Klimahaus Bremerhaven: Präzise Gebäudeautomation für eine immersive Wetterinszenierung

Das Klimahaus Bremerhaven ist weit mehr als ein Ausstellungsgebäude: Als weltweit einzigartige Wissens- und Erlebniswelt zu Klima, Klimawandel und Wetter setzt es internationale Maßstäbe. Mit der aktuellen Ausstellung „Wetterextreme“ erweitert das Haus sein Konzept um eine technisch anspruchsvolle Inszenierung. Auf einer beweglichen Hubplattform erleben Besucher auf drei Ebenen unterschiedliche Extremwetterlagen. Ermöglicht wird dies durch den Einsatz modernster Anlagen- und Steuerungstechnik, die in eine komplexe Gebäudeautomation (GA) integriert ist. Für die Umsetzung der GA zeichnete das Berliner Traditionsunternehmen Kieback&Peter verantwortlich, das bereits die Bestandsautomation realisiert hatte.

Rauminstallationen, aufwendige Kulissen, interaktive Exponate und Medienstationen gehören genauso zum Ausstellungskonzept im Klimahaus wie lebende Tiere (in Großaquarien) und Pflanzen. Auf einer Reise entlang des achten Längengrades Ost können Interessierte auf insgesamt 11.500 Quadratmetern Ausstellungsfläche die Zusammenhänge zwischen Wetter und Klima erforschen und die Hintergründe der Klimaveränderung sowie Prognosen für die Zukunft erfahren. Die aktuelle Ausstellung zum Thema „Wetterextreme“ ist nicht nur thematisch eine Besonderheit. Auch ihre Umsetzung ist einzigartig: So können die Besucher über die bewegliche Plattform „Uplift“ auf drei Ebenen extreme Wetterszenarien immersiv erleben. Das Fühlen und Durchleben von extremer Hitze, Überschwemmungen, Dürren, Waldbränden, Stürmen und Starkregenereignissen etc. macht die Auswirkungen des Klimawandels besonders real.

Durch smarte Technik zur Klima-Show

Was für die Besucher eine spannende und lehrreiche Inszenierung darstellt, ist technisch gesehen eine enorme Herausforderung: So simulieren leistungsstarke Ventilatoren Wirbelstürme, während ein geschlossenes Wassermanagementsystem für die Niederschlagsszenarien verantwortlich ist. Das Wasser wird hierzu über eine Umkehrosmoseanlage von Salzen und Mikroorganismen befreit, was die Lebensdauer der eingesetzten technischen Komponenten erhöht. Digitale Effekte machen Wetterphänomene wie Stürme, Starkregen oder Hitzewellen direkt erlebbar. Die Gebäudeautomation von Kieback&Peter steuert dabei zahlreiche Anlagen präzise abgestimmt auf das Storyboard der einzelnen Showbereiche.
Da bereits die Bestandsautomation des 2009 eröffneten Bremerhavener Infotainment-Centers aus dem Hause Kieback&Peter stammt, konnte die Gebäudeautomation für die Ausstellung „Wetterextreme“ nahtlos angeknüpft werden. Sie sorgt auch nach den Wetterszenarien für den Abzug des Nebels. Den Befehl an die Automationsstation (AS) von Kieback&Peter gibt der Controller des Gewerks Showtechnik zur Ansteuerung der Lüftungsklappen. Über einen Abluftventilator wird dann der Nebel abgezogen. Da der Showtechnik-Controller und die AS jeweils ein anderes Busprotokoll zur Kommunikation verwenden, ist der Einsatz eines Universal-Gateways von MBS notwendig. Damit erfolgt eine Übersetzung von BACnet-IP und KNX-Kommunikation zwischen DDC und Showtechnik-Controller.

Besucher der neuen Ausstellung „Wetterextreme“ des Klimahauses Bremerhaven erleben hautnah die Auswirkungen des Klimawandels, indem sie in Szenarien wie große Hitze, Starkregenereignisse oder Wirbelstürme über die Hubplattform „Uplift“ auf drei Ebenen eintauchen und mehr über sie erfahren. Die hollywoodreifen Showeffekte werden durch die Automationssonderlösungen von Kieback&Peter unterstützt. Bildquelle: Kieback&Peter GmbH & Co.KG

350 Datenpunkte für eine hochdynamische Klima-Inszenierung

Für die neue Ausstellung „Wetterextreme“ hat das Bremer Team von Kieback&Peter innerhalb von weniger als einem halben Jahr rund 350 physische Datenpunkte im neuen Showbereich installiert. Dazu zählen Sensoren und Aktoren der Lüftungstechnik – etwa Kanaltemperatur- und Kanaldruckfühler, Frostschutzwächter, Rauchmelder, Feuchtesensoren sowie Stellmotoren für die Lüftungsklappen. Sie bilden die Grundlage für eine umfassende Mess-, Steuer- und Regeltechnik (MSR) der gesamten Ausstellung.

Die Gebäudeautomation „Neutrino-GLT“ vom Smart Building Solutioneer Kieback&Peter übernimmt neben der Bühnen- und Showsteuerung auch die Be- und Entlüftung, die Umsetzung der Brandschutzanforderungen sowie die Regelung der energieeffizienten Heiz- und Kühlkonvektoren. Ergänzend zu den bestehenden Automationsschwerpunkten (ASP) wurden zwei weitere ASPs mit DDC-Controllern der Serie DDC4000 integriert. Während der eine für die Entrauchung des Uplift-Maschinenraums zuständig ist, fungiert der andere als zentrale Steuereinheit der MSR-Technik für „Wetterextreme“ und ist in der Technikzentrale „Lüftung“ im dritten Obergeschoss installiert. Von hier aus werden unter anderem die Lüftungsregelung, die Brandabschnittssteuerung, Nebenanlagen wie Druckerhöhungs- und Umkehrosmoseanlagen, mehrere Split-Klimageräte sowie die Schnittstellen zur Showtechnik und zu den Umluftkonvektoren koordiniert. Zudem bindet dieser ASP sämtliche relevanten Systeme an das bestehende Gebäudemanagement des Klimahauses Bremerhaven an.

Digitale Infrastruktur für zuverlässigen Brandschutz

Aufgrund der speziellen Ausstellungsarchitektur mit der beweglichen Plattform, die alle drei Ebenen miteinander verknüpft, wurde eine erweiterte brandschutztechnische Lösung notwendig. Daher wurde der Entrauchungs-ASP im Erdgeschoss beim Uplift-Maschinenraum platziert. Er übernimmt die Überwachung des Maschinenraums und steuert nach einem Ereignisfall die mechanische Entrauchung über spezielle Entrauchungsventilatoren. Im Brandfall sorgt die Brandmeldeanlage dafür, dass die Alarm- und Detektionsmeldungen direkt zur Gebäudeautomation weitergeleitet werden. Die AS steuern beteiligte Aktoren wie Brandschutz-, Entrauchungs- und Rauchschutzklappen sowie Ventilatoren zur Kaltentrauchung an. Zudem wurde in der Brandmeldezentrale ein spezielles Feuerwehrtableau eingerichtet, über das im Brandfall die Feuerwehr zusätzlich manuell die betroffenen Bereiche ansteuern kann, um eine Entrauchung vorzunehmen und die Lüftung zu regeln.

Doppelter Beitrag zum Klimaschutz

Das Klimahaus Bremerhaven engagiert sich auf zwei Ebenen für den Klimaschutz: durch die Vermittlung wissenschaftlicher Inhalte zum Thema Klimawandel und durch einen hochgradig energieeffizienten Gebäudebetrieb. Der nachhaltige Betrieb der umfangreichen technischen Infrastruktur – darunter drei Großaquarien – auf einer Gesamtfläche von 18.800 m² wird durch ein komplexes, ressourcenschonendes Energiesystem und eine smarte Gebäudeautomation sichergestellt. Diese Kombination ermöglicht einen dauerhaft effizienten, transparent überwachten und optimierten Ausstellungsbetrieb.

Herzstück der MSR-Technik für die Ausstellung „Wetterextreme“: der neu eingerichtete Automationsschwerpunkt ASP12 in der Lüftungszentrale mit der Raumlufttechnischen Anlage. Auf den hier installierten DDC4000 von Kieback&Peter liegen u.a. die Lüftungsregelung, die verschiedenen Brandabschnitte sowie die Schnittstelle zur Showtechnik und zu den Umluftkonvektoren. Bildquelle: Kieback&Peter GmbH & Co.KG

Für das Klimahaus wurde ein durchgängig integrierter, nachhaltiger Technikansatz entwickelt, der zahlreiche Gewerke – von der Belüftung bis zum Ausstellungsbetrieb – als vernetztes Gesamtsystem betrachtet. Anstatt einzelne Aufgaben isoliert zu lösen, fließen energetische und betriebliche Aspekte in ein gemeinsames Konzept ein. So wird etwa die Abwärme, die bei der Kälteerzeugung für die Klimazone „Antarktis“ entsteht, nicht ungenutzt an die Umgebung abgegeben, sondern gezielt zur Temperierung anderer Ausstellungsbereiche eingesetzt.

Über die intuitiv bedienbare Visualisierung des Gebäudemanagementsystems Neutrino-GLT von Kieback&Peter lassen sich sämtliche Anlagenzustände der TGA des Klimahauses Bremerhaven überprüfen und regeln. Bildquelle: Kieback&Peter GmbH & Co.KG

Ein zentrales Prinzip des Energiekonzepts ist die konsequente Nutzung emissionsarmer Quellen. Dazu gehören sowohl der Bezug von Ökostrom als auch die Eigenstromerzeugung über die Solaranlage auf dem Glasdach der „Havenplaza“. Ergänzend bezieht das Klimahaus Fernwärme aus dem Bremerhavener Müllheizkraftwerk, die dort mittels Kraft-Wärme-Kopplung erzeugt wird. Ein Teil dieser Wärme wird über eine Spezialanlage wiederum in Kälte umgewandelt. Darüber hinaus dienen 450 der insgesamt 770 Gründungspfähle als Energiepfähle, die die konstant niedrigen Bodentemperaturen in 25 Metern Tiefe für die Gebäudeklimatisierung nutzbar machen.

Auch die neue Ausstellung „Wetterextreme“ setzt auf effiziente Gebäudetechnik: Die Lüftungsanlage mit 10.000 m³/h Luftleistung arbeitet dank Rotationswärmetauscher besonders energieoptimiert. Ergänzend sorgen 20 Umluftkonvektoren für eine bedarfsgerechte Beheizung und Kühlung. Während deren Regelung dezentral über herstellereigene Controller erfolgt, werden Temperatur, Betriebszustände und Energieverbrauch über die Gebäudeautomation in Echtzeit erfasst, visualisiert und überwacht.

Schlussendlich betreibt das Klimahaus Bremerhaven gleich auf zwei Arten Klimaschutz: durch die Vermittlung der komplexen Zukunftsthematik „Klimawandel“ sowie durch intelligent konzipierte, ressourcenschonende TGA und Gebäudeautomationstechnologie.