Universalmuseum Humboldt Forum
Gebäudeautomation für Mensch, Kunst und Kultur
Seit letztem Sommer präsentiert sich der Neubau des ehemaligen Berliner Schlosses auf der Spreeinsel mit einer kreativen Verknüpfung von Wissenschaft, Kunst und Erlebniskultur. So vielseitig das Konzept des Humboldt Forums ist, so anspruchsvoll sind die energie- und klimatechnologischen Anforderungen an den neuen Gebäudebetrieb. Als Partner für die nutzungspräzisierte Objektbewirtschaftung entwickelten Kieback&Peter eine Automationslösung, die die zentralen Kriterien intelligent in Einklang bringt.
Einzigartiges Zentrum für Kunst, Kultur, Wissenschaft und Bildung mit internationaler Ausstrahlung: Das Universalmuseum Humboldt Forum auf der Spreeinsel in der historischen Mitte Berlins.
Einzigartiges Zentrum für Kunst, Kultur, Wissenschaft und Bildung mit internationaler Ausstrahlung: Das Universalmuseum Humboldt Forum auf der Spreeinsel in der historischen Mitte Berlins.Bild: Marcus Müller-Witte for Kieback&Peter GmbH

Hinter dem Projekt steht die Vision eines offenen, vielseitigen und interaktiven Raums für Kunst und Kultur aus aller Welt. Das Konzept ist das Resultat eines Netzwerks mit mehreren interdisziplinären Akteuren – der Stiftung Preußischer Kulturbesitz (SPK), des Ethnologischen Museums und des Museums für Asiatische Kunst der Staatlichen Museen zu Berlin (SMB), der Kulturprojekte Berlin und Stadtmuseum Berlin, der Humboldt-Universität zu Berlin (HU) und der Stiftung Humboldt Forum im Berliner Schloss, dem Träger des Humboldt Forums. Ausstellungen, Vorträge und Veranstaltungen sind Teil des Programms. Der Neubau der im Jahr 1443 erbauten Adelsresidenz stammt aus der Feder des italienischen Architekten Franco Stella. Der Komplex weist heute eine Bruttogeschossfläche von mehr als 96.000m² bei einer Nutzfläche von über 40.000m² auf. Hier werden Exponate präsentiert, die alle eine primäre Anforderung vereint: die Minimierung eines Schadensrisikos durch unzureichende Raumluftqualität bzw. durch schädliche klimatische Schwankungen.

Im Keller des Humboldt Forum steht der Serverschrank mit der Hardware und Software für das Hochleistungs-BMS. Rechts im Serverschrank und hinten im Bild: Übergabeschränke und Brandmeldezentrale zur Entrauchungssteuerung: Sämtliche Informationen zur Entrauchungssteuerung und aller beteiligten Aktoren werden hier gesammelt und im gesamten Gebäude verteilt.
Im Keller des Humboldt Forum steht der Serverschrank mit der Hardware und Software für das Hochleistungs-BMS. Rechts im Serverschrank und hinten im Bild: Übergabeschränke und Brandmeldezentrale zur Entrauchungssteuerung: Sämtliche Informationen zur Entrauchungssteuerung und aller beteiligten Aktoren werden hier gesammelt und im gesamten Gebäude verteilt.Bild: Marcus Müller-Witte for Kieback&Peter GmbH

Ganzheitliche Raumluftoptimierung

Um den Werterhalt von Kunstobjekten in komplexen Umgebungen dauerhaft zu sichern, bedarf es einer differenzierten Regelung von Raumtemperatur und Raumfeuchte. Das Optimum dieser konservatorischen Werte kann von Exponat zu Exponat unterschiedlich ausfallen, daher wurde jeder Ausstellungsbereich mit einer eigenen Raumlufttechnischen Anlage (RLT – Vollklimaanlage) ausgestattet, die neben der Belüftung auch eine individuelle Klimatisierung (Temperatur, Feuchtigkeit) des jeweiligen Bereichs realisieren kann. Unter anderem für die smarte Regelung der insgesamt 41 RLT-Anlagen konzipierten und installierten die Berliner Automationsexperten von Kieback&Peter eine hochleistungsfähige Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik (MSR). Das seit 1927 bestehende Familienunternehmen ist spezialisiert auf die Entwicklung anspruchsvoller Systemlösungen für Smart Buildings. Diese folgen auch beim Projekt Humboldt Forum einem ganzheitlichen Ansatz, der sämtliche HLK-Leistungen von der Heizung über die Lüftung und Klimatisierung bis hin zum Brandschutz (Entrauchungssystem nach SIL 2 über ASi-Bussysteme) integriert und vernetzt. Der aktuelle Ist-Zustand der Raumluftqualität wird im ersten Schritt durch Temperatur- und Feuchtefühler sowie CO2-Sensoren erfasst und an die Automationsstationen DDC4000 (Direct Digital Control) übertragen. Diese erfassen die vorliegenden Werte und gleichen sie automatisiert mit den vordefinierten Sollwerten ab. Abweichungen werden über die Register der RLT-Anlagen sowie externe Befeuchter behoben. Gleichzeitig kann das Monitoring und die Systemsteuerung auch manuell über ein intuitiv bedienbares Farbtouchscreen mit vollgrafischer Oberfläche vorgenommen werden. Um ein lückenlos präzises und störungsfreies Raumluftmanagement zu gewährleisten, hat Kieback&Peter zwischen Dezember 2016 und Mai 2021 etwa 70 DDCs an insgesamt 46 Automationsschwerpunkten (ASP), je rund 15.000 physikalische und kommunikative Datenpunkte, neun Etagenverteiler sowie rund 1.900 Lokale Vorrangbedienebenen installiert. Die über die DDCs erfassten Informationen werden im Gebäudemanagementsystem, einem Hochleistungs-BMS, zusammengeführt, ausgewertet und visualisiert. Auf Basis der so erhobenen Daten generiert das System – die Software GLT-SW5000N – im Störfall die erforderlichen Alarmmeldungen. Zudem lassen sich Optimierungsvorschläge und konkrete Realisierungsmaßnahmen für die Effizienzverbesserung ableiten, die das Facility-Management-Team vor Ort nach Bedarf umsetzen kann.

Die DDC4000 sammelt die Daten aller Feldgeräte, regelt die HLK-Anlagen und gibt die Informationen an das BMS weiter. Über den Farbtouchscreen wird die DDC vor Ort bedient.
Die DDC4000 sammelt die Daten aller Feldgeräte, regelt die HLK-Anlagen und gibt die Informationen an das BMS weiter. Über den Farbtouchscreen wird die DDC vor Ort bedient.Bild: Marcus Müller-Witte for Kieback&Peter GmbH

Differenzierte thermische Versorgung

Die thermische Objektversorgung beruht erzeugerseitig auf einer Multivalenzlösung. Der überwiegende Anteil der Heizlast sowie des Trinkwarmwasserbedarfs wird über Fernwärme gedeckt und durch den Einsatz von zwei Wärmepumpen ergänzt, die sowohl Wärmeenergie als auch Niedertemperaturkälte für die Klimaanlagen bereitstellen. Die Wärmepumpen versorgen die Flächenheizung des Atriums mit einer Vorlauftemperatur von rund 45°C. Parallel bedienen sie auch RLT-Anlagen mit der notwendigen Kälte zur Sicherung der klimatischen Anforderungen im Gebäude. Zu Spitzenlastzeiten mit hohen Außentemperaturen im Sommer stehen zusätzlich zwei Niedertemperaturkältemaschinen für die Sicherung der spezifischen Temperaturanforderungen zur Verfügung. Diese Kältemaschinen schaffen in einem zweiten Verfahren eine weitere Kältequelle, indem sie über Nacht Eis erzeugen, das im Eisspeicher bevorratet wird. Bei Bedarf kann dieses Eis aufgetaut und so der Stromverbrauch der Klimaanlagen gesenkt werden. Für eine etwaige Nachtemperierung der Gebäudebereiche setzt man zwei Kälteverdichtermaschinen zur Erzeugung von Hochtemperaturkälte (ca. 15°C) ein. Auf dem Dach montierte Rückkühler führen die überschüssige Wärme aus dem Innenbereich nach außen ab. Sind die Außentemperaturen günstig, kann zusätzlich das Verfahren der freien direkten Kühlung genutzt werden. Dabei wird der Außenluftanteil am Kühlluftstrom durch die Zugabe kalter Außenluft erhöht. Je nach vorliegendem Außentemperaturniveau arbeitet die freie Kühlung im Nieder- oder im Hochtemperaturkältebereich. Darüber hinaus verfügt auch die Fußbodenheizung über eine Kühlungsfunktion, die auf die Kälte der Wärmepumpe zurückgreift.

Das Lüftungsgerät der Vollklimaanlage im Humboldt Forum kann je nach Bedarfslage und Jahreszeit heizen oder kühlen.
Das Lüftungsgerät der Vollklimaanlage im Humboldt Forum kann je nach Bedarfslage und Jahreszeit heizen oder kühlen.Bild: Marcus Müller-Witte for Kieback&Peter GmbH

Fazit

Zahlreiche seltene Exponate aus aller Welt bedürfen im Humboldt Forum einer exakt einzuhaltenden Umgebungsqualität, um langfristig geschützt und erhalten zu werden. Klimatische Risiken gilt es bestmöglich zu minimieren. Die hier skizzierte Automationslösung leistet einen Beitrag zur präventiven Konservierung des Gebäudes selbst und der in ihm befindlichen Ausstellungsstücke. Durch ihren Einsatz gelingt es, die komplexen Anforderungen einer differenzierten Raumluftbereitstellung zu erfüllen und die zwingend erforderliche Klimastabilität dauerhaft zu gewährleisten.

Autor | Sebastian Zerwer, Vertriebsingenieur und stellv. Leiter der Niederlassung Berlin und Brandenburg, Kieback & Peter GmbH & Co.KG

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