Das Automatisierungssystem  PSS 4000 steuert und überwacht die brandschutztechnischen Anlagenteile im Hackeschen Quartier in Berlin – insgesamt mehrere Tausend I/Os.

Das Automatisierungssystem PSS 4000 steuert und überwacht die brandschutztechnischen Anlagenteile im Hackeschen Quartier in Berlin – insgesamt mehrere Tausend I/Os.Pilz/Heike Steinweg Photography

Vielen dürfte die Brandkatastrophe am Düsseldorfer Flughafen von 1996 noch in Erinnerung sein. Seither hat der Gesetzgeber die Vorschriften zur Sicherheit in öffentlichen Gebäuden verschärft, welche auch die technischen Grundlagen zur Eindämmung von Feuer und Rauch im Brandfall verbessern. Gleichzeitig sind die Anforderungen an weitgehend softwarebasierte Systeme zur automatisierten und ausfallsicheren Gebäudeautomation gestiegen. Zwar fordert das geltende Baurecht in jedem Gebäude einen zuverlässigen Brandschutz, der nach bestem Wissen und Gewissen geplant werden muss. Das Manko: Es gibt beim Brandschutz keine klaren und einheitlichen Normen und eindeutige Aussagen zum Umgang mit Risiken, wie es im Maschinen- und Anlagenbau etwa die Maschinenrichtlinie DIN EN ISO 13849-1 regelt. Neben den grundlegenden baurechtlichen Vorschriften existieren lediglich einige Leitlinien, die den mit Planung, Erstellung und Betrieb von öffentlichen Gebäuden betrauten Personen einen Orientierungsrahmen geben sollen.

VDMA-Einheitsblatt 24200-1 als Richtschnur

Das Einheitsblatt des Verbandes Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) legt technische Grundlagen für automatisierte Brandschutz- und Entrauchungssysteme (ABE) fest und beschreibt detailliert die Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Sicherheit von Automatisierungssystemen. Planer, Sachverständige, Prüfstellen, Anlagen- und Systemhersteller erhalten hier praktische Orientierungshilfen für die Umsetzung eines bestmöglichen Personen- und Substanzschutzes. Im Einheitsblatt beschrieben sind darüber hinaus eine risikoabhängige Vorgehensweise, die Brandschutz- und Entrauchungssysteme abdecken müssen, sowie die Anforderungen an einen sicheren Betrieb. Sind die bei der Planung detektierten Risiken hoch, gilt dies ebenso für die Anforderungen an die funktionale Sicherheit. Letztlich bestimmen also Grad und Umfang der Risiken die Komplexität der zu installierenden automatisierten Brandschutz- und Entrauchungssysteme.

Je nach Objekt und Nutzung müssen automatisierte Brandschutz- und Entrauchungssysteme unterschiedliche Risiken beherrschen. Ähnlich wie im Rahmen der Maschinenrichtlinie ist eine objektspezifische Risikobeurteilung unumgänglich. Entsprechend verweist die VDMA 24200-1 auf ein Vorgehen nach EN 61508; für ein öffentliches Gebäude und dessen einzelne Abschnitte erfolgt die Bestimmung des notwendigen SIL (Safety Integrity Level) mittels Risikographen (Teil 5 der EN 61508).

Safety-SPS migriert in die Gebäudeautomation

Aus Sicht von Brandsschutzexperten und -gutachtern sowie Fachingenieuren gibt es technologisch gesehen bereits seit einiger Zeit ein zuverlässig funktionierendes System für die Gebäudeautomation, das beim Brandschutz einen deutlichen Zuwachs an Sicherheit bietet: Das Automatisierungssystem PSS 4000 für Sicherheit und Standard, welches sich nicht nur als vielseitiges Automatisierungssystem im Maschinen- und Anlagenbau etabliert hat.

Komplexe Bauwerke sind mit ihren technischen Einrichtungen wie Heizungs-, Klima- sowie Brandschutztechnik und ihren vielfältigen Nutzungen vergleichbar mit komplexen Produktionsanlagen: Auch sie müssen wie Maschinen unterschiedlichsten Anforderungen genügen und nahezu ausfall- und gefährdungsfrei rund um die Uhr funktionieren. In öffentlichen Gebäuden mit starkem Publikumsverkehr besteht allein die Brandschutztechnik aus vielen Sensoren, Rauchdetektoren, automatisch schließenden und öffnenden Rauchklappen, Rauchdruck- und Löschanlagen. Die Steuerung muss im Ernstfall selbständig ein Entrauchungskonzept starten, das die registrierten Feuer- und Rauchentwicklung lokal begrenzt, für den Rauchabzug den ­direktesten Weg ins Freie wählt, nicht betroffene Bereiche abschottet und den im Gebäude befindlichen Personen rauchfreie Rettungswege sichert.

Ähnlich wie bei automatisierten Industrieanlagen bedarf es für den Fall eines sicherheitsrelevanten Ereignisses einer Instanz, die abhängig vom jeweiligen Risiko über die korrekte Funktion einzelner brandschutzrelevanter Einrichtungen und die zuverlässige Ausführung gesetzter Szenarien wacht und bei Nichtfunktionieren selbständig Alternativen wählt. Darüber hinaus muss diese Instanz ausfallsicher sein und ständig ihre eigene Funktionsfähigkeit kontrollieren.

Hackesches Quartier: Sicherer Brandschutz nachgerüstet

An unterschiedlichen Stellen des Gebäudes gewährleisten 20 miteinander vernetzte Steuerungen PSSuniversal PLC die Überwachung und Steuerung der Brandmeldeanlage.

An unterschiedlichen Stellen des Gebäudes gewährleisten 20 miteinander vernetzte Steuerungen PSSuniversal PLC die Überwachung und Steuerung der Brandmeldeanlage.Pilz

Das Hackesche Quartier in Berlin-Mitte ist ein vor zwei Jahren fertig gestellter sechsgeschossiger Gebäudekomplex. Die zwei Bauwerke mit Tiefgaragen und einer Bruttogeschossfläche von rund 44.000 m² beherbergen Hotels, Läden, Restaurants und Büros. Täglich arbeiten und frequentieren bis zu 3.000 Menschen das Quartier. Weil die Brandschutzanlage im ersten Ansatz nicht den vom TÜV gestellten Anforderungen entsprach, kamen auf Empfehlung eines Brandschutzgutachters die Unternehmen VM Technik und Pilz ins Spiel: Mit dem Automatisierungssystem PSS 4000 konnte eine unter sämtlichen Aspekten sichere und zuverlässige Gesamtlösung realisiert werden. Das Steuerungssystem eignet sich für komplexere Automatisierungs-Aufgaben und kombiniert dazu Hardware- und Software-Komponenten, Netzwerkgeräte und ein sicheres Echtzeit-Ethernet-Kommunikationssystem. Unterschiedlichste Funktionen und Kombinationsmöglichkeiten unterscheiden die Lösung von klassischer Automatisierungstechnik: Aufgrund der konsequenten Verteilung der Steuerungsfunktionen lassen sich mit PSS 4000 Projekte flexibler realisieren. Mit dem Automatisierungssystem PSS 4000 wurden sämtliche der im VDMA-Einheitsblatt genannten Anforderungen an eine automatisierte Brandschutzüberwachung umgesetzt. Das Automatisierungssystem gewährleistet eine definierte Ausfallsicherheit und Reaktionszeiten, arbeitet rückwirkungsfrei zwischen sicheren und nichtsicheren Funktionen, garantiert die nullspannungssichere Speicherung von Programmen zur Steuerung von Entrauchungsszenarien und schließt unbefugte Zugriffe auf das Programm aus. Aus gutem Grund werden Steuerungssysteme der allgemeinen Gebäudeleittechnik und solche für Sicherheitsanlagen auch in Zukunft unabhängige Systeme bleiben. Die Kopplung beider Systeme zu Diagnose und/oder Visualisierungszwecken hingegen ist Stand der Technik.

Funktionserhalt gesichert

Das Automatisierungssystem PSS 4000 ­besteht aus unterschiedlichen Hard- und Software-Komponenten sowie dem Echtzeit-Ethernet-System Safetynet p und entsprechenden Netzwerkkomponenten.

Das Automatisierungssystem PSS 4000 ­besteht aus unterschiedlichen Hard- und Software-Komponenten sowie dem Echtzeit-Ethernet-System Safetynet p und entsprechenden Netzwerkkomponenten. Pilz

Die brandschutztechnische Anlage überwacht die Signale der Brandmeldeanlage, die manuell zu betätigenden Taster und Schalter von Brandmeldetableaus, die Signale der CO2-Sensoren, die Ansteuerung der Entrauchungsklappen, Rauchmelde- und Rauchschutz-Druckanlagen sowie die Endlagepositionen der Brandschutz- und Entrauchungsklappen. Allein davon sind im Hackeschen Quartier rund 2.000 im Einsatz: Mit Auf-/Zu-Meldungen sowie Szenarioverschaltung sind diese im Automatisierungssystem PSS 4000 mit bis zu 40.000 Anweisungen verarbeitet, programmiert und werden via Modbus zur übergeordneten Gebäudeleittechnik übertragen und dort visualisiert. Je nach Ausgangslage wird ein entsprechendes Szenario aufgerufen und durch das Automatisierungssystem PSS 4000 auf Plausibilität überwacht. Über Standardausgänge werden parallel dazu Meldeleuchten eines Tableaus in der Brandmeldezentrale angesteuert, die der eintreffenden Feuerwehr im Ernstfall einen schnellen Überblick über die aktuelle Situation geben.

Der Systemintegrator VM Technik favorisiert in ihren Projekten die Safety-Steuerungen PSS 4000.

Der Systemintegrator VM Technik favorisiert in ihren Projekten die Safety-Steuerungen PSS 4000.Pilz

An unterschiedlichen Stellen des Gebäudes gewährleisten 20 Steuerungen PSSuniversal PLC die Überwachung und Steuerung der Brandmeldeanlage. Alle Systemkomponenten sind über ­sichere Netzwerkswitche (Switche PSSnet von Pilz) und einen Lichtwellen-Ring miteinander verbunden. Wird der Kommunikationsring an irgendeiner Stelle unterbrochen, sorgen die ­Re­dundanzmechanismen der Switche automatisch dafür, dass die Datentelegramme über den LWL-Ring einen sicheren Weg zum Empfänger finden. Das gesamte Automatisierungssystem ist sowohl hard- wie auch softwareseitig inklusive dem Echtzeit-Ethernet-Kommunikationssystem Safetynet p vom TÜV gemäß EN 61508 von SIL 1 bis 3 abgenommen und zertifiziert. Für die Besucher und Nutzer des Hackeschen Quartiers bleibt es ein unsichtbares System, das im hoffentlich nie eintretenden Notfall seine Aufgabe zuverlässig erfüllt.

Brandschutz im Hackeschen Quartier

Der Systemintegrator

VM Technik mit Sitz in Hamfelde bei Hamburg hat sich auf Aufgaben und Systemlösungen in der technischen Gebäude- und Schiffsautomation spezialisiert. Die Gebäudeautomation nimmt heute eine Schlüsselposition in der anlagenübergreifenden Vernetzung von Funktionen aus den Bereichen Heizung, Lüftung, Klima, Kälte, Elektro, Beleuchtung, Sicherheits- sowie der Brandschutztechnik ein. Das Unternehmen bietet ein Leistungsspektrum, das den kompletten Bereich von der Feld- bis zur Managementebene sowie die Systemintegration aller gängigen Bussysteme und Schnittstellen in der Gebäudetechnik beinhaltet. „Mit dem Automatisierungssystem PSS 4000 von Pilz erfüllen wir sämtliche der im VDMA-Einheitsblatt genannten Anforderungen an eine automatisierte Brandschutzüberwachung. Die Installation ist klar und einfach. Mit ein Grund, warum wir das System immer wieder gerne einsetzen“, sagt Kai Vorbeck, Geschäftsführer von VM Technik mit Blick auf den immensen Kostendruck im Baugewerbe und die straffen Terminpläne.