Vorhang auf

SPS-Technik im Opernhaus Chemnitz

Vorhang auf

Das Opernhaus Chemnitz ist ein architektonisches Schmuckstück und eine Top-Adresse für Opernfreunde. Aufgrund von Energiespar-Contracting ist die Spielstätte jetzt auch mit moderner Energietechnik ausgerüstet. SPSen tragen dabei zur Energieeinsparung bei und sorgen auch dafür, dass das Publikum die Aufführungen gut klimatisiert genießen kann.
Das Opernhaus in Chemnitz ist eine Kultureinrichtung, die über Sachsens drittgrößte Stadt weit hinausstrahlt. Der Spielplan bietet ein breit gefächertes Angebot von der klassischen bis zur modernen Oper, von der Operette bis zum Musical. Das Opernhaus hat in seiner Geschichte schon manche Wiedergeburt erlebt. 1909 eingeweiht und im Zweiten Weltkrieg zerstört, wurde es 1951 wiedereröffnet. Nach mehrjähriger, umfassender Rekonstruktion wurde das Haus im Jahr 1992 zum dritten Mal eröffnet. Eine weitere Erneuerung gab es 2014. Nur lief diese für das Publikum nicht sichtbar, gleichwohl aber positiv spürbar ab. Im Rahmen eines Energiespar-Contractings der Stadt Chemnitz und der Städtischen Theater Chemnitz mit dem Unternehmen Wisag Energiemanagement als Contractor wurden das Opernhaus und das Schauspielhaus auf energiesparende Art und Weise umgebaut. Für die Betreiber beider Spielstätten hat der Vertrag positive Wirkungen: Neben der Betriebssicherheit der modernen Anlagen bekommt das Publikum Verbesserungen bei der Klimatisierung und Kühlung zu spüren. Beide Bereiche sind heute wesentlich besser zu steuern. Zudem lassen sich hohe Energieeinsparungen erzielen.

Umbau über Energieeinsparung refinanzieren

Die Modernisierung der veralteten Heizungs- und Lüftungstechnik stand schon seit Längerem auf der Agenda. Das Konzept des Energiespar-Contractings bot die Möglichkeit, die Umbaumaßnahmen über die vereinbarten Einsparungen bei den Energiekosten zu refinanzieren. Bei der Ausschreibung fürs Energiespar-Contracting ging Wisag Energiemanagement als wirtschaftlichster Bieter hervor. Die Firma hat als Anbieter für Energiespar-Contracting inzwischen über 180 Liegenschaften unter Vertrag. Im Rahmen einer Energiesparpartnerschaft werden über einen festgelegten Zeitraum garantierte Einsparungen erzielt, aus denen die Modernisierungsmaßnahmen finanziert werden. Mittels Energiespar-Contracting soll durch moderne Technik der Energieverbrauch gesenkt werden, das eingesetzte Kapital wird über garantierte Kosteneinsparungen in der Vertragslaufzeit refinanziert. Die Hauptverantwortung für die Planung, Finanzierung sowie für die Errichtung und Wartung der Anlagen liegt dabei in den Händen des Contractors. Wisag investierte knapp 930.000E in neue, energieeffiziente Anlagen für das Opernhaus und das Schauspielhaus. Die Kosten für Fernwärme sollen dadurch um 35 Prozent und die für Strom um 32 Prozent gesenkt werden. Wisag garantiert, dass die Energiekosten um jährlich netto 121.670E gegenüber dem Referenzjahr 2013 gesenkt werden. Die Investitionen und den Betrieb der neuen Technik vergüten die städtischen Theater Chemnitz mit rund 135.000E im Jahr. Die jährliche Zahlung deckt die Erneuerung der Technik ab, die in das Eigentum der Städtischen Theater Chemnitz übergegangen ist, genauso wie die Wartung der Technik über die Vertragslaufzeit. Einsparungen, die über der vertraglichen Garantie liegen, teilen sich beide Vertragspartner. Tritt die Einsparung nicht in dem garantierten Maß ein, trägt Wisag das Risiko.

Umfassende Modernisierung

Im Rahmen der Umbaumaßnahmen wurden in beiden Häusern die Lüftungs- und Klimatechnik sowie die Warmwassererzeugung komplett modernisiert und die Beleuchtung auf den neuesten Stand der Technik gebracht. Die neuen Lüftungsanlagen sind z.B. mit Wärmerückgewinnungsanlagen ausgestattet, um nicht wie zuvor im Winter die Wärme der verbrauchten Abluft ungenutzt in die Atmosphäre entweichen zu lassen. In der sechswöchigen Spielpause im Sommer 2014 wurden die neuen Energietechnikanlagen installiert. „Da musste wirklich alles passen“, betont Jens Israel. Als Projektleiter MSR-Technik bei Wisag Energiemanagement ist er für die Steuerungstechnik der Oper Chemnitz verantwortlich. Drei SPS-Systeme von ABB regeln heute die HLK-Anlagen und die Warmwassererzeugung. Die Lieferung umfasste drei SPSen aus der Familie AC500 mit Bedienpanels, zwei HLK-Frequenzumrichter ACH550 sowie Sicherungen und Relais. Zwei AC500 führen Steuerungsaufgaben in der Oper aus und verarbeiten dabei rund 550 I/Os. Eine weitere SPS kommt im Schauspielhaus zum Einsatz. Sie hat rund 180 I/Os. Die skalierbaren SPSen basieren auf einem modularen Konzept aus CPU, Kommunikations- und I/O-Modulen, wodurch sich die Steuerungen gut an die Automatisierungsumgebung anpassen lassen. Universell einsetzbare Hardware wird dabei per Software konfiguriert. Die digitalen und analogen I/O-Module werden einfach auf Klemmenblöcke aufgesteckt. Mittels Standard-Funktionsbausteinen und Programmierung nach IEC61131 lässt sich die Anwendungssoftware erstellen. Im Heizraum ist eine Zentrale mit der Typenbezeichnung PM583 installiert. Sie ist die leistungsstärkste SPS vor Ort. Die CPU übernimmt die gesamte Kommunikation zwischen den Steuerungen in der Oper und dem Schauspielhaus. Sie sammelt die Alarme von den anderen Steuerungen und Unterstationen wie Rauchalarm, Störungsmeldungen der Pumpen und Lüfter, Wartungsmeldungen der Filter etc., wertet sie aus und sendet sie an die betreffenden Panel sowie an die Gebäudeleittechnik. Im Pförtnerraum ist ebenfalls ein Panel installiert, an das alle Störmeldungen übermittelt werden. Die PM583 kommuniziert auch mit den beiden ACH550 -Frequenzumrichtern, die im Heizraum die Pumpen der Fernwärmestation regeln. Bei der SPS im Rohrkeller handelt es sich um eine Zentrale des Typs PM573 mit zahlreichen I/O-Modulen. Neben sechs statischen Heizkreisen regelt sie die komplexen Lüftungsanlagen der Oper. Die Regelung erfolgt außentemperaturgeführt sowie über diverse Zeitschaltprogramme, da die Heizkreise und Lüftungsanlagen jeweils einen anderen Bereich versorgen, wie z.B. den Orchesterprobenraum, Ballettsaal oder Zuschauerraum. Die Regelung der Lüftungsanlagen berücksichtigt zusätzlich die Raumluftkonditionen (Temperatur und relative Feuchtigkeit). An die Steuerung sind außerdem noch zwei kleine Unterstationen angebunden, die über einen CS31-Bus mit ihr verbunden sind. Eine weitere SPS, ebenfalls vom Typ PM573, mit zwei Unterstationen befindet sich in der Heizzentrale des Schauspielhauses. Sie regelt dort fünf Heizkreise, einen Warmwasserbereiter sowie zwei Lüftungsanlagen.

Jens Israel schätzt die kompakte Bauform der SPS, deren Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit: „Durch die einfache Anreihbarkeit und Austauschbarkeit der steckbaren Kommunikations- und I/O-Module ist sie einfach zu handhaben. Jeder Eingang ist einzeln konfigurierbar. Die AC500 ist mittlerweile das SPS-Standardprodukt bei Wisag Energiemanagement geworden“, sagt er. Moritz Vogel, Betriebsingenieur an der Oper, bestätigt: „Die Handhabung der SPS ist gut, die Bedienoberfläche intuitiv. Wir haben zwischenzeitlich selbst noch Funktionen hinzugefügt und das ging leicht von der Hand.“ Die gute Programmierfähigkeit der AC500 war besonders bei der Lüftungsanlage für den Zuschauerraum gefordert. Sie ist nicht nur sehr komplex, sondern weist außerdem noch verschiedene Betriebsmodifikationen auf. Sämtliche Steuerungen werden über die Touch-Displays der Bedienpanel vom Typ CP430 bedient. Die Displays sind grafikfähig und ermöglichen eine eindeutige optische Anzeige beispielsweise der Heizkreise. Gegenüber der früheren textbasierten Eingabe ist dies eine deutliche Verbesserung. Zum GLT-Rechner besteht ebenfalls eine Ethernet-Verbindung. Das Schauspielhaus ist über das Internet via VPN-Tunnel mit dem Netzwerk verbunden. Um den Verkabelungsaufwand im Opernhaus zu begrenzen, gibt es in dem Gebäude noch zwei abgesetzte Stationen für zwei Lüftungsanlagen und weitere HLK-Einrichtungen. Über zwei Schnittstellenmodule DC551 sind sie direkt mit der AC500 im Rohrkeller verbunden. Die Kommunikation mit der SPS erfolgt in diesem Fall mittels CS31-Systembus.

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