Eine der modernsten US-High-Schools steht seit 2018 in Deutschland: auf dem Areal der US-Gaststreitkräfte in Kaiserslautern-Vogelweh. Der LEED-zertifizierte Neubau mit einer Bruttogeschossfläche von 17.200 Quadratmetern folgt dem pädagogischen Konzept der USA namens “21st Century Learning”. Es soll Jugendliche auf eine technologie- und medienbestimmte Zukunft vorbereiten. Rund 850 Schüler der Jahrgangsstufen neun bis zwölf lernen hier inmitten moderner Architektur in großzügigen Gemeinschaftsbereichen (“Commons”). Statt geschlossener Klassenzimmer mit Frontalunterricht gibt es rund um das 1.600 Quadratmeter große Foyer auf zwei Ebenen sieben Lern-Nachbarschaften (“Neighbourhoods”), wo jeweils etwa 120 Schüler eine Einheit (“Learning Hub”) bilden. Schiebewände aus Glas ermöglichen es bei Bedarf, separate Räume zu schaffen. Zwei Sporthallen, ein Konzertsaal und Fachräume stehen ebenfalls zur Verfügung. Die Bauherrn wünschten für das Projekt eine hochmoderne Gebäudetechnik mit zahlreichen ungewöhnlichen Systemen. Damit diese neben Heizung und Lüftung energieeffizient und zuverlässig arbeiten, beauftragten sie Kieback&Peter, alle Anlagen in einer smarten Automationslösung zu integrieren.
Nicht einfach, sondern spannend
Gleich vor einer ganzen Reihe an nicht alltäglichen Herausforderungen stand Vertriebsingenieur Philipp Kraus mit seinem Team von der Kieback&Peter Niederlassung Mannheim, als sie das Lastenheft des Auftrags für die US-Streitkräfte lasen. Nicht nur der große Umfang des Projekts “High-School Kaiserslautern-Vogelweh” war für sie spannend. Auch die Anzahl und Art der nicht alltäglichen Spezialaufträge war besonders: Unter anderem wünschten die Bauherrn, dass alle Texte der Displays der Gebäudeleittechnik (GLT) und der Automationsstationen zweisprachig, sowohl in Deutsch als auch in Englisch, zu lesen sind. Zudem sollten zwölf Monitore für individuelle Informationen an die Schüler zentral steuerbar sein und es galt, zahlreiche Systeme von Drittanbietern digital einzubinden. Dazu gehörten beispielsweise selbst-verdunkelbare Fensterscheiben sowie Strom- und Wärmemengenzähler. In vier geschlossenen Gebäudebereichen mit bepflanzten und bewässerten Grünwänden sollte das System von Kieback&Peter auch eine konstante Luftfeuchtigkeit gewährleisten. Alles nicht einfach – “aber einfach kann jeder”, sagt Philipp Kraus.
Alle Anlagenteile auf einen Blick
Wie hat es das Team geschafft, alle Aufgaben erfolgreich und pünktlich zu erledigen? Philipp Kraus sagt: “Unser Erfolgsrezept sind erfahrene Kollegen, die schon seit langer Zeit bei Kieback&Peter arbeiten, und es ist die gute Zusammenarbeit mit dem Auftraggeber vor Ort.” Das Herzstück ihrer Automationslösung – Made in Germany, Made for USA – befindet sich im Technikraum der High-School: ein PC-Arbeitsplatz mit Server und großem Flachbildschirm, auf dem das Gebäudeleitsystem Neutrino-GLT arbeitet. Über diese zentrale Monitoring- und Steuerungs-Software von Kieback&Peter können die Gebäudetechniker auf der intuitiv verständlichen grafischen Benutzeroberfläche sämtliche integrierten Anlagen-Komponenten und Betriebszustände überwachen und bei Bedarf Soll-Vorgaben ändern. Das System kommuniziert via Verkabelung/IP mit der gesamten Gebäudetechnik.
Hinter der virtuellen Benutzeroberfläche der Gebäudeautomation stehen acht Informationsschwerpunkte, die im Schulgebäude verteilt sind. Sie übernehmen die physikalischen Schalthandlungen der Anlage. In diesen Schaltschränken arbeiten die leistungsfähigen und flexiblen Controller der Typen DDC4200 und DDC4002. Sie kommunizieren sowohl mit Neutrino-GLT als auch untereinander und mit den Feldgeräten an rund 7.600 physikalischen Datenpunkten. Zusätzlich arbeiten in den Informationsschwerpunkten Gateways. Sie übersetzen die Steuersignale der eingebundenen Regler von Drittanbietern digital für die DDCs.
Automatik-Fensterscheiben zum Staunen
Die konkrete Arbeit übernehmen Sensoren und Aktoren in allen Bereichen der High-School: CO2-Sensoren beispielsweise melden die Luftqualität an die Controller. Bei Bedarf erhöhen diese die Lüftungsleistung per Aktoren. Ebenso verhält es sich bei der Luftfeuchtigkeits-Regulierung in den Bereichen mit Grünwänden: Auf Basis der Messungen der Feuchtigkeits-Sensoren weisen die Controller Stellmotoren (Aktoren) an, die Fensteröffnung zu vergrößern oder zu verkleinern. Besonders interessant war die Integration der verdunkelbaren Glasscheiben in der Aula: Über ein Touch-Panel können die Nutzer den Verdunkelungsgrad bestimmen. Via BACnet-Befehl vom Controller gelangen die Steuersignale zu den Fensterscheiben, in denen eine Metallbeschichtung stufenlos für den Verdunkelungseffekt sorgt. Im Automatikmodus verdunkeln die Scheiben bei starker Sonneneinstrahlung selbstständig, um zu starkes Aufheizen des Raums zu verhindern.
Die digitalen Wärmemengen- und Stromzähler für das Energiemanagement hat das Team via M-Bus bzw. LON in die Gebäudeautomation eingebunden – die flexiblen DDC-Controller beherrschen neben BACnet auch diese Protokolle nativ. Die zwölf individuell von der Schulleitung bespielbaren Monitore wiederum haben die Techniker via IP eingebunden. Mit jeweils einer eigenen IP-Adresse pro Monitor, damit unterschiedliche Inhalte gezeigt werden können, etwa Mensa-Plan oder Schul-Informationen. Den Wunsch der Bauherren, alle System-Texte in Deutsch und Englisch darstellen zu können, erfüllte das Team ebenfalls: Alle deutschen Texte wurden fachgerecht übersetzt im System integriert. Zudem erhielten die Bauherren Einweisungsvideos in beiden Sprachen. Trotz vieler kniffliger Herausforderungen ist das Kieback&Peter Team mit seinem Latein nie am Ende.
