GLT anzuzeigen. Brandschutzklappen mit Federrücklaufantrieb werden über den oben beschriebenen Kontakt von der Brandmeldezentrale geschlossen und nach Rücksetzen des BMZ- Kontaktes von Hand über die DDC wieder geöffnet. Zusätzlich wird ein Wartungslauf programmiert, der von Hand über die GLT aktiviert werden kann. Die Rückmeldung "Auf" bzw. "Zu" muss je BSK in einem vorgegebenen Zeitfenster erfolgen. Erfolgt die Rückmeldung nicht innerhalb der eingestellten Zeit, wird eine Störmeldung (Laufzeitfehler) auf der GLT erzeugt. Damit diese Funktion auch bei laufender Anlage ausgeführt werden kann, sind die BSKs in mehrere Gruppen zusammen zu fassen. Brandschutzklappen in den Hauptkanälen schalten die Lüftungsanlage hardwareseitig ab. Seite 6 von 10

7 Projekt-Nr.: Funktionsbeschreibung Gebäudeautomation Versorgungskreis Anschluss mit Förderpumpe, Vor- und Rücklauftemperaturfühler Regelungs- und Steuerungsfunktionen Aufschaltungen Bedingt durch die autarke Regelung der RLT-Anlagen ist der Betrieb durch Aufschaltung übergeordnet zu ermöglichen. Eine Temperaturregelung erfolgt nicht. Der Abgang stellt lediglich das Heizmedium für die nachgeschalteten RLT-Anlagen zur Verfügung. Die installierten Temperaturfühler (Vor- und Rücklauf) haben überwachende und informative Funktion. Alle Messwerte sind auf die MSR-Technik (DDC) aufzuschalten und an das Gebäudemanagementsystem zur Visualisierung zu übergeben. Die nachgeschalteten Lüftungsgeräte erhalten eine autarke Regelung. Es sind folgende Funktionen als Aufschaltung per BACnet vorzusehen: Betriebsmeldung Störmeldung Freigabe 4.4 Regelungs- und Steuerungsfunktionen Ein- und Ausschaltbedingungen Zum Ein- und Ausschalten der Anlagen wird jeweils ein Tages- und Wochenzeitschaltprogramm zu Grunde gelegt. Pro Tag müssen mehrere Zeitzonen zur Verfügung stehen. Alle Meldungen sind auf die MSR-Technik (DDC) aufzuschalten und an das Gebäudemanagementsystem zur Visualisierung zu übergeben Zeitprogramm (Tagbetrieb / Nachtbetrieb), für jede Gruppe separat einstellbar Montag Dienstag Mittwoch Donnerstag Freitag Samstag Sonntag Beginn 1: : : : : : : : Ende 1: : : : : : : : Beginn 2: : : : : : : : Ende 2: : : : : : : : Seite 7 von 10

8 Projekt-Nr.: Funktionsbeschreibung Gebäudeautomation 5 AUFSCHALTUNG VON MELDUNGEN 5.1 Externe Meldungen Die Gewerke Elektro und Sanitär stellen Betriebs- und Störmeldungen als potentialfreie Kontakte bereit, die auf die MSR-Technik (DDC) aufgeschaltet und auf der GLT visualisiert werden. Für diese Meldungen sind von der MSR-Technik (DDC) geeignete Aufschaltmodule vorzusehen. Dazu zählen unter anderem: Hebeanlage, Gewerk Sanitär Druckerhöhungsanlage, Gewerk Sanitär Störmeldungen Gewerk Elektro Brandmeldeanlage Gewerk Elektro Weitere Details sind in den Datenpunktlisten zu finden. Seite 8 von 10

9 Projekt-Nr.: Funktionsbeschreibung Gebäudeautomation 6 GEBÄUDEAUTOMATION UND GEBÄUDEMANAGEMENT 6.1 Gebäudeautomation allgemein, Anforderungen Das der Ausschreibung beiliegende Pflichtenheft der Stadtwerke Heidelberg ist als grundlegender Leitfaden zu erfüllen. Die Geräte des Systems sind bei Raum-Umgebungstemperaturen von 0 bis 40 C und bei einer relativen Feuchte von 20 bis 90% uneingeschränkt funktionsfähig. Alle Anlagenteile müssen hinsichtlich der Funkentstörung dem Funkentstörungsgrad B und den letztgültigen VDE-Bestimmungen 0875 entsprechen. Das DDC- Automationssystem muss so ausgebaut werden, dass bei Netzausfall kein Datenverlust auftritt. Bei Netzwiederkehr schaltet es sich automatisch wieder ein, entsprechende Pufferungen über Batterien sind vorzusehen. Das DDC- System bietet folgende Regelalgorithmen: P, PI, PID. Soweit nicht anders beschrieben, sind PI- Regler zu aktivieren. Alle Messwerte müssen mindestens 3-stellig mit einer Stelle hinter dem Komma, Vorzeichen und Einheit richtig auf der Bedieneinheit angezeigt werden. Für jeden Messwert müssen Grenzwerte (fest oder gleitend) eingegeben und angezeigt werden können. Dabei muss eine Zuordnung von mehreren Grenzwerten je Messwert (z. B. für Stufenschaltung) möglich sein BACnet Die einheitliche Kommunikation zwischen der Management-Ebene und den Automations-stationen erfolgt mittels BACnet Datenkommunikationsprotokoll gemäß ANSI/ASHRAE Spezifikation, Rev. 1.9 Die einzelnen Automationsstationen sind untereinander ebenfalls in der Lage, mit dem BACnet-Protokoll peer-to-peer zu kommunizieren. Als Hardware-Kommunikations-Layer wird BACnet-IP unterstützt. Zusätzlich besteht für Modemfunktionalitäten die Möglichkeit, ein BACnet PTP Modem sowohl auf Automations- als auch auf der Management-Ebene einzusetzen. 6.2 Schnittstellen Alle Schaltschränke, die dezentralen Einheiten sowie die Informationsschwerpunkte werden durch das Gewerk Elektrotechnik unter Beachtung der Selektivität und des Überspannungsschutzes eingespeist. 6.3 Automationssysteme, Schaltschränke Die Steuerung, Regelung und Überwachung der betriebstechnischen Anlagen erfolgt durch frei programmierbare Automationsstationen (AS), die gemeinsam mit den Leistungsbaugruppen, in Schaltschränken, sogenannten Informationsschwerpunkten (ISP), installiert sind. Die ISPs sind in den zugehörigen Technikzentralen (siehe Regelschemata) angeordnet. Die Informationsverarbeitung innerhalb der Automationsstationen erfolgt digital - Direkt Digital Control (DDC). Die Automationsstationen kommunizieren untereinander und sind mit der Managementebene über das BACnet-Protokoll (BACnet/IP) verbunden, müssen jedoch auch bei Ausfall der übergeordneten Kommunikation völlig autark funktionieren. Die autarken Automationsstationen sind mittels Switch über BACnet/IP verbunden. Seite 9 von 10

10 Projekt-Nr.: Funktionsbeschreibung Gebäudeautomation Die Automationsstationen dienen der Verarbeitung von physikalischen und virtuellen Informationen, um die Aufgaben zur Steuerung und Regelung der haustechnischen Gewerke zu erledigen. Jede Automationsstation arbeitet autark. Pro Informationsschwerpunkt (ISP) ist eine optische Sammelstörmeldung mit Quittierfunktion außerhalb des Schaltschrankes vorzusehen. Wichtige Schutzfunktionen wie z. B. Motorschutz, Brandschutz und Frostschutz werden hardwaremäßig realisiert. Alle Feldgeräte müssen vor Ort mit gravierten Schildern gekennzeichnet werden. Die Kabel müssen beidseitig mit dauerhaften Kabelkennzeichnungssystemen versehen werden. Bei einem Spannungsausfall sind nach der Netzwiederkehr alle elektrischen Verriegelungen automatisch zu entriegeln und die Anlagen sind zeitverzögert wieder einzuschalten. Der Informationsschwerpunkt ist automatisch wieder hochzufahren. 6.4 Übertragungsnetze und Infrastruktur: Zwischen den ISP mit den Automationsgeräten wird eine strukturierte Busverkabelung vorgesehen. Die Verlegung der Kabel zwischen den ISP s erfolgt durch das Gewerk Elektro. 6.5 Raumautomation Eine Raumautomation mit Einzelraumregelung ist nicht vorgesehen. Die vorhandenen Heizkörper mit Thermostatventilen bleiben zum Großteil vorhanden. Seite 10 von 10

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