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Elektroenergie

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Versorgungssysteme Elektroenergie

Gegenüberstellung von Systemen der Elt-Versorgung

In erster Linie bestimmen die Gebäudeart und deren Leistungsbedarf die Art Form und Größe der Hauptversorgungssysteme für Elektroenergie. Ein weiteres Kriterium für die Auslegung der Systeme ist der unterschiedliche Anspruch auf Versorgungssicherheit. Wenn also „der Strom nie ausfallen darf“, müssen besondere Maßnahmen ergriffen werden. Diese können bestehen aus Redundanz der Versorgung oder einer Notstromversorgung. Es ist klar, dass solche zusätzlichen Maßnahmen die Systeme erheblich verteuern. Die übliche Form ist die Stich- und Gruppenversorgung. Diese trifft zu in erster Linie bei kleineren Objekten wie zum Beispiel Wohnbauten. Dagegen kommt die Ringversorgung zum Einsatz, wenn es beispielsweise bei großen Objekten um eine hohe Versorgungssicherheit geht.

Eine Doppelversorgung findet man in Objekten mit höchsten Sicherheitsansprüchen an die Versorgung und wenn es um hohe Einzelleistungen in mehreren Lastschwerpunkten geht (redundante Versorgung). Bei der Konzipierung und Planung der Anlagen muss also beizeiten bekannt sein, welcher Versorgungsanspruch befriedigt werden muss. Erfolgt dies nicht präzise und auf den späteren Betrieb konsequent zugeschnitten, wird das Facility Management immer wieder Schwierigkeiten bekommen, die Versorgungssicherheit zu gewährleisten.

Ebenso ist rechtzeitig zu entscheiden, ob die Versorgung mittels Schienen oder durch Kabel erfolgen soll. Oft ist hierbei das Hauptkriterium die Flexibilität der Installation. Eine flexible Installation erfolgt mithilfe des Strom-Schienensystems, während eine Festinstallation regelhaft mit Kabeln erfolgt.

Die Tabelle wurde aufgestellt, um auf einen Blick die S
ysteme der Elektroversorgung mit ihren Vor- und Nachteilen gegenüberzustellen.

Leitungsverlegung (Kabelsysteme)

Küchen, Hausarbeits- und vergleichbare Räume (nach D/N 18 015)

Insbesondere das Facility Management hat vielfältig im Laufe des Immobilien-Lebenszyklus damit zu tun, die Immobilie und ihre Einrichtungen an die Veränderungen in der Organisation anzupassen. Und das soll meist vorgestern fertig sein. Insofern ist es auch eine Hilfe, wenn man weiß, wo Kabel liegen, bzw. liegen könnten und wo auf jeden Fall nicht. Kabel sind aus Sicherheitsgründen und um sie besser auffinden zu können, grundsätzlich parallel zu den Raumkanten zu installieren. Leitungen, die man aus Gründen der Attraktivität des Raumes nicht sehen soll, sind in bestimmten dafür vorgesehenen Zonen zu verlegen, um sie möglichst schnell aufzufinden, oder überhaupt zu wissen, wo sie sich befinden müssten. Die folgenden Schemata zeigen beispielhaft diese lnstallationszonen und die zugehörigen Vorzugsmaße (am Beispiel Wohnungsbau).

Wohnungen (zusätzlich Steckdosen in Fußbodennähe, ansonsten sinngemäß wie vorhergehende Abbildung)

Kabel bestehen meist aus mehreren Kupferadern, die mit einem isolierenden Material umhüllt sind. Die grundsätzlichen farblichen Unterschiede sind die folgenden:

Schwarze und braune Adern sind Außenleiter (Phasenleiter), hellblaue Adern dienen als Mittelleiter (Neutralleiter) und grüngelbe Adern sind Schutzleiter.

Schienensysteme

Die Verwendung von Strom-Schienensystemen hat drei Hauptgründe:

  • die Übertragung relativ hoher Ströme

  • sicherheitstechnische Erwägungen

  • Flexibilität der Installation

Beispiel Spezial-Sammelschienen 800 A/1600 A, 3- und 4-polig, überbaubar

Gegenüber normalen Kabelanlagen besitzen sie eine recht hohe Strombelastbarkeit, obwohl der Kupferquerschnitt der Leitungen gleich ist. Eine industrielle Vorfertigung ist gut möglich. So kann die Energieabnahme im System beispielsweise an vorgefertigten Abnahmestellen erfolgen. Aufgrund des hohen Metallanteils ist zudem die Brandlast gering. Gegen Schienensysteme spricht der Hauptnachteil der recht hohen Investitionskosten bei kurzen Übertragungswegen.

Kabelpritschen (Kabelrinnen)

Kabelrinnensystem (Beispiel)

Unter einer Kabelpritsche versteht man eine Einrichtung, die als Aufnahme- und Tragkörper für elektrische Leitungen und Kabel dient. Sie werden hauptsächlich aus Stahl hergestellt, der meist verzinkt ist. Seltener nimmt man Edelstahl. Aber auch (halogenfreies) Polyester findet Verwendung. Die Befestigung erfolgt zumeist an der Wand mithilfe von Tragarmen, aber auch an der Decke. Von dort sind sie meist abgehängt.

Ein Vorteil von Kabelpritschen besteht darin, dass - vorausgesetzt sie sind ausreichend groß bemessen - unproblematisch Nachinstallationen durchgeführt werden können. Während bei Rohrleitungen oder gar bei Lüftungskanälen eine erhöhte planerische Aufmerksamkeit besteht, so ist zu beobachten, dass der Platzbedarf bei der Verlegung von Kabelpritschen vielfach unterschätzt wird. Man muss nämlich tatsächlich auch hier mit einem nennenswerten Raumanspruch rechnen.

Anzahl der Stromkreise für Steckdosen und Beleuchtung (in Wohnungen DIN 78075, Teil 2)

Eine Alternative, die aber mehr kostet, ist die Festinstallation innerhalb von begehbaren Kabelgräben. Allerdings bedarf das einer koordinierten Zusammenarbeit der Planer, weil auch für andere Versorgungsträger die Verlegung im begehbaren Kanal (Kollektor) äußerst attraktiv ist. Solche Kollektoren können zudem auch noch weitere Funktionen, wie zum Beispiel beim innerbetrieblichen Transport erfüllen. Für die Kabelverlegung allein ist wohl ein Kabelgraben normalerweise zu teuer.

Unterverteilungen

Unterverteilungsbeispiel

Unterverteilungen erfüllen grundsätzlich logistische Aufgaben. Das ist bei Wasser, Luft, und anderen Leitungen nicht anders als bei Elektroleitungen. Um nicht von der Quelle bis zu jedem einzelnen Verbraucher in paralleler Vielfalt Leitungen verlegen zu müssen, werden Sammelstellen, sogenannte Unterverteiler, notwendig. Von der Niederspannungshauptverteilung (oder auch vom Zähler) wird die Energie durch Kabel möglichst großen Querschnittes bis zum Verbrauchsort geführt. Erst hier erfolgt die Aufteilung auf kleinere Querschnitte (Unterverteilung). Die Anzahl ergibt sich aus den zur Verfügung zu stellenden Stromkreisen bzw. aus den anzuschließenden Geräten. In den Unterverteilungen werden auch die Sicherheitseinrichtungen für die jeweiligen Verbrauchsgruppen bzw. Geräte eingesetzt. Über die Lage und die Inhalte solcher Unterverteilungen sind Dokumente anzufertigen, die Auskunft geben über:

  • Bestückung,

  • Umfang anzuschließender Geräte,

  • Anzahl der Steckdosen

  • und die maximale Absicherung (jeweils aus den Herstellerangaben zu entnehmen).

Installationsanlage

Unter dem Begriff Installationsanlage versteht man nichts anderes, als die Energieversorgung von der Unterverteilung zu den Verbrauchern, üblicherweise begrenzt auf ein jeweiliges Geschoss. Wie bereits erwähnt, wird die Energie verteilt (zumeist in Geschossebene) mithilfe von Kabeln oder Schienen. Bezüglich der Lage der Leitungen einer Installationsanlage unterscheidet man zwischen Aufputzinstallation, Unterputzinstallation und Rohrinstallation.

Die folgende Tabelle gibt hierzu einige grundsätzliche Erläuterungen.

Installationsarten nach deren Lage

Lage/Art der Installation

Erläuterungen

Aufputzinstallation

Leitungen als Mantelleitung (NYM) durch Kabelhalter auf der Wand aufgebracht, hauptsächlicher Einsatz dort, wo eine Unterputzinstallation wegen der geforderten Schutzart nicht in Frage kommt. (Garagen/Kellerräume).

Unterputzinstallation

Leitungen werden unter Putz verlegt. Verlegung erfolgt nach Plan horizontal und vertikal. Sie nur dort zulässig, wo man später nicht mehr ankommt. Beispiel Schalterleuchten an Decken.

Rohrinstallation

Bauseitige Verlegung eines Installationsrohres in zuvor ausgestellten Schlitzen. Späteres Einziehen der Leitungen in die Rohre. Diese Installationsart ermöglicht die Austauschbarkeit der Leitungen.

Geräteverbindungsdosen (Prinzipdarstellung)

Bei der Verteilung der Elektroenergie an einem Objekt ist dessen Funktion und Größe ausschlaggebend. So wird beispielsweise im Wohnungsbau die Elektroenergie von Stromkreisverteilern in unter Putz verlegten Kabeln zu den Verbrauchsstellen geführt. Diese Installation kann mit Verbindungsdosen oder ohne Verbindungsdosen, sozusagen als lose Installation durchgeführt werden.

Die beiden folgenden Bilder zeigen diese unterschiedlichen Methoden. Erfolgt die Verwendung von Verbindungsdosen, ist an jedem Verzweigpunkt eine solche einzusetzen. Diese befinden sich dann in der Regel ca. 30 cm unterhalb der Raumdecke.

Wenn lediglich Geräteverbindungen eingesetzt werden, die Installation also ohne Verbindungsdosen erfolgt, müssen Schalterdosen mit einem zusätzlichen Verteilerraum verwendet werden. Damit erfolgt die Verbindung der Leitungen innerhalb der Geräteverbindung. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass man bei Bedarf jederzeit die Abzweigdosen öffnen kann und lediglich durch das Herausnehmen des jeweiligen Betriebsmittels (das sind in der Regel die Schalter und Steckdosen) die Anlage überprüfen kann. Wenn die Dosen malermäßig über tapeziert wurden, muss an dieser Stelle die Tapete zerstört werden. Das ist natürlich nicht angenehm.

Installation mit Verbindungsdosen (Prinzipdarstellung)

Diese hier für den Wohnungsbau erläuterten Konzepte der Elektroenergieverteilung werden also eher in kleineren Objekten wie Wohnungen oder Bürogebäuden angewendet.

Schaltzeichen der Elektrotechnik / Elektronik (beispielhafter Info-Auszug)

Es liegt auf der Hand, dass diese Methode bei großen Objekten, beispielsweise in Industriebetrieben, Büros, Fertigungsstätten, Krankenhäusern, Labors usw., wo es um große Kabelquerschnitte und eine Vielzahl zu verlegender Kabel geht, nicht angewendet werden kann. Hier sind andere Formen der Geschossverteilung einzusetzen. In größeren Bürogebäuden beispielsweise wendet man die Unterflur-Elektroinstallation an.

Unterflur-Elektroinstallationen

glichkeiten der Unterflurinstallation

Die Unterflurinstallationen lassen sich in die verschiedenen Untergruppen entsprechend der folgenden Tabelle einteilen.

Fußbodenebene Einbaueinheit (Beispiel)

Unterflur-Installationen führt man aus, wo große Raumtiefen und enge Kabelvernetzungen vorhanden sind. Das ist besonders der Fall im Industrie- und Verwaltungsbau. Die folgenden Tabellen geben hierzu eine weitere Übersicht.

Installation auf dem Fußboden

Aufboden-Installation

Beim Konzipieren von Hohlraumböden ist zu beachten, dass erfahrungsgemäß nicht mehr als 3 bis 4 Nachinstallationen möglich sind. Danach sind sie derartig dicht belegt, dass weitere Nachinstallationen unmöglich werden. Wer also bereits bei der Planung weiß, dass die Büro- oder Produktionsorganisation relativ häufige Änderungen oder Umzüge bedingt, sollte das unter diesem Gesichtspunkt berücksichtigen. Möglicherweise ist dann ein Hohlraumboden-Konzept nicht sinnvoll.

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