Im neuen Zentrum für Kinder- und Jugendmedizin sowie Kinderchirurgie stehen 146 Betten für die stationäre Behandlung junger Patienten bereit. Jährlich werden hier über 10.000 Kinder und Jugendliche vollstationär oder teilstationär versorgt. Zusätzlich behandelt die Notaufnahme rund 25.000 ambulante Fälle pro Jahr. Das Kinderzentrum ist Teil des Gesamtprojekts Evangelisches Klinikum Bethel gGmbH (EvKB) in Bielefeld. Für den Neubau des Kinderzentrums hat Kieback&Peter eine zentrale Gebäudeautomation konzipiert, die die technischen Gewerke miteinander vernetzt. Von der Raumlufttechnik über Heizungs- und Kälteanlagen bis hin zur Entrauchung der Tiefgarage und der Elektrotechnik schafft die Lösung die Voraussetzungen für einen reibungslosen und effizienten Klinikbetrieb. Gesteuert und überwacht wird die Gebäudetechnik über die übergeordnete Management- und Bedieneinheit Qanteon. Mit der Software lassen sich alle Anlagenfunktionen kontrollieren und bei Bedarf optimieren. Durch die intelligente Vernetzung aller technischen Systeme per Gebäudeautomation zeigt das Kinderzentrum was mit fortschrittlicher Gebäudetechnik im Gesundheitswesen alles möglich ist.
Vernetzte Automationstechnik für Lüftungs- und Wärmeversorgung
Die Erfüllung der vorgeschriebenen Sicherheitsanforderungen in Klinikbetrieben ist entscheidend, wenn es darum geht, Gesundheit und Wohlbefinden von Patienten, Mitarbeitern und Besuchern zu gewährleisten und einen reibungslosen Ablauf sicherzustellen. Jürgen Käller, zuständiger Architekt und Bauplaner am EvKB, betont: „Bei einem Klinik-Neubau ist eine exakte Planung über die gesamte Projektlaufzeit ein Muss, denn die Projektkomplexität und Sicherheitsanforderungen eines Klinikbetriebs sind hoch.“ Um diesen Ansprüchen gerecht zu werden, ist die Installation einer durchdachten Gebäudeautomation zur Regelung und Zusammenführung des technischen Kliniksystems unverzichtbar. Die Kinderklinik verfügt nun über eine technische Lösung, die von Kieback&Peter speziell für dieses Bauprojekt entwickelt und installiert wurde: Insgesamt drei Technikzentralen sorgen dafür, dass alle technischen und sicherheitsrelevanten Anforderungen der medizinischen Einrichtung erfüllt werden. Zwei dieser Zentralen sind für die Lüftung zuständig, während die dritte die Wärmeversorgung übernimmt. In den Technikzentralen befinden sich fünf von insgesamt sechs Automationsschwerpunkten (ASP). Der sechste ASP ist für die Entrauchung der Tiefgarage vorgesehen. In den ASP wurden etwa 30 Schaltschrankfelder installiert, in denen neun Automationsstationen vom Typ DDC4000e als Hutschienencontroller zum Einsatz kommen. Insgesamt wurden 1.450 physikalische und 1.650 kommunikative Datenpunkte konfiguriert, definiert und systemintegriert. Dafür wurden 150 Ein- und Ausgabemodule eingerichtet, die als Schnittstelle zwischen der Feld- und Automationsebene dienen. Sie erfassen die analogen und binären Werte und steuern die zugehörigen Komponenten an.
Software optimiert und visualisiert Prozesse und Energieverbrauch
Zusätzlich sorgen intelligente Algorithmen dafür, dass die Prozesse in der Kinderklinik optimal ablaufen und Energie effizient genutzt wird. Die Regel- und Optimierungsalgorithmen werten kontinuierlich Daten aus, die von den Ein- und Ausgabe-Modulen erfasst werden. Anhand dieser Informationen berechnen sie die idealen Einstellungen für die Steuerung der technischen Anlagen. Sollten die Messwerte von den Sollvorgaben abweichen oder andere definierte Bedingungen eintreten, greifen die Algorithmen ein. Sie lösen bei Bedarf Alarme aus, um kritische Situationen zu melden. So können Störungen frühzeitig erkannt und behoben werden. Durch dieses Zusammenspiel von Sensorik, Steuerung und Algorithmen wird sichergestellt, dass die Lüftungs- und Wärmeversorgung jederzeit reibungslos funktioniert. Um die Gebäudeleittechnik (GLT) zu visualisieren und zu steuern, setzt das medizinische Zentrum auf die Software Qanteon von Kieback&Peter. Die Bedienoberfläche präsentiert alle Anlagen übersichtlich und anlagenzentriert. So können die zuständigen Mitarbeiter relevante Betriebszustände, Energieflüsse und Sicherheitsinformationen erfassen und überwachen. Dank der Multiuser- und Multitaskfähigkeit des Building Management System (BMS) sind die Daten in Echtzeit abrufbar und steuerbar. Mehrere Nutzer können gleichzeitig auf das System zugreifen und Änderungen vornehmen, wobei eine Zugriffsverwaltung und Zuständigkeiten sichergestellt sind. Sollte es zu Störungen kommen, kann per Fernzugriff über VPN eingegriffen werden.
Wärme, Kälte, Lüftung – präzise und komfortabel geregelt
Das Kinderzentrum verfügt über ein umfangreiches Klima- und Heizsystem, das für angenehmes Raumklima sorgt. Insgesamt vier Vollklimaanlagen und 21 Zonengeräte übernehmen die Klimatisierung der Räume. Die Beheizung erfolgt über die Raumlufttechnik (RLT) sowie statische Heizflächen. Raumtemperatursensoren erfassen kontinuierlich die Temperaturdaten in den Räumen. Diese Informationen werden über Bacnet an die Automationsstationen übermittelt und dort entsprechend den Vorgaben des BMS reguliert. Die benötigte Heizenergie wird von einem Blockheizkraftwerk (BHKW) und zwei Gasheizkessel zur Spitzlastabdeckung erzeugt. Vier Pufferspeicher mit einem Gesamtvolumen von 12.000l dienen zur Zwischenspeicherung der thermischen Energie. Die Kühlung des Kinderzentrums erfolgt ebenfalls über die RLT-Anlage. Die Planer entschieden sich für ein Kälteerzeugungssystem mit zwei in Reihe geschalteten Kältemaschinen. Im ersten Kühlkreislauf senkt eine zweistufige Kältemaschine die Temperatur des Kältemediums auf 12 Grad Celsius. Anschließend übernimmt eine frequenzgesteuerte zweite Kältemaschine die weitere Abkühlung auf 6 Grad Celsius. Durch das Prinzip der Kaskadenkühlung wird eine hohe Effizienz erreicht. Bei günstigen Außentemperaturen kann das System auf „Freie Kühlung“ umgeschaltet werden. Dann wird die natürliche Kälte der Außenluft genutzt, um die Räume zu kühlen, ohne dass die Kältemaschinen laufen müssen. Ein Pufferspeicher im Kühlkreislauf dient als hydraulische Weiche. Er entkoppelt und gleicht die Volumenströme zwischen Erzeugern und Verbrauchern aus.
Raumlufttechnik schafft sichere OP-Umgebung
Zum Schutz von Patienten und Personal gelten für die Klimatisierung von OP-Räumen spezielle gesetzliche Vorschriften, die in der DIN 1946-4:2008-12 ‚Raumlufttechnik – Teil 4: Raumlufttechnische Anlagen in Gebäuden und Räumen des Gesundheitswesens‘ festgelegt sind. Zonengeräte an der Decke sorgen im Kinderzentrum entsprechend dieser Normen für eine kontrollierte Be- und Entlüftung. Die gesamte Luftmenge wird dabei über Schwebstofffilter steril in den OP-Schutzbereich eingeblasen. Die speziellen OP-Decken mit turbulenzarmer Verdrängungsströmung (TAV) gewährleisten eine hygienische Luftführung. Die Regelung und Überwachung des Luftmanagementsystems erfolgt über die digitale GLT.
Brandschutz per Gebäudeautomation
Die Gebäudeautomation übernimmt auch eine zentrale Rolle beim Brandschutz. Im Falle eines Brandes steuert sie sämtliche Brandschutzklappen im gesamten Gebäude sowie die Entrauchungslüfter in der Tiefgarage an. Um die Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit des Systems zu gewährleisten, kommt das Agnosys-Fire-Safety-System zum Zuge. Ein Ringbussystem mit Bacnet-Schnittstellen zu den Automationsstationen sorgt für eine stabile und sichere Kommunikation. Insgesamt wurden hierfür etwa 220 Agnosys BSK-Module und sechs BSK-Buscontroller installiert. Spezielle Sensoren in der Tiefgarage messen kontinuierlich die Kohlenmonoxid- und Stickstoffdioxid-Werte. Überschreiten diese Werte aufgrund eines Brandes oder starken Verkehrsaufkommens die zulässigen Grenzwerte, greifen die Automationsstationen ein. Sie aktivieren dann die Entrauchungsventilatoren, um für Entlüftung zu sorgen. Durch die intelligente Vernetzung von Brandschutzklappen, Entrauchung und Sensortechnik über die Gebäudeautomation wird im Brandfall effektiv gehandelt. Gleichzeitig wird die Tiefgarage auch bei starker Abgasbelastung entlüftet, um eine gesundheitsschädliche Luftqualität zu vermeiden.
