Charite Universitaetsmedizin Berlin

Erneuerung der Infrastruktur Elektrotechnik am Campus Virchow Klinikum (CVK) und Benjamin-Franklin-Klinikum (CBF) der Charité, Berlin

Projektbeschreibung

Bedarfsprogramm CVK SV-Netz (4452)

Die Charité hatte uns beauftragt, ein Bedarfsprogramm für die zukünftige Stromversorgung auf dem Campus Virchow-Klinikum zu erarbeiten. Das Bedarfsprogramm wurde erforderlich durch die

• allgemeinen Steigerungen des Leistungsbedarfs bei der Grundversorgung,
• Zunahme der Forschungsprojekte mit internationaler Bedeutung und eine dem Rang der Charité entsprechende Infrastrukturausstattung, u. a. auch eine sichere SV-Versorgung mit ausreichender Leistung entsprechend dem Stand der Normen und Vorschriften.

Unter Berücksichtigung

• der gegenwärtigen nutzer- und anlagenseitigen Anforderungen,
• der geltenden Normen und Vorschriften,
• der Realisierungsanforderungen beim Bauen unter Aufrechterhaltung des Betriebes

wurde das Bedarfsprogramm auf Basis eines perspektivisch tragfähigen Gesamtkonzeptes erstellt.

Mit Ausblick auf eine modernisierte, perspektivische Infrastrukturversorgung wurden erforderliche Maßnahmen wie Modernisierungsschwerpunkte sowie unmittelbar notwendige flankierende Maßnahmen berücksichtigt. Hierzu gehörte u. a. die Erstellung eines Masterplanes mit einem Realisierungsansatz.

Zur technischen Umsetzbarkeit wurden folgende Themen behandelt

• perspektivische Infrastruktur Elektrotechnik,
• anlagenseitige und bauliche Anforderungen,
• Aufbau der Zentralstationen,
• Vorschlag für Standorte der Zentralstationen,
• Etappen der Umsetzung,
• Erstellung Dokumentation.

Die Kostenermittlung erfolgte anhand der Formblätter ABau und schloss ab mit rund 25 Mio. €.

Verbesserung der Notstromversorgung im Forschungs- und Laborgebäude (6437)

Die Verbesserung der Notstromversorgung des Forschungs- und Laborgebäudes sowie des Rechenzentrums des Campus Virchow-Klinikum sollte nach Vorgabe des Auftraggebers durch den Einsatz einer dezentralen zusätzlichen Notstromversorgungsanlage realisiert werden. Zielstellung war es auch, die zentralen Mittel-spannungsaggregate zu entlasten.

Dazu wurden sämtliche Planungsleistungen, einschließlich einer Netzberechnung durchgeführt.

Planungsgegenstand war:

• zwei Container-Notstromaggregate mit einer Leistung von je 680 kVA (Funktionen Inselbetrieb, Aggregateparallelbetrieb, Überkreuzbetrieb bei planmäßiger Nichtverfügbarkeit eines Aggregates, Rücksynchronisierung auf das wiedergekehrte Netz sowie optional Netzparallelbetrieb zum Lasttest) einschließlich Anlagenperipherie mit Abgasschornstein und Rußpartikelfilter,
• eine Niederspannungsschaltanlage für Sicherheitsstromversorgung,
• zwei USV-Anlagen mit je 230 kVA im Parallelbetrieb,
• zwei GUHV (allgemeine und Sicherheitsstromversorgung)
• Kabelverbindungen und -trassen.

Gegenüber dem Bestand wurde eine konsequente bauliche Trennung zwischen AV- und SV-Schaltanlagen und Netzen umgesetzt. Die elektrotechnischen Anforderungen wurden entsprechend DIN VDE 0100-710 realisiert.

Sämtliche Baumaßnahmen erfolgten bei laufendem Dienst- und Klinikbetrieb in mehreren Bauabschnitten. Die Umschlusskonzepte berücksichtigten die sich daraus ableitenden Anforderungen.

Die Planungen erfolgten in Kooperation mit CESAR ENGINEERING BERLIN GmbH.

Besondere Anforderungen an die Versorgungssicherheit und Umbau unter Betriebsbedingungen.

Innerhalb des Projektes galt es, die Trafostationen T41 und T42, die bislang von der zentralen Sicherheitsstromversorgung (10 kV) versorgt wurden, in eine dezentrale SV-Versorgung zu überführen. Aufgrund der exponierten Nutzung des Forschungs- und Laborgebäudes einschließlich des darin integrierten Rechenzentrums mussten die vitalen Prozesse des Hauses zu jedem Zeitpunkt Berücksichtigung finden. Dies galt insbesondere für die Anforderungen der S2-Labore als auch der des Rechenzentrums der Charité.

Die entsprechenden Umschlusskonzepte mussten sowohl inhaltlich als auch zeitlich auf die Anforderungen der Nutzerbereiche abgestimmt und umgesetzt werden. Die besonderen Anforderungen hinsichtlich der Konzeption der Sicherheitsstromanlagen bestanden darüber hinaus darin, die Anforderungen des Betreibers hinsichtlich einer Quasiredundanz der Sicherheitsstromversorgung zu erfüllen.

Die umgesetzte technische Lösung ermöglicht insofern eine wahlweise Zuordnung jeweils eines von beiden SV-Aggregaten auf eine Trafostation, sofern das zweite Aggregat betriebsbedingt nicht zur Verfügung steht. Sämtliche Schaltanlagen und Aggregate wurden zur zentralen Überwachung auf die bestehende Leittechnik „Infoplan/Desigo-Insight“ aufgeschaltet. Um den besonderen Anforderungen des Rechenzentrums zu genügen, wurden als Ersatz für drei kleinere USV-Anlagen zwei USV-Anlagen mit je einer Leistung von 230 kVA und einer Stützzeit von jeweils 40 Minuten installiert. Die Anlagen sind für Parallelbetrieb ausgelegt.

Bausumme brutto. 1,2 Mio. €

Erneuerung der Stromversorgung CBF (4360)

Das Energieversorgungsunternehmen Vattenfall Europe Berlin (ehemals Bewag) hat im Jahr 2004 der Charité als Netzanschlussnehmer mitgeteilt, dass eine mittelfristige Spannungsumstellung von 30 kV auf 10 kV erfolgen wird. Von dieser Maßnahme würde die Energieversorgung des Campus Benjamin Franklin unmittelbar betroffen sein.

Spätestens mit Vorliegen der Untersuchungsergebnisse der Studie eines Sachverständigen aus dem Jahre 1994 ist aber bekannt und belegt, dass die bestehende Stromversorgung des Campus CBF in wesentlichen Anlagenteilen und Strukturen weder den technischen noch der sicherheitstechnischen Anforderungen genügt und die Versorgungssicherheit des Campus nicht vorhanden ist. Insoweit halten es der Betreiber der Anlagen wie auch der Sachverständige für zwingend geboten, die vollständige Erneuerung der Stromversorgung des Campus CBF schrittweise und schwerpunktorientiert durchzuführen und diese schnellstmöglich zu beginnen.

Um dazu sowohl die technischen als auch die wirtschaftlichen Vorkehrungen treffen zu können, wurde durch die Charité als Netzanschlussnehmer die Erstellung eines entsprechenden Bedarfsprogramms beauftragt, in welchem auch die bevorstehende Spannungsumstellung des EVU zu berücksichtigen war.

Mit der bevorstehenden Spannungsumstellung des Energieversorgungsunternehmens auf 10 kV wurden im Rahmen dieses Bedarfsprogramms bereits erste technische Lösungskonzepte entwickelt, mit denen auch die mittel- und langfristigen Versorgungsanforderungen realisierbar sind. Es galt, diese im Verlauf der Planung zu detaillieren, zu erweitern und an die Bedingungen des Einzelfalls anzupassen und umzusetzen.

Grundlagen dieses Bedarfsprogramms bildeten u. a.:

• die Anforderungen aus den gegenwärtig gültigen Normen und Vorschriften
• die Anforderungen, die sich aus der Spannungsumstellung von 30 kV auf 10 kV für den Netzanschlussnehmer ergeben und innerhalb des Versorgungskonzeptes zu berücksichtigen sind.

Innerhalb des Bedarfsprogramms wurde auch die Umstellung des kundenseitigen Stromnetzes auf 10 kV bereits technisch und wirtschaftlich berücksichtigt und konzeptionell dargelegt.

Im Gegensatz zur Charité, welche für den Campus CBF die Erneuerung der Stromversorgung auf Basis eines durchgängigen 10-kV-Konzeptes beabsichtigte, wurde bekannt, dass die Freie Universität Berlin (FU-B) als Betreiber der 6-kV-Netze UW Krahmerstraße und UW Thielallee andachte, ihre 6-kV-Betriebsanlagen zu erhalten und durch vorgeschaltete 10/6-kV-Umformer zu versorgen.

Für das 6-kV-Teilnetz Charité Campus Benjamin Franklin sollte deshalb im Rahmen eines der ingenieurtechnischen Planung vorgeordneten Variantenvergleiches untersucht werden, ob die vorhandenen 6-kV-Betriebsanlagen des Campus an vorgeschaltete neue 10/6-kV-Transformatoren technisch sowie wirtschaftlich betrieben werden können und inwieweit die zwingend erforderlichen Modernisierungsmaßnahmen unter dieser Maßgabe technisch und wirtschaftlich auf Grundlage eines zukunftsfähigen Gesamtkonzeptes realisiert werden können.

Der Variantenvergleich beschränkte sich auf die Herausarbeitung technischer Lösungen und deren Kosteneinschätzung zur vergleichenden Bewertung. Die Herausarbeitung aller technischen Detaillösungen mit allen Auswirkungen würde bei dieser sehr komplexen Problemstellung den Rahmen des hier beauftragten Variantenvergleiches, der den Sinn einer Entscheidungshilfe haben soll, sprengen.

Es wurden zwei Varianten untersucht.

Variante 1.0 – Umstellung auf 10/6 kV, gekennzeichnet durch

• Realisierung einer Versorgungsstruktur mit einer neuen zusätzlichen 10-kV-EVU-Übergabestation und 10/6-kV-Zwischentransformatoren, nachgeschalteter 6-kV-Zentralschaltanlage
• Modernisierung der Mittelspannungsschaltanlagen (Betriebsspannung 6 kV) und gegebenenfalls Teilmodernisierung der Kabelnetze (Betriebsspannung 6 kV)
• Beibehaltung der vorhandenen Mittelspannungstransformatoren der Trafostationen (Betriebsspannung OS 6 kV)
• Beibehaltung der SV-Versorgungsanlagen mit 3 x 1.250 kVA Generatoren (Betriebsspannung 6 kV)
• Realisierung der mittel- und niederspannungsseitigen Netzstrukturen gemäß DIN VDE 0100 – 710 mit Netztrennung AV und SV sowie örtlicher Trennung der AV- und SV-Schaltanlagen
• Erneuerung der Niederspannungsanlagen und -netze
• Neugestaltung der Schutzeinrichtungen und umfassende Schutzstaffelung bis hin zu den 0,4-kV-Etagenverteilungen

Variante 2.0 – 10-kV-Versorgung, gekennzeichnet durch

• Realisierung einer Versorgungsstruktur mit einer neuen 10-kV-EVU-Übergabestation
• Modernisierung der Mittelspannungsschaltanlagen (Betriebsspannung 10 kV) und Modernisierung/ Ertüchtigung der Kabelnetze (Betriebsspannung 10 kV)
• Beibehaltung der vorhandenen Mittelspannungstransformatoren der Trafostationen durch Umschaltung der Oberspannungsseite auf Betriebsspannung OS 10 kV
• Beibehaltung der SV-Versorgungsanlagen mit 3 x 1.250 kVA Generatoren (Betriebsspannung 6 kV) durch Einsatz von Blocktransformatoren 6/10 kV oder Erneuerung der Generatoren mit Betriebsspannung 10 kV
• Realisierung der mittel- und niederspannungsseitigen Netzstrukturen gemäß DIN VDE 0100 – 710 mit Netztrennung AV und SV sowie örtlicher Trennung der AV- und SV-Schaltanlagen
• Erneuerung der Niederspannungsanlagen und –netze

Die Kostenermittlung erfolgte anhand der Formblätter ABau und schloss ab mit rund 11,2 Mio. €.

Erneuerung der MSR-Technik im Südflügel CVK (4315)

Für die Bearbeitung der o. g. Kundenanfrage wurde eine Arbeitsgemeinschaft gegründet. Die EAB war für den starkstromtechnischen Teil verantwortlich.

Auf Anforderung der MSR-Technik wurde recherchiert, wie die neuen Anlagen versorgt werden können. Hierzu gehörte:

• Selektieren der Einspeiseanforderungen nach
• Allgemeiner Stromversorgung,
• Sicherheits-Stromversorgung.
• Erstellung von Lastprognosen und Kontrolle, ob die neuen Versorgungsanforderungen von den jeweiligen SS-Abschnitten der Trafostation zur Verfügung gestellt werden können.
• Erarbeiten eines Versorgungskonzeptes unter Beachtung
• der MLAR,
• teilweise Weiterverwendung der Kabelverbindungen.
• Erarbeiten eines Umschlusskonzeptes unter Beachtung
• der ungestörten Aufrechterhaltung des Krankenhausbetriebes,
• aller Prüfmöglichkeiten bei der IBN.
• Durchführung von Netzberechnungen für die Festlegung der Schutzeinrichtungen und Kabelverbindungen.

Die Planungsleistungen wurden nach der HOAI erbracht.

Bausumme brutto: 628.000 €

Erweiterung Kabeltrassen Bewag-Einspeisungen (4235)

Zur Sicherstellung des in den letzten Jahren gestiegenen Leistungsbedarfes an Elektroenergie auf dem Campus Virchow-Klinikum wurde bei dem zuständigen Energieversorger Bewag eine Leistungserhöhung für eine gesicherte Versorgung von 9 MVA auf 13 MVA beantragt.

Für die Realisierung wurde seitens der Bewag die Verlegung jeweils eines zusätzlichen Kabelsystems für beide Einspeisungen aus UW Wedding vorgesehen.

Auf dem Gelände des Virchow-Klinikum musste dazu eine neue Kabeltrasse hergestellt werden. Von den Leitungsverwaltungen auf dem Campus Virchow-Klinikum wurden die Leitungsbestände (Gas, Wasser, Druckluft, FM-Kabel, Starkstromkabel) abgefragt und in einem Plan dargestellt. Die Belegung von Rohrtrassen wurde vor Ort überprüft. Nach Erstellung der Entwurfsplanung wurden die notwendigen Maßnahmen mit der Bewag abgestimmt. Während der Realisierung die Leistungen haben wir die Bauüberwachung erbracht.

Alle Maßnahmen mussten unter Aufrechterhaltung des laufenden Krankenhausbetriebes durchgeführt werden.

Bausumme brutto: 53.000 €

Fachtechnische Unterstützung (4225, 4227)

Im Zusammenhang mit kurzschlussstrombegrenzenden Maßnahmen wurde u. a. ein Leistungsverzeichnis für die Sanierung der Ölauffangwannen der Energiezentrale erstellt und für eine Anfrage an mögliche Lieferanten mit zusätzlichen Auftragsbedingungen des AG zusammengestellt. Die Leistung war eine ergänzende Maßnahme, bei der eine Variante mit ölgefüllten Kurzschlussstrombegrenzungsspulen verfolgt worden ist.

Das Leistungsverzeichnis wurde mit einer Kostenberechnung hinterlegt und dem AG zur weiteren Verwendung übergeben.

Überarbeitung technische Dokumentation Starkstromanlagen (4225)

Durch zwischenzeitliche Veränderungen im elektrischen Versorgungsnetz mussten die betriebstechnischen Dokumentationen überarbeitet werden.

Für eine saubere Dokumentation, welche nicht nur aus einem Bestand mit Handeintragungen in den Vor-Ort-Unterlagen besteht, wurden die Anlagenänderungen in Revisionszeichnungen überführt und dem Auftraggeber für die Betriebsführung der elektrotechnischen Anlagen übergeben.

Zur Vereinfachung der wiederkehrenden Prüfungen der Anlagen der Sicherheitsstromversorgung wurden zusätzliche Steigeleitungspläne erstellt, mit denen deutliche Zeiteinsparungen bei Prüfhandlungen des Sach-verständigen möglich sind.

Die benötigten Dienstleistungen umfassten Ingenieurleistungen und Zeichnungsarbeiten für die Aktualisierung folgender Unterlagen:

• Steigeleitungspläne,
• Schaltungsunterlagen (Übersichtsschaltpläne),
• Kabeltrassenpläne (Niederspannungstrassen- und Verteilungslagepläne),
• Lagepläne,
• Muffenpläne.

Die entsprechenden Zeichnungsverzeichnisse wurden aktualisiert.

Netzsanierung der E-Versorgung im Campus Virchow-Klinikum (4161)

Im Rahmen von Netzberechnungen und Analysen der vorhandenen elektrotechnischen Betriebsmittel sind diverse Schwachpunkte im Elektroenergieversorgungsnetz lokalisiert worden. Diese Schwachpunkte entstanden aus der ständigen Weiterentwicklung des Verbraucherbestandes und der erforderlichen Ergänzungen im Versorgungsnetz und es galt, diesen erkannten Zustand abzustellen.

Die kurzschlussstrombegrenzenden Maßnahmen bezogen sich auf

• die Montage von 2 Stück Kurzschlussstrombegrenzungsspulen 10 kV,
• den Wechsel der 0,4 kV-Schaltanlage Station 21 „Externe Kälte“,
• den Wechsel der 0,4 kV-Schaltanlage 51N10 bis 51N12 in Station 51 „Spezialchirurgie“, Teil Kälteanlage.

Die notwendigen Ingenieur-Leistungen enthielten die Planungsunterlagen gemäß HOAI LP 1 bis LP 3 inklusive der Kostenschätzungen und -berechnungen und schlossen mit der Übergabe von entsprechenden Leistungsverzeichnissen an den AG ab.

Bausumme brutto: 647.000 €

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