Projektierung von Niederspannungsanlagen - Elektrische Anlagen

56 3. Elektrische Anlagen 3.5 Ausf¨ uhrungsbeispiele Das Vorgehen bei der Erstellung einer Leistungsbilanz nach Abschnitt 3.2.1 sowie dieWahl des Versorgungskonzeptes f¨ ur die elektrische Energieversorgung eines Geb¨ audes nach Abschnitt 3.3.3 ist in der Praxis von vielen Einflussfaktoren abh¨ angig. Nachfol- gend soll an einigen Fallbeispielen das Vorgehen dargestellt werden. 3.5.1 Beispiel 1: Einfamilienhaus Neben den R¨ uckschl¨ ussen aus bestehenden Anlagen kann bei der Planung und Ent- wicklung von elektrischen Energieversorgungsanlagen im Wohnungsbaubereich, abh¨ angig vom gew¨ unschten Komfort, auf Statistiken von vielen NB, aber auch von vielen un- abh¨ angigen Institutionen zur¨ uckgegriffen werden. Ob die Werte auch f¨ ur das betrach- tete Bauvorhaben verwendet werden k¨ onnen, muss im Einzelfall ¨ uberpr¨ uft werden. Hier spielen neben der Weiterentwicklung der zu versorgenden elektrischen Ger¨ ate, wie Energiesparlampen statt Gl¨ uhlampen, Flachbildschirme statt R¨ ohrenger¨ ate oder der Einsatz von Personalcomputer (PC) auch im Wohnungsbaubereich, die sich ¨ andern- den Anforderungen der Wohnungsnutzer eine wesentliche Rolle. Auch auf DIN 18015-1 kann bei der Dimensionierung der Anschlussleistung f¨ ur Wohn- einheiten ohne elektrische Heizung (siehe auch Bild 3.5), verbindlich zur¨ uckgegriffen werden. Beispiel: Einfamilien-Reihenhaus mit – Keller mit Hauswirtschaftsraum, Sauna mit Vorraum und Dusche, Ruheraum, Hob- byraum und Vorratsraum – Erdgeschoss mit Wohnzimmer, K¨ uche und WC – Etage mit Schlafzimmer und 2 Kinderzimmern sowie Bad, WC und Arbeitszimmer – Dachgeschoss nicht ausgebaut – Warmwasserbereitung mittels Elektrodurchlauferhitzer im Bad f¨ ur den Bad- und WC-Bereich sowie – im Keller f¨ ur die Dusche im Saunabereich, Hauswirtschaftsraum und K¨ uche – Mindestausstattung nach DIN 18015 Teil 1 und 2. Mit den f¨ ur die einzelnen R¨ aume angegebenen Beleuchtungsstellen, Steckdosen sowie den erforderlichen Einzelanschl¨ ussen unter und ¨ uber 2kW in den einzelnen R¨ aumen k¨ onnen diese einzelnen Stromkreisen zugeordnet werden. Tabellarisch ergibt sich dar- aus zusammen mit den Ausnutzungs- und Gleichzeitigkeitsfaktoren eine Leistungsbi-lanz ¨ ahnlich Bild 3.11. Bei Anschluss an das ¨ offentliche 400V/230V-Verteilungsnetz entspricht das Versor- gungskonzept in erster N¨ aherung Bild 3.12 [94].

3.5. Ausf¨ uhrungsbeispiele 57 Bild 3.11: Leistungsbilanz Einfamilienhaus

58 3. Elektrische Anlagen Bild 3.12: Versorgungskonzept Einfamilienhaus

3.5. Ausf¨ uhrungsbeispiele 59 Folgende Punkte m¨ ussen am Anschlusspunkt HAK des NB bekannt sein: 1. Netzvorimpedanz bzw. Kurzschlussstrom am Anschlusspunkt des NB (HAK) – Nach DIN VDE 0100-520 Beiblatt 2 k¨ onnen folgende Werte bei Anschluss an das allgemeine ¨ offentliche 400V/230V-Versorgungsnetz des NB angenommen werden: – ¨ uber Kabel Z S ≤ 300mΩ – ¨ uber Freileitung Z S ≤ 700mΩ – Bei Anschluss an einen Netzknotenpunkt oder gar an eine Transformatorstation 630kVA, u kr = 6%, oder 400kVA, u kr = 4%, kann die Schleifenimpedanz auf Werte bis 15mΩ absinken. 2. Der Spannungsfall bis zur HEK wird im Allgemeinen nicht vom NB angegeben. Entsprechend Kapitel 14 kann jedoch f¨ ur die Dimensionierung der Hausinstallati- on von einem max. zul¨ assigen Spannungsfall von 3,5% zwischen Z¨ ahlerplatz und Endverbraucher bzw. 4% zwischen HAK und Endverbraucher ausgegangen wer-den, ohne dass die max. zul¨ assige Unterspannung von 400V/230V um 10% f¨ ur die Verbraucher unterschritten wird. 3. Hauptsicherung Hausanschlusskasten: Entsprechend Bild 3.5 erhalten heute Woh- nungen oder Einfamilienh¨ auser ohne elektrische Warmwasserbereitung eine Si- cherung mit einem Bemessungsstrom von 40A und Wohnungen bzw. Einfami-lienh¨ auser mit elektrischer Warmwasserbereitung eine 63A-Sicherung mit gG- Charakteristik. In ¨ alteren Wohnungen bzw. Einfamilienh¨ ausern k¨ onnen davon ab- weichende Sicherungen eingebaut sein. F¨ ur alle Stromkreise sind folgende Punkte bei der Dimensionierung der einzelnen Betriebsmittel, wie Schutzeinrichtungen und Kabel, einzuhalten bzw. zu ¨ uberpr¨ ufen: – ¨ Uberlastschutz und Kurzschlussschutz DIN VDE 0100-430 (VDE 0100-430) – Schutz gegen elektrischen Schlag DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410) – max. zul¨ assiger Spannungsfall nach DIN VDE 0100-520 (VDE 0100-520) – Selektivit¨ at und Back-up-Schutz. Bei modernen Wohnungsinstallationen ist heute zus¨ atzlich zu ¨ uberlegen: – Nach DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410) wird empfohlen, statt der in Bild 3.12 eingesetzten Gruppen-RCD (fr¨ uher Gruppen-RCD-Schutzschalter) Einzel-RCD in allen Stromkreisen mit Steckdosen bis 20A, Steckdosen im Außenbereich, aberauch in Stromkreisen f¨ ur R¨ aume mit Dusche oder Badewanne einzusetzen. Dar¨ uber hinaus ist aus Sicht des Autors der Einsatz von Einzel-RCD auch in allen anderenStromkreisen zu empfehlen.

60 3. Elektrische Anlagen – Bei Stromkreisen mit Bemessungsstr¨ omen ≥ 16A ist im Wohnbaubereich auf- grund der Begrenzung der Wohnungshauptsicherung (HAK) von 63A bzw. 40Aaus Gr¨ unden der Selektivit¨ at zu ¨ uberlegen, anstatt von Leitungsschutzschaltern Sicherungslasttrennschalter mit Sicherungseins¨ atzen D02 einzusetzen. 3.5.2 Beispiel 2: B¨ urohochhaus Bei Gewerbegeb¨ auden ist in der Regel eine Leistungserfassung nach Gewerken, Haupt- und Nebenfl¨ achen, aber auch nach der Nutzung der einzelnen Geb¨ audeteile (z.B. Obergeschosse, B¨ uros, Konferenzbereich, Restaurant, Kantine oder Untergeschosse, Garagen, Lagefl¨ achen usw.) sinnvoll. Entscheidend ist auch, ob das gesamte Geb¨ aude nur f¨ ur einen Nutzer/Mieter mit zentraler Energieerfassung in der Einspeisung oder f¨ ur mehrere Nutzer/Mieter z. B. pro Etage mit dezentraler Energieerfassung an den einzelnen Nutzungsbereichen vorgesehen ist. Beispiel: B¨ urohochhaus mit 50 Stockwerken ¨ uber Erde und mehreren Untergeschos- sen (Bild 3.13) – Vermietbare B¨ urofl¨ ache f¨ ur mehrere Mieter ¨ uber mehrere Etagen und/oder max. 2 Mieter pro Etage – zentrale Netzersatzversorgung f¨ ur SV, NEA und USV im Untergeschoss – Nebenfl¨ achen, Lager und Garagen im Untergeschoss – TN-S-System im gesamten Geb¨ aude mit zentralem Erdungspunkt usw.

3.5. Ausf¨ uhrungsbeispiele 61 Bild 3.13: Stromversorgungskonzept f¨ ur ein B¨ urohochhaus mit n Stockwerken

62 3. Elektrische Anlagen Versorgungskonzept: 1. Abh¨ angig vom Leistungsbedarf Einspeisung NB-Mittelspannungsnetz (Beispiel 20kV). 2. Mittelspannungsschaltanlage ungez¨ ahlt zur Versorgung aller AV-Verteiler im Geb¨ au- de. 3. Mittelspannungsschaltanlage gez¨ ahlt f¨ ur die Versorgung aller Verbraucher im NEA-, USV- und SV-Netz. 4. Transformatoren f¨ ur die Allgemeine Stromversorgung bis etwa Mitte Geb¨ audeh¨ ohe ¨ uber NSHV (8) und Hochstromschienen (12). Bemerkung: Die Schalter zwischenden unteren und dem oberen Teil der AV-Hochstromschienen sind im Normalbe-trieb ge¨ offnet (NO). Sie und die Einspeiseschalter der AV-Hochstromschiene sind aus Gr¨ unden der EMV vierpolig auszuf¨ uhren. 5. Transformator f¨ ur Versorgung der gemeinsamen AV-Verbraucher (9), der gemein- samen USV- (10) und der SV-Verbraucher (11) im Geb¨ aude. 6. Mittelspannungsanlage im Dachbereich f¨ ur die Versorgung der AV-Verbraucher in der oberen H¨ alfte des Geb¨ audes sowie großer Einzelverbraucher wie Aufzugan- triebe und Klimaanlage, die h¨ aufig im Dachbereich aufgestellt sind. Der Aufbau solcher Gegenstationen im Dachbereich ist immer dann wirtschaftlich, wenn derAufwand f¨ ur die MS-Ringkabelverbindung zum MS-Untergeschossverteiler (2) ein- schließlich der baulichen Maßnahmen g¨ unstiger ist als die Versorgung ¨ uber 400V- Technik. Dies ist bei einer Geschossanzahl wie im Beispiel mit 50 Etagen sicherimmer der Fall. 7. Wenn sich in einzelnen Etagen große Eigenverbraucher wie Rechenzentren, An- triebe f¨ ur Aufz¨ uge, die nur bis zur Mitte des Geb¨ audes gehen, usw. befinden, kann es wirtschaftlich sein, dort sogenannte ausgelagerte Transformatoren (7) un-terzubringen (Transformatoren und MS-Schaltanlage befinden sich nicht in demgleichen Stockwerk). Die einzelnen Stockwerke und Nutzer- bzw. Mietbereiche werden ¨ uber gez¨ ahlte ET- AV-, ET-USV- und ET-SV-Verteiler erschlossen. Zu beachten ist, dass bei einer dezen-tralen Z¨ ahlung in den Etagen die AV-Erschließung des Geb¨ audes [Hochstromschienen- systeme (12) und vorgeordnete NSHV (8)] zum ungez¨ ahlten NB-Bereich geh¨ oren. Sie unterliegen demnach den TAB des NB und m¨ ussen in der Regel f¨ ur einen Spannungs- fall von 0,5 bis 1,5% dimensioniert werden. Dies f¨ uhrt h¨ aufig zu einer Vergr¨ oßerung der Schienenquerschnitte und damit zu einer h¨ oheren Kurzschlussstrombelastung in den Etagenverteilern. Die damit verbundenen Dimensionierungs- und Selektivit¨ ats- probleme sind nur zu l¨ osen, wenn die zul¨ assigen Spannungsf¨ alle besser koordiniert werden und der NB h¨ ohere Spannungsf¨ alle zul¨ asst. Die Erschließung des Geb¨ audes f¨ ur USV- und SV-Verbraucher erfolgt ¨ uber Hochstromschienensysteme (13 und 14) von SV-Generatoren (15) und USV-Anlagen (16) aus dem Untergeschoss.