Nachrüstung in Sonderbauten

Zielsetzung

Eine bestehende Untertageanlage sollte ein neues automatisiertes Lüftungssystem bekommen, dass den Komfort für die Nutzer steigert und Energie einspart. Eine Leitwarte stellt einmalig die Parameter für Temperatur, Luftfeuchte sowie Zu- und Abluftmengen ein. Den Rest regelt die Technik abgestimmt auf die wechselnde Belegungsdichte der Räume von allein.

Bei der Automatisierung waren nicht nur Gewerke übergreifendes Know-how und die Kenntnis umfangreicher Gesetze, Richtlinien und Normierungen gefragt. Beim Bauen im Bestand ist zusätzlich auf die vorhandene Raumstruktur und bereits installierte Technik zu achten. Hinzu kommen die baulichen Herausforderungen. In einer Untertageanlage lassen sich überdies keine schnellen Wanddurchbrüche realisieren. Fehlende Fenster minimieren die Möglichkeiten, manuell zu lüften.

Anlagencheck von A bis Z

Geplant wurden vier Lüftungsanlagen für insgesamt 13 Bereiche: zwei einstufige Umluftanlagen, eine stufenlos regelbare Umluftanlage sowie ergänzend eine einstufige Abluftanlage. Die stufenlos regelbare Raumluftanlage hatte einen fixen Frischluftanteil, der über eine Luftklappe steuerbar war. Getrocknet wird die Luft dadurch, dass sie bis zur Unterschreitung des Taupunkts gekühlt wird. Ein externer Dampferzeuger sorgt für die Befeuchtung.

Vor der Endabnahme beauftragt der Bauherr unabhängige Sachverständige von TÜV Süd Industrie Service um sicherzustellen, dass die Anlagen und das zugehörige Automationssystem fachgerecht geplant und ausgeführt wurden. Innerhalb von acht Tagen haben die Ingenieure auch untersucht, ob die Anlagen bedarfsgerecht arbeiten können und dem Stand der Technik entsprechen. Nach einer Sichtprüfung kamen Dokumente wie das Lastenheft und die Schaltpläne in den Fokus. Die Funktionalität der Anwendersoftware wurde anhand gezielter Messungen beurteilt.

Sicherheitsmängel aufgedeckt

Das Ergebnis: Die verwendeten Systeme und deren Implementierung wichen in entscheidenden Punkten vom Anforderungskatalog des Bauherrn ab. Schaltkästen waren falsch montiert und bezeichnet. Auch wurden andere Komponenten eingebaut als von den Planern vorgesehen. Betroffen waren auch die Verkabelung und Entfeuchtung. Die Verkabelung wurde nicht nach Plan ausgeführt und Provisorien wurden belassen. Eine zu geringe Entlüftungsrate hätte zwangsläufig die Hygiene beeinträchtigt. Sicherheitsrelevante Schaltungen waren ohne Funktion. Damit bestanden nicht nur erhebliche, sondern auch gefährliche Mängel.

Bei der Wartung des Lüfters ist es im Automatikbetrieb möglich, dass bei Anforderung der Befeuchtung das Dampfventil öffnet. Das gefährdet Mitarbeiter, die an der Anlage arbeiten. Um dies zu vermeiden, ist zusätzlich zur Abschaltung des Hauptschalters bei Wartungsarbeiten das Handventil der Dampfzuleitung zu schließen und sicher abzusperren. Anhand der Gefährdungsbeurteilung lassen sich die gefährlichen Zustände erfassen und wirksame Sicherheitsmaßnahmen festlegen.

Fehler bei Planung und Ausführung

Im Leistungsverzeichnis sind einpolige Reparaturschalter ausgeschrieben. Die eingebauten Schalter wirken aber nur auf die Steuerung und sind für eine sichere Abschaltung der eingebauten Antriebe ungeeignet. Bei Wartungsarbeiten an den eingebauten Lüftern ist daher die gesamte Anlage durch Abschalten des Hauptschalters freizuschalten. Zudem stimmte auch hier die Dokumentation nicht mit der realen Verdrahtung überein bzw. war nicht aktualisiert worden. Die Installationen waren zudem nicht nach normativen Vorgaben umgesetzt.

Gegen Manipulation sichern

Die Sicherheit wurde im Wesentlichen über die Softwareapplikation der Automationsstationen und dem Leitsystem realisiert. Sie konnten beliebig abgeändert und jederzeit umgangen werden. Das führte in Kombination mit der Leitwarte in ähnlichen Anlagen bereits zu zwei Unfällen. Um das auszuschließen, haben die TÜV Süd-Experten die Arbeitsanweisungen angepasst. Die Leitwarte verfügt nun über die Möglichkeit und Ausbildung, Änderungen in der Applikation der Automationsstationen sowie in der Visualisierung vorzunehmen.

Zur Beurteilung der regeltechnischen Funktionen waren keine historischen Daten hinterlegt. Auf Anregung wurden Lastgänge der jeweiligen Anlage angelegt. Bereits die teils unvollständigen Daten zeigten auf, dass die geforderten Raumwerte für Temperatur und Feuchte kaum erreicht wurden. Die Kühlleistung reichte selten aus, um den notwendigen Taupunkt zur Entfeuchtung zu erreichen. Durch das Nacherhitzen wird dann unnötig Energie verbraucht. Über ein h,x-Diagramm können die Bedingungen separat nachgewiesen und ggf. optimiert werden.

Vorsorgen statt Nachbessern

Die frühzeitige Spezifikation und Prüfung der Anforderungen wirkt Planungs- und Ausführungsmängeln entgegen. Bei der Automatisierung ist der Einsatz von standardisierten Komponenten empfehlenswert. Das verlängert auch die Nutzungsdauer der Gebäudetechnik, die dann zuverlässiger arbeitet und darüber hinaus dann oft weniger Strom, Ersatzteile und Wartung erfordert. Mit der zunehmenden Digitalisierung von Gebäuden wird auch die Gebäudeautomation künftig noch komplexer werden. Externe Experten wie von TÜV Süd Industrie Service sorgen dafür, dass sie trotzdem sicher und zugleich leistungsfähig bleibt.