Flugsteig A-Plus am Flughafen Frankfurt

Reduzierte Brandlasten mit BACnet und ASi

Um den Faktor 30 verringerte Brandlasten bei der Verkabelung und die einfache nachträgliche Installation von 580 Brandschutz- und Entrauchungsklappen – nur zwei Beispiele, die zeigen, warum man auf dem Frankfurter Flughafen vom perfekten Zusammenspiel von BACnet und AS-Interface (ASi) profitiert.

Bild: Fraport AG

Der Flugsteig A-Plus auf dem Frankfurter Flughafen ist 800m lang, 185.000m2 groß und hat über 600.00 BACnet-Datenpunkte sowie 340 Schaltschrank-Standfelder. Die CMS Electric GmbH wurde von der Fraport AG u.a. mit der kompletten Verkabelung, Programmierung und Inbetriebnahme der Entrauchungsanlage, der Einzelraumregelung sowie der Heiz- und Kälteverteilungen beauftragt. Bei der Umsetzung des Projekts setzte man zur Ergänzung von BACnet als übergeordneter Steuerung in der Fläche auf AS-Interface und auf entsprechende Hardware von Bihl+Wiedemann. Warum? Weil das intelligente Installationssystem ASi als idealer Zubringer dem Gebäudeautomatisierungsbus BACnet alle Informationen der einzelnen Datenpunkte aus der Lüftungs- und Entrauchungsanlage liefert und dabei noch weitere Vorteile bietet, z.B. eine einfache, kostengünstige Verdrahtung, hohe Flexibilität – auch in Bezug auf nachträgliche Veränderungen – sowie zusätzliche Diagnosemöglichkeiten. Auf dem Flugsteig sind mehr als 4.000 motorische Brandschutz-, Entrauchungs- und Jalousieklappen sowie Brandschutztore und Rauchschutzvorhänge im Einsatz. Eine konventionelle Parallelverdrahtung der einzelnen Komponenten wäre sehr aufwendig gewesen. „Der Installationsbus ASi war hier eindeutig die bessere Alternative, weil wir alle Komponenten in freier Topologie an eine einzige Zweidrahtleitung anschließen konnten“, sagt Franz Aulbach, Vertriebsleiter Gebäudeautomation bei CMS. Im Gegensatz zu einer Realisierung in Parallelverdrahtung ist mit ASi von der einzelnen Brandschutz-, Lüftungs- und Entrauchungsklappe bis zur Steuerung auch noch eine permanente Leitungswegüberwachung in Echtzeit umgesetzt worden. Das in diesem Projekt eingesetzte ASi System besteht aus verschiedenen Modulen und Gateways. Für die Ansteuerung der Klappenstellantriebe motorischer Brandschutz- und Entrauchungsklappen und für die Erfassung der Klappenstellungen ‚Klappe auf‘, ‚Klappe zu‘, ‚Klappe öffnet‘ (Ansteuern auf) und ‚Klappe schließt‘ (Ansteuern zu) wurden die ASi Module BW2028 verwendet. Mit diesen Modulen kann zusätzlich auch noch ein externer Kontakt abgefragt werden, z.B. von einem Rauchmelder oder einem Temperaturschalter. Obwohl die Module jeweils in räumlicher Nähe zur entsprechenden Klappe montiert wurden, war aufgrund der Topologiefreiheit von AS-Interface für die Verdrahtung aller Komponenten eines ASi Kreises inklusive der Anbindung an das Gateway lediglich eine Leitung nötig. Auch dort, wo keine motorischen Brandschutzklappen eingesetzt werden, hat sich die Realisierung mit AS-Interface als vorteilhaft erwiesen. Denn auch Brandschutzklappen, die gegen eine Feder gespannt sind und im Brandfall zufallen, wenn ihr Schmelzlot durchgebrannt ist, können über entsprechende Endlagenmodule überwacht und ihre Zustände auf der gleichen Leitung an das ASi Gateway zurückgemeldet werden wie die der motorgetriebenen Klappen.

ASi Modul BW2028 für die Steuerung von Klappenstellantrieben (HxB: 160x90mm) (Bild: Bihl+Wiedemann GmbH)

Gateways mit integriertem Master

Die ASi Gateways mit integriertem Master sind das Herzstück bei der Überwachung und Steuerung der Brandschutz-, Entrauchungs- und Jalousieklappen auf dem Flugsteig. Bei ihnen laufen die Zustände sämtlicher angeschlossener Klappen zusammen. Die Gateways sind somit in der Lage, alle Fehlerzustände zu erkennen, zu diagnostizieren und daraus resultierende Maßnahmen abzuleiten. Fehlerzustände sind z.B.: Überlast am Motor, Leitungsunterbrechungen, Störung einer Motorleitung oder Anschlussleitung zur Klappe. Auch das Auslösen des Schmelzlots im Brandfall wird vom ASi Master erkannt und, wie alle anderen Zustände und Fehlermeldungen auch, an die übergeordnete BACnet-Steuerung zur Visualisierung für die Gebäudeleittechnik weitergegeben. Neben der Topologiefreiheit ist die Möglichkeit, sichere und nicht sichere Signale von vielen Modulen sowie die für ihren Betrieb notwendige Energie über ein einziges Kabel zu übertragen, ein weiterer Vorteil von ASi. Im Vergleich zu einer konservativen Verdrahtung, wo jedes Modul einzeln mit der Steuerung verkabelt werden muss, spart man durch den Einsatz des ASi Installationssystems ein Vielfaches an Leitungen. „Dank ASi und ASi Safety haben wir den Verdrahtungsaufwand im Projekt so drastisch reduziert, etwa um den Faktor 30 – und damit um den gleichen Faktor natürlich auch die Brandlasten“, erwähnt Aulbach. Bei der sicheren Anbindung der neun Feuerwehrbedientableaus für die Entrauchung waren z.B. jeweils nur eine bis drei Leitungen mit 3×1,5mm² in Funktionserhalt E90 erforderlich – statt 40 Leitungen mit 7×1,5mm². Was zur Folge hatte, dass die Installation und Inbetriebnahme nicht nur schneller umgesetzt werden konnte, bei der klassischen Parallelverdrahtung wäre auch deutlich mehr Personaleinsatz notwendig gewesen.

Anbindung an bestehendes Terminal

BTL-zertifiziertes Gateway mit integriertem ASi Master (HxB: 120x85mm) (Bild: Bihl+Wiedemann GmbH)

Ein weiterer Punkt, wo man beim Bau des Terminals von den Vorteilen von ASi profitiert hat, war im Bereich der Anbindung des Flugsteigs an das bestehende Terminal A. Dort, wo das neue Gebäude mit der bestehenden Bausubstanz verbunden wurde, herrschen besondere Luft- und Nachströmungen insbesondere bei der Entrauchung, die viele Bereiche betreffen und für die komplexe Entrauchungsszenarien notwendig waren. Aber auch hier können die einzelnen Steuerungen – in diesem Fall die ASi Gateways – über das ASi Backplane mit Funktionserhalt E90 problemlos miteinander kommunizieren und speziell auch diese wichtigen Daten zu Luft- und Nachströmungen miteinander austauschen. Und schließlich erleichterte die Kombination von ASi und BACnet auch spätere Änderungen und Erweiterungen. Rund 580 Klappen ließen sich z.B. ohne großen Aufwand nachträglich installieren. Nach der Installation einer neuen Klappe musste lediglich eine kurze Stichleitung zum nächsten ASi Kabel gezogen werden, was im Gegensatz zur Verlegung komplett neuer Kabeltrassen viel Zeit gespart hat. Sämtliche Lüftungszentralen sind über BACnet miteinander verbunden. Dadurch kennt jede Zentrale die Zustände sämtlicher Sicherheitskomponenten im Gebäude – und kann schnell und flexibel auf Veränderungen reagieren. Die Brandfallmatrix läuft dagegen dezentral in den jeweiligen ASi Steuerungen. Diese sind neben ihrer Steuerungs- und Überwachungsfunktion von Brandschutz- und Entrauchungsklappen auch noch in der Lage, die Informationen von speziellen Rauchmeldern im Lüftungskanal – sogenannten Kanalrauchmeldern – zu verarbeiten. Dadurch kann im Brandfall eine Rauchverschleppung frühzeitig erkannt werden. Das ASi Gateway wirkt dann als Frühwarnsystem auch hier auf die entsprechenden Brandschutzklappen, wodurch sich größere Schäden durch Rauchausbreitung im Gebäude vermeiden lassen. Die oben genannten Vorteile bei der Verwendung von AS-Interface in Verbindung mit BACnet beschränken sich aber nicht nur auf die Installation und auf eventuelle Änderungen bzw. Erweiterungen. „Auch die Kollegen, die am Fraport für die Instandhaltung zuständig sind, profitieren davon“, ergänzt Tobias Zielonka, bei Bihl+Wiedemann zuständig für Inbetriebnahme und Service. „Wenn Komponenten auszutauschen sind, brauchen sie dazu in der Regel keine externe Unterstützung. Und auch bei einem Mieterwechsel, bei dem sich Raumstrukturen sowie -aufteilungen und damit auch Positionen von Modulen verändern, können sie entsprechende Anpassungen einfach selbst umsetzen.“

Bei der sicheren Anbindung der Feuerwehrbedientableaus für die Entrauchung am Flugsteig A-Plus mit ASi (Bild unten) konnte, verglichen mit einer Realisierung in Parallelverdrahtung (Bild oben), nicht nur Zeit, Material und Personal eingespart, sondern auch die Brandlast erheblich reduziert werden. (Bild: Bihl+Wiedemann GmbH)

Steuerung und Überwachung von Volumenstromreglern

Derzeit saniert CMS Electric die Entrauchungssteuerung eines Bestandsgebäudes am Terminal 1. Das Unternehmen setzt auch bei diesem Projekt wieder auf die Kombination aus ASi und BACnet – und zwar bei der Steuerung und Überwachung von Volumenstromreglern. Volumenstromregler sind Module, die die Volumenmenge regeln, die durch einen Lüftungskanal fließt. Die Ansteuerung erfolgt über die ASi Module BW2701 von Bihl+Wiedemann. Der Motor des Volumenstromreglers wird dabei über einen analogen Ausgang (00 bis 10V) angesteuert. Über ein analoges Eingangssignal im Bereich von 00 bis 10V erhält das Modul Informationen über die Motorstellung der Lüftungsklappe und über Messwerte des Volumenstroms. Wie bereits bei den Brandschutzklappen erfolgt auch hier die Steuerung und Überwachung über ASi Gateways, die den Zustand der Applikation dann wieder an die übergeordnete BACnet-Steuerung weitergeben.