Sicherheitsgerichtete Steuerungen in der … · Canzler Ingenieure GmbH 28. GLT-ANWENDERTAGUNG...

28. GLT-ANWENDERTAGUNG 25.09.2014Canzler Ingenieure GmbH

Sicherheitsgerichtete

Steuerungen in der

Gebäudeautomation

Referent: ö.b.u.v. Sachverständiger für Mess-, Steuer-, Regel-und Leittechnik in der GebäudeautomationDipl.-Ing. Viktor Höschele

Integrierte und

transparente Konzepte

für Zukunftsimmobilien

28. GLT Anwendertagung 2014

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28. GLT-ANWENDERTAGUNG 25.09.2014Canzler Ingenieure GmbH

canzler | ingenieure

Technische Ausrüstung, Objektplanung, Integrale

Generalplanung, Energiekonzepte,

Qualitätsmanagement, Sachverständigentätigkeit,

Prüfungen und Gutachten

canzler | fm-solutions

Strategieberatung, Ausschreibung und Vergabe,

Controlling und Audits, Benchmark und

Kostenanalysen, Datenmanagement

canzler | concept

Konzepte und Studien, Technische Audits,

Immobilienberatung, Strategien für Bestands-

immobilien, Projektmanagement, Nachhaltig-

keitsberatung und Gebäudezertifizierung

Das Unternehmen

• seit 1960

• mit ca. 100 Mitarbeitern

• Büros in Berlin,

Dresden,

Erfurt,

Frankfurt am Main,

Mülheim an der Ruhr

München

• seit 2008 Mitglied der SOCOTEC-

Gruppe mit 5.000 Ingenieuren

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28. GLT-ANWENDERTAGUNG 25.09.2014

VDI 6010: „Sicherheitstechnische Einrichtungen sind technische Einrichtungen, die in Kombination zu organisatorischen und

versicherungstechnischen Maßnahmen eine gewünschte Schutzwirkung ergeben. Sie sind somit Teil des Sicherheitskonzeptes zum Schutz von

Leben und Eigentum.“

Betriebssicherheitsverordnung - BetrSichVUmsetzung der europäischen Sicherheitsbestimmungen

Verordnung zur Rechtsvereinfachung im Bereichder Sicherheit und des Gesundheitsschutzes

bei der Bereitstellung von Arbeitsmitteln und deren Benutzung bei der Arbeit, der Sicherheit beim Betrieb überwachungsbedürftiger Anlagen

und der Organisation des betrieblichen Arbeitsschutzes*)BGBl. Nr. 70 vom 27. September 2002 (S. 3777)

01.01.2006 - Beginn der Antragsbearbeitung zur Anerkennung als Zugelassene Überwachungsstelle

01.01.2008 - Aufnahme der Tätigkeit zugelassener Überwachungsstellen

Canzler Ingenieure GmbH3


Wirtschaftlichkeit und Flexibilität:

Die geplante Werksstruktur in Leipzig.

Karosseriebau

Lackiererei

Montage

VZ

VZ

VZ = Versorgungszentrum (Logistik)

Personalfluß

Zulieferung

Auslieferung

Beispiel für Personal- und Technologieflüsse

Werk Leipzig

Organisatorische Maßnahmen



Versorgungssicherheit

sicherheitsgerichtete Steuerungen in der Gebäudetechnik

Elektrotechnik Gebäudeautomation

elektrische Einspeisung

aus verschiedenen

Versorgungsnetzen

mechanische Gewerke

HLKS

Kältetechnische

Versorgung von

Rechenzentren

Automatisierung von

Brandschutz- und

Entrauchungs-

systemen (ABE)

zum Beispiel zum Beispiel



Bauteil C Bauteil D

MS-HV C MS-HV D

NSHV C NN NSHV D NN

MS-Einspeisung

EVU 1 +2

6 x 800 kVA 6 x 800 kVA

MS-HV C MS-HV D

NSHV CX NSHV DX

2 x 1.000 kVA 2 x 1.000 kVA

NEU

Zwei Einspeisungen von unterschiedlichen Umspannwerken

MS/Trafo/NSHV je Bauteil

Redundanzen in mehreren Ebenen



Kälteschema Gesamt



8 / 14 °C

Kältemaschinen

8/14°C

RKW RKW

Kältemaschinen

18/22 °C

Kältemaschinen

8/14°C

18/ 22°C

Kältemaschinen

18/22 °C

Rückkühler einzeln umschaltbar von Rückkühlung auf freie Kühlung

WT Geothermie Geothermie

WT freie Kühlung

40 / 30°C

WW

Hochtemperatur-Wärmepumpe dezentral

Kältezentrale

Umschaltpunkt

TA>14°C

Mechanisch erzeugte Kälte

Geothermische Kälte (18/22°C)

Geringer Wärmebedarf im Gebäude

durch Abwärme gedeckt

TA<14°C

Mechanisch erzeugte Kälte (8/14°C)

Freie Kühlung (18/22°C)

Regeneration Geothermie über RKW

Wärmebedarf durch Abwärme

gedeckt. Ggf. zusätzliche KKM

Kälteschema Gesamt



Basis der sicherheitsgerichteten Steuerungen im Brandschutz



Grundlagen für sicherheitstechnische Einrichtungen sind in der VDI 6010 festgelegt.

Die Vermeidung der größten Gefahren (Rauch und Feuer) ist eine der wichtigsten Aufgaben im Gebäudebetrieb.

VDMA 24200-1 „Gebäudeautomation, Automatisierte Brandschutz- und Entrauchungssysteme (ABE)“ legt dazu technische Grundlagen fest.

Ziel: schnellstmögliche, präzise definierte Abläufe der Steuerungen zur Entrauchung und Druckbelüftung



Grundlegende Bestandteile der Brandschutzaufgaben

- Brandschutzkonzept, einschl. Vorgaben zur Brandfallsteuermatrix

- Planung der Technischen Ausrüstung in Gewerken Raumlufttechnik, Entrauchung und Druckbelüftung

- Planung der Schwachstromtechnik in den Gewerken Brandmeldeanlagen, Sicherheitstechnik (ZuKo)

- Architektenplanung im Bereich Nachströmöffnungen, Rauchschürzen, Türen und Fenster

- Planung des Gewerkes Elektrotechnik im Bereich der Spannungsversorgung, Kabeltrassen



RisikographVDMA 24200-1



� Festlegung des Gefährdungspotentials durch den Brandschutzgutachter� Beachtung der VDMA 24200-1, Klassifizierung des Risikos� Ermittlung einer Abschätzung der Risikominimierung mittels Risikograph

� Planung der Brandfallsteuermatrix (BFSM)� Festlegung der Meldebereiche BMA, Abstimmung mit den Wirkflächen-

plänen für Raumlufttechnik, Entrauchung/Druckbelüftung� Zuordnung der Anlagenkomponenten den Interaktionsflächen� Festlegung der Steuerungsaktionen und Schnittstellen� Umsetzung der BFSM als Planungvorgabe (Excel-Datei oder Datenbank)

� Umsetzung der Vorgaben BFSM in einer sicherheitsgerichteten Steuerung� Aufbau und Test des Netzwerkes für die sicherheitsgerichtete Steuerung� Aufbau der Steuerung, 1:1-Test, Funktionstest� Abnahme durch Sachverständige RLT, BMA, Gaslöschung, Türen usw.� Firmeninterne Durchführung der Interaktionstests (Fachbauüberwachung)� Sachverständigenprüfungen der Funktionen, Test des Gesamtnetzwerkes

VDMA 24200-1

AUFBAU VON ABE IM BRANDSCHUTZKONZEPT:



Bestandteile der ABE sind: � Sensoren (Rauchmelder,

Handmelder) � Automationsstationen � Aktoren (Entrauchungs-

klappen, Nachström-öffnungen)

VDMA 24200-1



Praktische Anwendungen undtechnische Lösungen



Produkte von sicherheitsgerichteten und hochverfügbaren Steuerungen

Siemens

HIMA

Yokogawa

Bihl-WiedemannCanzler Ingenieure GmbH16


- 1 zentrale SSPS (redundant)

- untergeordnete Controller mit E-/A-Modulen für die Weiterleitung der Informationen

- Verbindung untereinander mit Systembus Entrauchung

Grundprinzip der Entrauchungssteuerung

ISP SSV

Redundante

SSPS

SSPS

SSPS

ISP SSV

E/A

Leistungsteil

Controller

ISP FWT

E/A

Controller

. . .

- Planungserfahrungen von automatisierten Brandschutz- und Entrauchungssystemen (ABE)

- Erfüllung der SIL-Anforderungen (Safety IntegrityLevel)



ISP SSV für Entrauchung:

Zuleitung

von ELT

SV-Netz

Schwarz: Leistungsumfang GA

Rot: Leistungsumfang Schnittstellengewerk

redundante

Sicherheits-SPS

Schnittstelle

ERK-Bussystem

AS-i-Bus

Schnittstelle

Entrauchungstableau

(z.B. Profibus)

SicherheitssteuerungLeistungsteil

BMA-

Koppler

Entrauchungs-

ventilator

Entrauchungs-/

Nachströmklappe

M AS-i-Modul

Entrauchungs-

tableau

je BMZ



Varianten für Ausführung Systembus

Variante 1: Ringbus



Varianten für Ausführung Systembus

Variante 2: Zwei gegenläufige Stichleitungen



Ausschnitte Plan Entrauchungssteuerung

ISP SSV_

SSPS

ISP FWT im BMZ-Raum

Entrauchungstableau



Ausschnitte Plan Entrauchungssteuerung

ISP SSV_

Controller

E-/A-Module



Brandschutztechnische Abkofferung der Schaltschränke

Komponenten sicherheitsgerichteter Steuerung

Entrauchungs-

klappe

Brandschutzklappe

mit Rauchmelder

Entrauchungs-

ventilator

auf dem Dach



Komponenten sicherheitsgerichteter Steuerung

Entrauchungsklappen-Koordinator

AS-i-Bus-ModuleHIMax-Rechner

BMA-Koppler



Wirkflächenpläne Raumlufttechnik



Wirkflächenpläne Entrauchung



Wirkflächenpläne Meldebereiche BMA



Brandfallsteuermatrix

Meldebereich E02-MB-01 X X X X X XMeldebereich E02-MB-02 X X XMeldebereich E02-MB-03 X X X X X X X X X X X Xusw.

Mel

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M, H

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Meldebereiche /

Ansteuerungen



Beispiele für Brandfallsteuermatrixen



Brandfallsteuermatrix in einer Datenbank



� Aktionsbereich = Meldebereich � Übergeordnete Funktionen (Übertragungseinheit, BOS-Funk, BMA-Mana-

management, Feuerwehrschlüsselkasten) � Meldergruppen mit Rauchmeldern

� Raumlufttechnik� Abschaltung, Schließen der Brandschutzklappen

� Entrauchung, Druckbelüftung� Einschaltung, Öffnen/Schließen der Entrauchungsklappen� Öffnen/Schließen der Nachströmungen, Türen� Gaslöschung, Gasabsaugung

� Evakuierungsfahrten der Aufzüge

� Alarmhupen, Löschalarmblitzleuchten, pneumatische Hupen Gaslöschung, Warnschilder Gaslöschung

VDMA 24200-1

STRUKTUR EINES PRÜFBERICHTES INTERAKTION:

Jährliche Maßnahmen im BetriebCanzler Ingenieure GmbH31


Referenzen für sicherheitsgerichtete Steuerungen

Eurotheum, Frankfurt am Main, 2001

Fraport, Terminal 3, in Planung, 2011-2016

Waldorf-Astoria, Berlin, 2011

New EBC Premisses, Frankfurt am Main, 2014



VDMA 24200-1

VISUALISIERUNG EINES INTERAKTIONSTESTS



Verfügbarkeitskriterien aus Sicht der Gebäudeautomation

- Informationstiefe: von Sammelmeldung bis zur Anlagenanalyse, Ferneingriff und präziser Visualisierung der Vorgänge

- Redundanzen in der GA-Architektur – z. B. Netzstruktur als Ring, redundante Prozessoren in den Automationsstationen

- Berücksichtigung des Schwachlastfalls – unterschiedliche Gerätegrößen,Einsatz von Stellgliedern unterschiedlicher Größe

- Anwendung von Schnittstellen zwischen den Gewerken – firmenneutrale Kommunikation, z. B. zwischen einer Brandmeldeanlagen (BMA) und einem Automatisierten Brandschutz- und Entrauchungssystem (ABE)

- Einsatz qualitativ hochwertiger Produkte – z. B. mit einem hohem Sicherheitslevel

- Anwendung von Zertifizierungsverfahren als Nachweis der hohen Verfügbarkeit



„Wenn ihr Männer braucht,

die Schiffe bauen sollen,

dann sucht euch keine,

die nur zimmern können,

sondern holt euch welche,

die eine große Sehnsucht

für die weite Welt empfinden.“

nach Antoine de Saint Exupery

Danke für die Aufmerksamkeit!


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