Die Wärmeentwicklung von elektrischen Leitungen und Beleuchtungseinrichtungen in Papierfaserdämmstoffen

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Details

Titel: Die Wärmeentwicklung von elektrischen Leitungen und Beleuchtungseinrichtungen in Papierfaserdämmstoffen
Autor: Dipl.-Ing. Andreas Jacobebbinghaus
Fach: Sicherheitstechnik
Institution/Hochschule: Bergische Universität Wuppertal
Kategorie: Diplomarbeit
Jahr: 1996
Seiten: 58
Note: 2
Literaturverzeichnis: ~ 21  Einträge
Sprache: Deutsch
Dateigröße: 370 KB
Archivnummer: V110468
ISBN (E-Book): 978-3-640-08637-5
ISBN (Buch): 978-3-640-13926-2

Zusammenfassung / Abstract

Die Auswirkung der Erwärmung von elektrischen Betriebsmitteln (Leitungen und Halogen-Niedervoltleuchten) in Papierfaserdämmstoffen wird in dieser Arbeit untersucht. Dazu wird einleitend ein Überblick über die relevanten DIN bzw. VDE-Vorschriften gegeben, insbesondere die DIN/VDE 0100 und die DIN/VDE 0298. Hier interessieren insbesondere die Vorschriften, die die Verlegung von Kabeln und Leitungen sowie deren Schutz durch Überstromeinrichtungen beschreiben, wie auch die Bestimmungen, die beim Einbau von Leuchten zu beachten und hauptsächlich in der DIN/VDE 0711 formuliert werden. Die typischen Mißachtungen der Vorschriften in der Praxis werden ebenso betrachtet wie die daraus entstehenden Gefahren, wobei insgesamt von einer großen Kongruenz zwischen Vorschriftenwerk und der Praxis ausgegangen werden kann. Die Eigenschaften von Papierfaserdämmstoffen, bei dem es sich um ein relativ neues Produkt handelt, werden mit denen von Mineralfaserdämmstoffen verglichen. Die anschließenden Berechnungen zur Wärmeentwicklung von Leitungen in Papierfaserdämmschichten zeigen Unterschiede zu den empirsch ermittelten Werten in den VDE-Bestimmungen. In der VDE-Vorschrift geht man von einem Aufbau einer wärmegedämmten Wand aus, der mit dem einer papierfasergedämmten Wand nicht vergleichbar ist und daher von anderen Voraussetzungen bei der Wärmeleitung ausgeht. Die geltenden Belastbarkeitswerte für Leitungen in wärmegedämmten Wänden sind nach diesen Ergebnissen nicht hinreichend und müssten experimentell genauer überprüft werden. Hierzu werden zum Abschluß Vorschläge für Versuchsaufbauten zur Prüfung von Leitungen und Leuchten illustriert.

Volltext (computergeneriert)

Diplomarbeit

Die Wärmeentwicklung von elektrischen Leitungen und

Beleuchtungseinrichtungen in Papierfaserdämmstoffen

Andreas Jacobebbinghaus

Juni 1996


Die Wärmeentwicklung von elektrischen

Leitungen und Beleuchtungseinrichtungen

in Papierfaserdämmstoffen


Bergische Universität - Gesamthochschule

Wuppertal

Fachbereich 14 - Sicherheitstechnik

Fachgebiet Brand- und Explosionsschutz


Diplomarbeit

Die Wärmeentwicklung von elektrischen Leitungen und

Beleuchtungseinrichtungen in Papierfaserdämmstoffen

Andreas Jacobebbinghaus

Sicherheitstechnik / Zusatzstudium

Ausgabe: 12.02.1996

Abgabe: 11.06.1996


Der Verfasser dankt an dieser Stelle allen Personen, die durch Anregungen

und Hilfe zu dieser Arbeit beigetragen haben. Besonderer Dank gilt meinen

Eltern, die durch ihre umfassende Unterstützung während des gesamten

Studiums diese Arbeit erst möglich machten.

Desweiteren möchte ich mich bei dem betreuenden Hochschullehrer Herrn

Prof. Dr. rer. nat. H. Hölemann bedanken.

Herr Prof. em. Dr. rer. phil. H. Ruck stellte seine Arbeitsräume zur Verfügung

und nahm an Diskussionen zum Thema teil. Dafür möchte ich Ihm

besonderen Dank aussprechen.

Diese Arbeit habe ich selbständig verfaßt und keine anderen als die

angegebenen Quellen und Hilfsmittel benutzt. Verwendete Zitate wurden als

solche kenntlich gemacht.

Gütersloh, den 7. Juni 1996

Andreas Jacobebbinghaus


Inhaltsverzeichnis:

Zusammenfassung

5

Einleitung

6

1.

Geltende VDE-Bestimmungen

7

1.1 Leitungsinstallationen 8

1.2 Überstromschutzeinrichtungen 10

1.3 Leuchten 17

2.

In der Praxis angewendete Installationsarten im

Vergleich zu den behördlichen Bestimmungen und

deren Gefahren bei Nichtbeachtung der Vorschriften

24

3.

Der Einsatz von Papierfaserdämmstoffen und

deren Eigenschaften im Vergleich zu Dämmstoffen

aus Mineralfasern

31

4.

Berechnungen zur Wärmeentwicklung durch elektrische

Leitungen in Papierfaserdämmschichten

34

4.1 230V

Wechselspannungsleitungen 41

4.2 400V

Drehstromleitungen 44

4.3 Leitungsbündel 46

5. Ergebnis

48

6.

Vorschläge für Versuchsreihen

51

6.1 Versuchsaufbau

für

Leitungen 52

6.2 Versuchsaufbau

für

Einbauleuchten 53

7.

Literaturverzeichnis

54


5

Zusammenfassung

Die Auswirkung der Erwärmung von elektrischen Betriebsmitteln (Leitungen

und Halogen-Niedervoltleuchten) in Papierfaserdämmstoffen wird in dieser

Arbeit untersucht.

Dazu wird einleitend ein Überblick über die relevanten DIN bzw. VDE-

Vorschriften gegeben, insbesondere die DIN/VDE 0100 und die DIN/VDE

0298. Hier interessieren insbesondere die Vorschriften, die die Verlegung

von Kabeln und Leitungen sowie deren Schutz durch

Überstromeinrichtungen beschreiben, wie auch die Bestimmungen, die beim

Einbau von Leuchten zu beachten und hauptsächlich in der DIN/VDE 0711

formuliert werden.

Die typischen Mißachtungen der Vorschriften in der Praxis werden ebenso

betrachtet wie die daraus entstehenden Gefahren, wobei insgesamt von

einer großen Kongruenz zwischen Vorschriftenwerk und der Praxis

ausgegangen werden kann.

Die Eigenschaften von Papierfaserdämmstoffen, bei dem es sich um ein

relativ neues Produkt handelt, werden mit denen von

Mineralfaserdämmstoffen verglichen.

Die anschließenden Berechnungen zur Wärmeentwicklung von Leitungen in

Papierfaserdämmschichten zeigen Unterschiede zu den empirsch ermittelten

Werten in den VDE-Bestimmungen. In der VDE-Vorschrift geht man von

einem Aufbau einer wärmegedämmten Wand aus, der mit dem einer

papierfasergedämmten Wand nicht vergleichbar ist und daher von anderen

Voraussetzungen bei der Wärmeleitung ausgeht.

Die geltenden Belastbarkeitswerte für Leitungen in wärmegedämmten

Wänden sind nach diesen Ergebnissen nicht hinreichend und müßten

experimentell genauer überprüft werden.

Hierzu werden zum Abschluß Vorschläge für Versuchsaufbauten zur Prüfung

von Leitungen und Leuchten illustriert.


6

Einleitung

Den ökologischen Aspekten im Wohnungsbau wird eine immer größere

Bedeutung zugemessen. Während Anfang der siebzieger Jahre, verursacht

durch sehr niedrige Energiepreise (mit Ausnahme der Ölkrisen in den Jahren

1973 und 1979), sowohl ökologische als teilweise auch ökonomische

Gesichtspunkte durch den Wunsch nach gesteigertem Wohnkomfort

verdrängt wurden, stehen sie heute mit entscheidendem Gewicht im

Vordergrund. Insbesondere im privaten Wohnungsbau besteht ein Interesse,

ökologische Baukriterien mit in die Planung einzubeziehen. Zwei Aspekte der

ökologischen Bauweise sollen hier besonders hervorgehoben werden: zum

einem die Auswahl der Baustoffe nach ökologischen Gesichtspunkten, d.h.

das Bestreben möglichst naturnahe und bei der Produktion energiesparsame

Produkte für den Hausbau auszuwählen, zum anderen durch geeignete

Maßnahmen den Energieverbrauch, insbesondere für die Beheizung des

Wohnraumes, möglichst gering zu halten. Hier stellt die thermische Isolierung

einen Schwerpunkt dar. Dämmstoffe aus Mineralfasern (Glas- oder

Steinwolle) haben von den verschiedenen Dämmstoffen wohl den höchsten

Bekanntheits- wie auch Anwendungsgrad. Doch ist gerade dieser Baustoff in

letzter Zeit starker Kritik ausgesetzt, da er im Verdacht steht, daß seine

mikrofeinen Fasern in der Lunge Krebs auslösen könnten. Für viele

Bauherren wird dies schon Grund genug sein, sich nach geeigneten

Ersatzstoffen bei der Wohnraumdämmung umzusehen.

Papierfaserdämmstoffe aus Altpapier scheinen hier eine alternative Lösung

zu bieten. Die Dämmstoffwerte sind mit denen von Mineralfasern nahezu

vergleichbar; die Ökobilanz als auch eine nicht bekannte

Gesundheitsgefährdung sprechen für diesen Dämmstoff.

Durch die Inkorporierung von Borsäure und Borax als Flammschutzmittel und

zur Verhinderung von Schädlingsbefall muß dieser Baustoff bei dem Abriß

eines Gebäudes allerdings als Sondermüll entsorgt werden. Zudem sind

Papierfaserdämmstoffe im Gegensatz zu Mineralfasern nach DIN 4102 in die

Baustoffgruppe B2 normal entflammbar eingestuft. Eine Erhöhung der

Brandlast muß jedoch nicht in jeder Konsequenz eine erhöhte

Brandgefährdung zur Folge haben. Diese Frage soll zumindest teilweise in

Bezug auf Berührungspunkte mit elektrischen Betriebsmitteln untersucht

werden.


7

1. Geltende VDE-Bestimmungen

Der VDE (

V

erein

D

eutscher

E

lektrotechniker e.V.) ist nach dem BGB ein

eingetragener Verein. Gegründet wurde dieser Verein am 22. Januar 1893 in

Berlin. Die VDE-Bestimmungen selbst haben somit keinen

rechtsverbindlichen Charakter, deren Einhaltung und Anwendung kann

jedoch durch andere Gesetze oder Verordnungen verbindlich vorgeschrieben

werden. Da sie jedoch als allgemein anerkannte Regeln der Technik

angesehen werden, spielen sie in der Praxis eine bedeutende Rolle. In

verschiedenen Gesetzestexten wird bei Errichtung und beim Betrieb

elektrischer Anlagen die Beachtung der allg. anerkannten Regeln der

Technik gefordert, und dabei vielfach auf die VDE-Bestimmungen verwiesen.

Zu nennen ist hierbei ergänzend:

Das Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) vom 13. Dezember 1935, das noch

heute die Position und den Anspruch der EVU′s vorgibt.

In der zweiten Durchführungsverordnung zum EnWG sagt der §1 folgendes

sinngemäß aus:

Abs.1 Energieanlagen und -geräte sind ordnungsgemäß nach den

anerkannten Regeln der Technik einzurichten und zu unterhalten.

Abs.2 Solche anerkannten Regeln der Technik sind die Bestimmungen

des VDE

Bei der Anwendung dieser Bestimmungen ist damit eine ausreichende

Rechtssicherheit gegeben. Die VDE-Bestimmungen sind Grundlagen für die

sichere Ausführung der Elektro-Installation sowie der Herstellung von

Elektrogeräten und Betriebsmitteln (Kabel, Leitungen,

Überstromschutzorgane, Steckdosen, Schalter usw.). Die DIN 57 100/VDE

0100 über Elektro-Installationen in Wohngebäuden macht dazu

entsprechende Vorgaben und Klarstellungen.


1. Geltende VDE-Bestimmungen

8

1.1 Leitungsinstallationen

Das richtige Verlegen von Leitungen und Kabeln gehört mit zu den

Grundvoraussetzungen für sichere Elektro-Installationen im Hinblick auf

Personen- und Brandschutz sowie Versorgungssicherheit. Die

verschiedensten Installationsarten sind dabei in der Praxis anzutreffen. Die

Ausführungsart der Installation hängt dabei im wesentlichen von zwei

Umständen ab, die die Installation als Auf- oder Unterputz nahelegen. In

Industriebauten wird in der Regel Aufputz mit Hilfe von Rohr, Kabelrinnen,

Kabelkanälen etc. installiert, während im Wohnungsbau fast ausschließlich

die Unterputzinstallation üblich ist. Desweiteren hängt die Art der Installation

von der Ausführung der Wände bzw. Decken (Mauerwerk, Beton, Hohlwände

etc.) ab. Unter diesen Aspekten sind die Kosten, die für die Elektro-

Installation vorgesehen sind, weitgehend unvermeidlich.

In diesem Kapitel soll ausschließlich die Installation in Hohlwänden

betrachtet werden, die vorzugsweise mit einem Papierfaserdämmstoff

ausgekleidet sind. Hohlwände bestehen meist aus einer

Rahmenkonstruktion, z.B. aus Holz oder Metall, die mit Gipskarton-, Span-,

und Holzplatten oder ähnlichem verkleidet werden.

Bei solchen Wänden ragen die Betriebsmittel in den Hohlraum hinein (z.B.

Verbindungs- oder Gerätedosen), oder sie sind direkt in der Hohlwand

angeordnet, wie Leitungen und Kabel. Die Elektro-Installation in Hohlwänden

aus vorwiegend brennbaren Baustoffen muß den Bestimmungen nach VDE

0100 Teil 730 entsprechen. Die DIN/VDE 0100 Teil 730 trifft im wesentlichen

folgende Aussagen:

1. Die in Hohlwänden eingebauten Dosen, z.B. Verbindungs- und

Gerätedosen, müssen den Prüfanforderungen für Hohlwanddosen nach

DIN 57 606/VDE 0606 gerecht werden und die Kennzeichnung

tragen.

2.

Installationskleinverteiler und Hohlwanddosen ohne die

Kennzeichnung

müssen beim Einbau mit 20mm dickem Fibersilikat

umhüllt oder in 100mm Glas- oder Steinwolle eingebettet sein.

3. Die bei der Installation in Hohlwänden verwendeten Kabel und

Leitungen müssen eine äußere Umhüllung aus flammwidrigem


1. Geltende VDE-Bestimmungen

9

Kunststoff wie z.B. PVC besitzen. Stegleitungen dürfen nicht verwendet

werden; ihr Aufbau ist nicht für die Hohlwandinstallation geeignet.

4. Bei der Verwendung von Installationsrohr muß dieses flammwidrig

und damit vom Typ ACF ausgerüstet sein.

5. Ist eine feste Installation der Rohre oder Leitungen in der Hohlwand

nicht möglich, müssen diese an den Anschlußstellen gegen Zug und

Schub gesichert werden.

In den VDE-Richtlinien werden in allgemeinen Beschreibungen immer Kabel

und Leitungen erwähnt, wobei diese Begriffe nicht eindeutig definiert sind.

Allein aus den verschiedenen Anforderungen und Verwendungsarten, die in

den nachfolgend aufgeführten VDE-Vorschriften definiert sind, läßt sich ein

Unterschied erkennen. [10]

DIN/VDE 0250 Leitungen

DIN/VDE 0255 Papier-Masse-Kabel mit Aluminium- oder Bleimantel

DIN/VDE 0265 PVC-Kabel mit Bleimantel

DIN/VDE 0271 PVC-Kabel

DIN/VDE 0281 Starkstromleitungen mit PVC-Isolierung

DIN/VDE 0282 Starkstromleitungen mit Gummi-Isolierung

Kabel

dürfen prinzipiell überall, auch im Erdboden, verlegt werden und sind

im Niederspannungsbereich für U0/U=0,6/1kV gebaut. Sie können ohne

irgendeine Einschränkung verlegt werden.

Leitungen

hingegen dürfen, gleich welcher Bauart, nicht im Erdboden verlegt

werden. Aus den einzelnen Bestimmungen, insbesondere der DIN/VDE 0298

Teil 3 sind die jeweiligen Anwendungsmöglichkeiten zu entnehmen.

Die Unterscheidung zwischen Kabel und Leitung ist im übrigen nur in

Deutschland gebräuchlich.


1. Geltende VDE-Bestimmungen

10

1.2 Überstromschutzeinrichtungen

Überstromschutzorgane haben die Aufgabe, elektrische Anlagen

(Verteilungen, Leitungen, Geräte etc. ) im Kurzschluß oder bei Überlastung

vor schädigenden Auswirkungen zu schützen.

Hinsichtlich des Aufbaus und der Wirkungsweise wird dabei prinzipiell

unterschieden zwischen:

- Schmelzsicherungen nach DIN 57 636/VDE 0636 (Abb. 1.1)

z.B NH-Sicherungen nach Teil 21

D-Sicherungen nach Teil 31

(Diazed-Sicherungen)

D0-Sicherungen nach Teil 41

(Neozed-Sicherungen)

Diazed-Siche-

rungssystem

(D-System)

Neozed Siche-

rungssystem

(DO-System)

NH-Siche-

rungssystem

Abb. 1.1: verschiedene Schmelzsicherungen [3]

- Überstromschutzschalter

z.B. Leitungsschutzschalter nach DIN 57 641/VDE 0641 (Abb. 1.2)

Motorschutzschalter

Leistungsselbstschalter


1. Geltende VDE-Bestimmungen

11

Abb. 1.2: Leitungsschutzschalter

Durch den verzweigten Aufbau einer Elektro-Installation sind mehrere

Überstromschutzorgane in einer Reihe angeordnet. Dabei übernimmt ein

Überstromschutzorgan immer den nachfolgenden Anlagenteil. Wird der

Querschnitt der Leitung oder des Kabels an einer Stelle verjüngt, so ist an

dieser Stelle ein weiteres Überstromschutzorgan vorzusehen. In einem

Wohngebäude mit z.B. zwei Wohnungen sind mindestens folgende

Schutzorgane einzuplanen:

Sicherungen (Typ NH) im Hausanschlußkasten. Die von diesem Punkt zum

Zählerschrank verlaufende Leitung ist somit geschützt. Im Zählerkasten wird

diese Leitung aufgeteilt; hier werden für jeden Zähler wieder Vorsicherungen

eingeplant. Bei diesen Sicherungen handelt es sich ebenfalls um NH-

Sicherungen, meist in der Größe 00. Hinter dem Zähler sind nochmals

Sicherungen sowie ein Leistungsschalter vorgesehen. Hier werden in der

Regel DO-Sicherungen eingesetzt. DO-Sicherungen sind allgemeiner

bekannt unter dem Namen Neozed-Sicherungen. Von hier erfolgt die

Verteilung auf die Leitungsschutzschalter. Leitungschutzschalter sind in

dieser Auflistung die Schutzorgane, die uns besonders interessieren. Sie

sollen nach DIN 18 015 Teil 1 als Überstromschutzorgane vorgesehen

werden. Es könnten an dieser Stelle allerdings auch Schmelzsicherungen

eingesetzt werden; in der DIN sind für Licht- und Steckdosenstromkreise

jedoch ausschließlich Leitungsschutzschalter genannt. Diese Nennung

erfolgte deshalb, da nach der Beseitigung der Störung, die die Auslösung

des Schutzorgans verursacht hat, der Stromkreis sofort wieder in Betrieb

genommen werden kann, ohne daß irgenwelche Teile ausgewechselt


1. Geltende VDE-Bestimmungen

12

werden müssen. Außerdem ist das `flicken′ von Sicherungseinsätzen mit

Hilfe von Alu-Folie oder ähnlichem nicht mehr möglich und damit eine früher

häufige Gefahrenstelle beseitigt.

In der DIN/VDE 0100 Teil 430 wird festgelegt, mit welchen Strömen

verschiedene Kabel und Leitungen belastbar sind und welche dafür

vorzusehenden Leitungsschutzschalter den Vorschriften entsprechen.

Die verschiedenen Kabel und Leitungen sollen dadurch gegen eine

Erwärmung über die maximal zulässige Temperatur geschützt werden.

Leitungen mit einer PVC-Umhüllung dürfen bis maximal 70°C erwärmt

werden. Eine Gefahr der Entzündung des Papierfaserdämmstoffes durch

erwärmte Leitungen ist somit nicht primär Zweck der Bestimmung, da Kabel

und Leitungen bei geringeren Temperaturen geschädigt werden, als für eine

Entzündung des Dämmstoffes notwendig wäre. Der Schutz gegen

übermäßige Erwärmung betrifft primär die Kabel und Leitungen. Bei länger

andauernder übermäßiger Erwärmung wird die Isolierung beschädigt und

damit die Lebensdauer eingeschränkt. Bei PVC z.B. diffundieren bei erhöhter

Temperatur die Weichmacher aus der Isolierung, die Isolation wird spröde

und brüchig und hat eine Verringerung der Isolationsfähigkeit zur Folge; die

Unfallgefahr steigt.

Die Belastbarkeit der einzelnen Kabel und Leitungen ist der DIN/VDE 0298

Teil 4 zu entnehmen, in der auch die verschiedenen Verlegearten

berücksichtigt sind (Tab. 1.1).

Bei der Verlegung von Leitungen wird unterschieden in folgenden

Verlegearten:

Verlegeart A (Abb. 1.3):

Verlegung von Leitungen in Wärmegedämmten Wänden, z.B.:

-Aderleitungen in Elektroinstallationsrohren oder

Elektroinstallationskanälen.

-Ein- oder mehradrige Mantelleitungen in Elektroinstallationsrohren

oder Installationskanälen.

-Mehraderleitungen direkt in der Wand verlegt.


1. Geltende VDE-Bestimmungen

13

Abb 1.3: Verlegeart A [10]

Verlegeart B1 (Abb. 1.4):

Verlegung von Leitungen auf oder in Wänden in

Elektroinstallationsrohren oder Elektroinstallationskanälen, z.B.:

-Aderleitungen in Elektroinstallationsrohren

auf

der Wand.

-Aderleitungen in Elektroinstallationskanälen

auf

der Wand

-Aderleitungen, einadrige Mantelleitungen und mehradrige Leitungen in

Elektroinstallationsrohren

in

der Wand

Abb. 1.4: Verlegeart B1 [10]

Verlegeart B2 (Abb. 1.5):

Verlegung von Leitungen auf Wänden in Elektroinstallationsrohren oder

Elektroinstallationskanälen, z.B.:

-Mehradrige Leitungen in Elektroinstallationsrohren auf der Wand oder

auf dem Fußboden.

-Mehradrige Leitungen in Elektroinstallationkanälen auf der Wand oder

auf dem Fußboden.


1. Geltende VDE-Bestimmungen

14

Abb. 1.5: Verlegeart B2 [10]

Verlegeart C (Abb. 1.6):

Verlegung von Leitungen direkt auf der Wand oder in der Wand

(unter Putz). Z.B.:

-Mehradrige Leitungen auf der Wand oder auf dem Fußboden.

-Einadrige Mantelleitungen auf der Wand oder auf dem Fußboden.

-Mehradrige Leitungen, Stegleitungen in der Wand oder unter Putz.

Abb. 1.6: Verlegeart C [10]

Verlegeart E (Abb. 1.7):

Verlegung von mehradrigen Mantelleitungen frei in der Luft mit einem

Abstand von 0,3d von der Wand, z.B.:

-NYM, NYMZ, NYMT, NYBUY, NHYRUZY.

Verlegeart F (Abb. 1.8):

Verlegung von einadrigen Mantelleitungen frei in der Luft mit einem

Abstand von d von der Wand, z.B.:

-NYM, NYMZ, NYMT, NYBUY, NHYRUZY.


1. Geltende VDE-Bestimmungen

15

Abb. 1.7: Verlegeart E [10]

Abb. 1.8: Verlegeart F [10]

Verlegeart

A

B1

B2

C

E

F

Anzahl der

2

3

2

3

2

3

2

3

2

3

2

belasteten Adern

Querschnitt in

Strombelastbarkeit I

mm² Cu

Z in A bei 30°C

1,5

15,5

13

17,5

15,5

15,5

14

19,5

17,5

20

18,5

20

2,5

19,5

18

24

21

21

19

26

24

27

25

27

4

26

24

32

28

28

26

35

32

37

34

37

6

34

31

41

36

37

33

46

41

48

43

482

10

46

42

57

50

50

46

63

57

66

60

66

16

61

56

76

68

68

61

85

76

89

80

89

25

80

73

101

89

90

77

112

96

118

101

118

35

99

89

125

111

110

95

138

119

145

126

145

50

119

108

151

134

-

-

-

-

-

-

-

70

151

136

192

171

-

-

-

-

-

-

-

95

182

164

232

207

-

-

-

-

-

-

-

120

210

188

269

239

-

-

-

-

-

-

-

Strombelastbarkeit IZ in A bei 25°C

1,5

16,5

14

18,5

16,5

16,5

15

21

18,5

21

19,5

21

2,5

21

19

25

22

22

20

28

25

29

27

28,5

4

28

25

34

30

30

28

37

34

39

36

39

6

36

33

43

38

39

35

49

43

51

46

51

10

49

45

60

53

52

49

67

60

70

64

70

16

65

59

81

72

72

65

90

81

94

85

94

25

85

77

107

94

95

82

119

102

125

107

125

35

105

94

133

118

117

101

146

126

154

134

154

50

126

114

160

142

-

-

-

-

-

-

-

70

160

144

204

181

-

-

-

-

-

-

-

95

193

174

246

219

-

-

-

-

-

-

-

120

223

199

285

253

-

-

-

-

-

-

-

Tab. 1.1: Strombelastbarkeit IZ bei 30°C und 25°C Umgebungstemperatur [10]

Eine PCV-isolierte Leitung in einer wärmegedämmten Wand mit einem

Querschnitt von 1,5mm², zwei belasteten Adern und einer


1. Geltende VDE-Bestimmungen

16

Umgebungstemperatur von 25°C darf mit einem Strom von 16,5A belastet

werden (Tab. 1.1). In diesem Fall ist ein Leitungsschutzschalter mit 16A

vorzusehen.

Dabei ist folgende Bedingung zu erfüllen:

I

I

I

(1.1)

b

n

z

mit:

I

zu erwartender Betriebsstrom des Stromkreises

b

I

Nennstrom des Schutzorganes

n

I

Strombelastbarkeit der Leitung oder des Kabels

z

Die Strombelastbarkeit von Kabel und Leitungen ist in der DIN/VDE 0298 Teil

2 bis Teil 4 noch detaillierter aufgeführt. Hier werden verschiedene

Isoliermaterialien, Luft- oder Erdtemperaturen sowie andere Parameter mit

berücksichtigt. Bei einer Umgebungstemperatur von 25°C können auch bei

Kabel und Leitungen, die in wärmegedämmten Wänden verlegt sind,

Leitungsschutzschalter mit einem Nennstrom von 16A verlegt werden. Der

Mindestquerschnitt muß dabei für Wechselstromkreise (230V) 1,5mm² und

für Drehstromkreise (400V) in den häufigsten Fällen 2,5mm² betragen. Der

Querschnitt von 2,5mm² bei Drehstromkreisen wird in der DIN/VDE 0100

empfohlen, um in einer Elektroinstallation in einem Wohngebäude alle

Leitungsschutzschalter mit einem Nennstrom von 16A einsetzen zu können.

Beim Einsatz von Kabel oder Leitungen mit einem Querschnitt von 1,5mm² in

Drehstromkreisen (drei belastete Adern) ist in der Regel nur eine

Absicherung mit max. 10A zulässig.


1. Geltende VDE-Bestimmungen

17

1.3 Leuchten

Die VDE-Vorschriften über Leuchten geben hauptsächlich in der DIN/VDE

0711/EN 60598 die gewünschten Informationen. Diese neue internationale

Norm hat die nationale DIN/VDE 0710 am 1. November 1992 abgelöst. Die

alte DIN/VDE 0710 gilt allerdings noch für Leuchten, die in der

internationalen Norm nicht erwähnt werden. Nach der alten VDE-Richtlinie

geprüfte und zertifizierte Leuchten dürfen noch bis zum 31. Oktober 1997

produziert werden.

Die DIN/VDE 0711 besteht wie auch die DIN/VDE 0710 aus einem Hauptteil

mit den allgemein gültigen Bestimmungen, die in Sonderteilen für die

verschiedensten Leuchtenarten ergänzt werden.

Eine allgemeine Anforderung an Leuchten liegt darin, daß sie so bemessen

und gebaut sind, daß sie im bestimmungsmäßigen Gebrauch keine Gefahr

für Personen und Umgebung bilden. In diesem Zusammenhang ist

insbesondere die Wärmeentwicklung zu beachten, die eine der

hauptsächlichen Gefahren durch Leuchten darstellt.

Im Gegensatz zur Vorschrift DIN/VDE 0710, nach der alle Leuchten im

normalen Betrieb eine Befestigungsflächentemperatur von 95°C nicht

überschreiten durften, ist nun für entsprechend gekennzeichnete Leuchten

die Temperatur an der Befestigungsfläche nicht mehr begrenzt. Solche

Leuchten müssen mit einem Warnhinweis versehen sein, daß sie nicht auf

normal entflammbaren Flächen angebracht werden dürfen. Dies gilt sowohl

für Leuchten mit Entladungslampen und eingebauten Vorschaltgeräten oder

Transformatoren, die die F-Anforderungen nicht einhalten und deshalb nicht

mit

gekennzeichnet werden dürfen, als auch für vergleichbare

Glühlampen.

Eine zweite Gruppe umfaßt Leuchten, die keine Vorschaltgeräte oder

Transformatoren enthalten und die so beschaffen sind, daß die Temperatur

an der Befestigungsfläche im normalen Betrieb 90°C nicht überschreitet.

Die dritte Gruppe bilden Leuchten mit eingebauten Vorschaltgeräten oder

Tranformatoren, die zur direkten Montage auf normal entflammbaren

Werkstoffen vorgesehen sind. Sie sind mit dem Bildzeichen

versehen.

In Zukunft sollen auch Glühlampenleuchten, die die

Erwärmungsanforderungen einhalten, mit

gekennzeichnet werden. Es

wird dann nur noch zwei Arten von Leuchten geben; Leuchten, die das

Zeichen tragen oder Leuchten, die nicht zur Montage auf normal


1. Geltende VDE-Bestimmungen

18

entflammbaren Materialien geeignet sind und einen entsprechenden

Warnhinweis tragen.

Außerdem gibt es noch Leuchten, die zum Einbau in Möbel geeignet sind.

Diese Leuchten tragen die Kennzeichen

oder

.

Die verschiedenen Aufschriften haben dabei folgende Bedeutung:

Einsatz der Leuchte mit Vorschaltgerät, in Verbindung mit

normal- oder schwerentflammbaren Baustoffen zulässig.

Einsatz der Leuchte mit Vorschaltgerät, in Verbindung mit

leichtentflammbaren Baustoffen (brennbare Stäube)

zulässig.

Einsatz der Leuchte mit Vorschaltgerät für die Anbringung

auf Einrichtungsgegenständen, die in ihrem Brandverhalten

nichtbrennbaren, schwer- oder normalentflammbaren

Baustoffen entsprechen. Dabei kann die Montageart

vorgeschrieben

sein.

Einsatz der Leuchte mit Vorschaltgerät für die Anbringung

auf Einrichtungsgegenständen, deren Brandverhalten nicht

bekannt ist. Dabei kann die Montageart vorgeschrieben sein.

Leuchten oder Vorschaltgeräte die mit

oder

gekennzeichnet sind,

erfüllen natürlich auch die F-Anforderungen, und brauchen somit nicht extra

mit dem F-Kennzeichen versehen zu werden. Es gibt noch weitere

Kennzeichen für die Charakterisierung von Leuchten. Für die hier

beschriebenen Anwendungsfälle reichen die oben erläuterten jedoch aus.

Warum in diesem Zusammenhang auch Möbelleuchten erwähnt werden,

wird im nachfolgenden Text noch ersichtlich.

In dieser Arbeit sollen insbesondere Einbauleuchten mit Niedervolt-

Halogenlampen betrachtet werden, denn nur bei Einbauleuchten ist

schließlich ein Kontakt mit Dämmstoffen möglich. Diese Einbauleuchten,

insbesondere mit Halogen-Niedervoltlampen, ermöglichen durch die teilweise

sehr geringen Einbautiefen einen vielfältigen Einsatz. Vorzugsweise in

Decken, die nicht aus Beton, sondern aus wärmegedämmten


1. Geltende VDE-Bestimmungen

19

Holzkonstruktionen (typischerweise im Dachgeschoß) bestehen, lassen sich

diese Einbauleuchten auch nachträglich sehr gut installieren. Hier sind

jedoch besondere Anforderungen zu beachten. Bei den für die

Deckenverkleidung verwendeten Materialien handelt es sich in der Regel um

normal oder schwer entflammbare Baustoffe nach DIN 4102.

Schwerentflammbare Baustoffe sind z.B. Holzwolle-Leichtbauplatten,

Gipskartonplatten oder Tapeten bis 150g/m², soweit sie auf massivem

mineralischen Untergrund aufgeklebt sind.

Normal entflammbare Baustoffe sind z.B. Holzwerkstoffe mit einer Dicke von

d 2mm oder kunsstoffbeschichtete Holzfaserplatten mit d 3mm.

Auf oder in leicht entflammbaren Baustoffen wird normalerweise keine

Leuchte montiert, da diese Baustoffe nach den Bauverordnungen der Länder

in Gebäuden nicht verwendet werden dürfen.

Für die vorgenannten Deckenverkleidungen (normal oder schwer

entflammbar) sind zwei Arten von Leuchten zulässig. Leuchten mit der F-

Kennzeichnung dürfen grundsätzlich eingebaut werden, Leuchten ohne diese

Kennzeichnung nur dann, wenn sie folgende Anforderungen erfüllen: Sie

haben kein Vorschaltgerät oder Transformator eingebaut und werden im

normalen Betrieb an der Befestigungsfläche nicht wärmer als 90°C; einen

Warnhinweis brauchen sie somit nicht zu tragen. Einbauleuchten mit

eingebautem Transformator für Halogen-Niedervoltlampen sind in der Praxis

nicht anzutreffen, da sie den Vorteil der geringen Einbaumaße nicht bieten

könnten. Daher sind in der Regel Leuchte und Transformator bei

Einbauleuchten getrennt. Diese als auch andere Niedervoltsyteme kann man

in folgende Komponenten aufteilen:

- Transformator

- Stromführende Leiter (Kabel, Leitungen, Träger- u. Profilleiter)

- Die Leuchte mit dem Leuchtmittel

- Verbindungselemente (Klemmen)

Für Niedervoltsysteme sind kurzschlußfeste Sicherheitstransformatoren nach

DIN/VDE 0551 Teil 1 einzusetzen. Diese Sicherheitstransformatoren müssen

das

Zeichen tragen und dürfen somit auf entflammbaren Bauteilen

installiert werden. Bei der Verwendung von Konvertern (elektronischen

Trafos) müssen diese der DIN/VDE 0712 Teil 24 genügen, kurzschlußfest

und gegen Überhitzung geschützt sein. Da Niedervoltleuchten der


1. Geltende VDE-Bestimmungen

20

Schutzklasse III1 entsprechen, müssen Transformatoren und Konverter

gegen die Verschleppung der Primärspannung auf die

Sekundärspannungsseite geschützt sein.

Bei der Installation von Transformatoren und Konvertern ist darauf zu achten,

daß diese zugänglich und so angeordnet sind, daß alle Leuchten auf dem

kürzesten Weg mit Spannung versorgt werden.

Leitungen in Niedervoltbeleuchtungsanlagen müssen einen Querschnitt von

mindestens 1,5mm² haben. Bei Verwendung von flexibler Leitung mit einer

Länge von weniger als 3m ist ausnahmsweise ein Querschnitt von 1mm²

erlaubt. Bei flexiblen freihängenden Leitungen muß der Querschnitt

mindestens 4mm² Cu betragen. Der Grund hierfür liegt in der erhöhten

mechanischen Belastung, die der Leiter ausgesetzt ist. Einer der beiden

aktiven Leiter muß mindestens isoliert oder eine Schutzeinrichtung

vorhanden sein. Diese Schutzeinrichtung wird gefordert, da bei nicht oder nur

teilweise isolierten Leitern eine erhöhte Brandgefahr durch Leitungsschlüsse

entsteht. Die Schutzeinrichtung muß die Verbraucherleistung überwachen.

Wird die Leistung im Fehlerfall um mehr als 60W überschritten, muß die

Schutzeinrichtung innerhalb von 0,3s abschalten. Für die Belastbarkeit der

Leitungen gilt im übrigen die DIN/VDE 0100 Teil 430. Bei der

Dimensionierung der Leitungen ist außer der Belastbarkeit der maximal

zulässige Spannungsabfall von Bedeutung. Insbesondere bei

Niedervoltanlagen haben Spannungsabfälle eine wesentlich größere Wirkung

als bei 230V. Die maximal zulässigen Leitungslängen sind in Tab. 1.2

dargestellt.

Leistung

Strom Kabelquerschnitt

(mm²)

(VA)

(A)

1,5

2,5

4

6

20

1,67

15

25

40

60

50

4,17

6

10

16

25

100

8,33

3

5

8

12

150

12,50

2,5

3,5

5,5

8

200

16,67

1,5

2,5

4

6

250

20,83

--

2

3

5

Tab. 1.2: Maximale zulässige Leitungslänge in m bei 12-Volt

Niederspannungsanlage für U=5%

1 Schutz gegen elektrischen Schlag durch Schutzkleinspannung


1. Geltende VDE-Bestimmungen

21

Für Halogen-Niedervoltleuchten gibt es momentan noch keine gesonderte

VDE-Bestimmung. Es gelten somit die gleichen Vorschriften wie für andere

Leuchten. Generell muß die Leuchte so beschaffen sein, daß ein

Herausfallen der Lampe vermieden wird. Brennbare Gegenstände müssen in

Strahlungsrichtung einen Abstand von min. 0,5m einhalten, wenn der

Hersteller keine anderen Angaben macht. Halogenlampen, insbesondere mit

Netzspannung betriebene, neigen dazu, am Ende ihrer Lebensdauer zu

platzen und heiße Teile der Glühwendel oder des Lampenkolbens in die

Umgebung zu schleudern. Dies kann mitunter mit großer Wucht geschehen,

so daß sie getroffene Gegenstände unter Umständen in Brand versetzen

können. Um dies zu verhindern, muß die Leuchte mit einer geeigneten

Vorrichtung ausgerüstet sein, die den Austritt der Teile verhindert; in der

Regel wird dies mit einer Glasabdeckung erreicht. Momentan gilt diese

Forderung allerdings nur für zweiseitig gesockelte Halogen-Glühlampen. Für

einseitig gesockelte wie z.B. Niedervolt-Reflektorlampen wird eine

entsprechende Forderung noch erarbeitet. Zur Frage, ob auch

Niederspannungs-Halogenlampen platzen können, konnte noch keine

Einigung erzielt werden. Es herrschte lange Teit die Ansicht, daß Lampen für

Spannungen < 20V nicht platzen. Niedervolt-Halogen-Reflektorlampen sind

trotzdem seit einiger Zeit mit einer Schutzglasabdeckung ausgerüstet. Die

Diskussion hierüber als auch andere Funktionen der Frontscheibe haben zu

dieser Maßnahme geführt. Neben der Funktion als Dekorglas schwächen sie

zudem den Austritt an UV-Strahlung. Da Halogen-Metalldampflampen das

Tageslicht am besten von allen Leuchtmitteln nachbilden, haben sie natürlich

auch einen entsprechenden UV-Licht-Anteil. Die verschiedentlich

befürchteten Haut- oder Augenschäden durch UV-Strahlen von

Beleuchtungseinrichtungen mit Halogen-Glühlampen haben sich nicht

bestätigt. Um eine biologische Wirkung zu verursachen, muß die

Schwellendosis an bewerteter (wirksamer) Strahlung innerhalb von 24h

erreicht werden, um eine Wirkung auszulösen. Bei Beleuchtungsstärken bis

zu 1000Lx (Bürobeleuchtung liegt bei ca. 500Lx) und Bestrahlungszeiten

unter 15h kann mit einer Halogen-Glühlampe eine UV-Wirkung beim

Menschen nicht auftreten. Eine 15stündige Bestrahlung mit ungefiltertem

Halogenlicht bei 1000Lx entspricht ungefähr einem Aufenthalt in der

Sommersonne (etwa 100.000Lx) für eine Zeit von etwa 10min. Die

Frontscheiben als UV-Filter haben allerdings ihre Berechtigung bei der


1. Geltende VDE-Bestimmungen

22

Beleuchtung von UV-empfindlichen Gegenständen, wie sie z.B. in Galerien

oder Museen anzutreffen sind.

Bei den Halogenreflektorlampen gibt es somit unzählige verschiedene

Typen. Grundsätzlich wird unterschieden zwischen Metallreflektor-Lampen

und Kaltlichtreflektor-Lampen. Die aufgedampfte Metallschicht (meistens

Aluminium) bei Metallschichtreflektoren reflektiert ca. 90% der

Wärmestrahlung mit dem sichtbaren Licht. Im Gegensatz dazu sind die

Kaltlichtreflektoren teilweise durchlässig für IR-Licht und reflektieren nur etwa

30% der IR-Strahlung. Die restlichen 70% werden nach hinten abgeführt. Da

der Lichtkegel einen wesentlich geringeren Wärmeanteil besitzt, wurde der

Begriff Kaltlichtreflektor oder auch `cool beam′ geprägt. Diese beiden Typen

gibt es sowohl mit als auch ohne Frontscheibe. Dann gibt es noch

verschiedene Leistungen (15W-50W) und letztendlich noch eine Unterteilung

nach dem Abstrahlwinkel (5°-36°). Auf dem Markt durchgesetzt hat sich zum

größten Teil der Kaltlichtreflektor mit Frontscheibe.

Da Kaltlichtreflektorlampen wie oben beschrieben einen wesentlich größeren

Anteil der Wärme nach hinten abführen, müssen Leuchten, die für diese

Lampen nicht geeignet sind, entsprechend gekennzeichnet werden. Dies gilt

entsprechend für Lampen mit Frontscheibe.

Bei Einbauleuchten ohne

Zeichen sind nicht nur in Strahlungsrichtung

Mindestabstände gegeben. Von der Oberseite der Leuchte beim Einbau in

die Decke muß mindestens ein Abstand von 25mm zu entflammbaren

Werkstoffen eingehalten werden. Darauf muß in der mitgelieferten

Montageanleitung hingewiesen werden. Der Hersteller muß die seitlichen

Abstände bestimmen und ebenfalls in der Montageanleitung angeben. Die

Temperatur im Einbauraum darf im normalen Betrieb 90°C nicht

überschreiten. Gemessen wird dies in einem Prüfkasten, der oberhalb der

Leuchte einen Abstand von 25mm und einen seitlichen Abstand zwischen

50mm und 75mm besitzt. Herstellerangaben, die seitlich kleinere Abstände

erlauben, müssen durch Messung mit den Werten des Herstellers überprüft

werden.

Verbindungen oder Anschlüsse müssen entweder als Schraub- oder

schraublose Klemmen ausgeführt sein. Die Verwendung von

Schneidklemmen ist nicht erlaubt. In vielen Leuchten sind die

Anschlußklemmen von Leuchten nicht befestigt, sondern, lediglich an die


1. Geltende VDE-Bestimmungen

23

inneren Leitungen angeschlossen und in die Leuchte eingelegt. Dies ist nur

dann zulässig, wenn durch die Konstruktion gewährleistet ist, daß

unabhängig von der Lage kein Kurzschluß entstehen kann. Anschlußstücke,

die auch der mechanischen Verbindung der Leuchte am Leiter dienen,

müssen mindestens das 5fache der Masse der Leuchte (inclusive

Leuchtmittel) ohne bleibende Verformung tragen können, mindestens jedoch

1,5kg. Der elektrische Anschluß über Kontergewichte, Krokodilklemmen oder

ähnlichem ist aufgrund nicht ausreichenden Kontaktverhaltens unzulässig.


24

2. In der Praxis angewendete Installationsarten im Vergleich

zu den behördlichen Bestimmungen und deren Gefahren bei

Nichtbeachtung der Vorschriften

Die VDE-Bestimmungen sollen den sicheren Aufbau und Betrieb einer

elektrischen Anlage gewährleisten. Die Sicherheit wird natürlich nur erfüllt,

wenn sowohl der Installateur als auch der Betreiber die Notwendigkeit der

VDE-Bestimmungen einsehen und befolgen. Da Sicherheit zusätzliche

Kosten verursachen kann, ist eine hinreichende Erfüllung der

Sicherheitsmaßnahmen nicht immer gegeben. Um Kosten zu sparen

(natürlich nur bis zu einem Schadensereignis), werden nicht alle

Bestimmungen eingehalten. Aus der Berufserfahrung des Verfassers sind

nachfolgend einige Mißachtungen der Sicherheitsvorschriften exemplarisch

dargestellt.

1. Bei Installationschaltungen wird der Neutralleiter allein geschaltet

(Hamburger Sparwechselschaltung, Abb. 2.1). Bei festen Installationen darf

der Neutralleiter jedoch nur zusammen mit den Außenleitern geschaltet

werden. Diese Schaltung ermöglicht den Einbau einer Steckdose unter

einem Schalter bei einer vieradrigen

Zuleitung. Bei einer normalen

Wechselschaltung wären fünf bis sechs

Adern notwendig. Die Hamburger

Sparwechselschaltung trifft man heute nur

noch äußerst selten, insbesondere aber in

alten Installationen an. Sie ist seit den

vierziger Jahren nicht mehr zulässig. Wie

schon erwähnt wurde sie angewandt, um

Adern zu sparen, birgt aber große Gefahren:

Am Verbraucher (idR eine Lampe) kann

auch im ausgeschalteten Zustand an beiden

Adern Spannung anliegen. Im zugehörigen

Schalter werden sowohl der Außenleiter als

auch der Neutralleiter angeschlossen.

Abb 2.1: Hamburger Sparschaltung


2. In der Praxis angewendete Installationsarten

25

2. Ein weitere anzutreffende Gefahrenstelle ist die Nichtbeachtung der

farblichen Kennzeichnung nach DIN 40705. Bei mangelnder Aderzahl wird

schon mal die als Schutzleiter vorgesehene Ader als Außen- oder

Neutralleiter oder als Schaltdraht benutzt. In den Abzweigdosen ist eine

Unterscheidung nach den Farben nicht mehr möglich, was eine Übersicht

vereitelt. Auch diese Maßnahme dient der `Kupfereinsparung′ und kommt

ebenfalls hauptsächlich in älteren Anlagen vor. Diese Unart stammt

wahrscheinlich aus der Zeit, in der noch die alte Farbnorm galt (Tab. 2.1). Bei

der alten Farbkennzeichnung, die durch die VDE 0293/11.66 ersetzt wurde

und bis zum 60.06.1970 gültig war, wurde grau in der Regel für den Nullleiter

und rot für den Schutzleiter benutzt. Bei dieser Regelung war jedoch keine

Ausschließlichkeit gefordert. So konnten sowohl der graue wie der rote Leiter

auch als Schaltdraht oder Außenleiter benutzt werden.

Anzahl der Farbkennzeichnung

Kurzzeichen

Adern

2 grau/schwarz

gr/sw

3 grau/schwarz/rot

gr/sw/rt

4 grau/schwarz/rot/blau

gr/sw/rt/bl

5 grau/schwarz/rot/blau/schwarz*

gr/sw/rt/bl/sw*

* Bei Kabel nach VDE 0265 und VDE 0271 war die fünfte Ader gelb gekennzeichnet

Tab. 2.1: Farbkennzeichnung von Leitungen nach VDE 0250 und Kabel

nach VDE 0265 sowie VDE 0271 [10]

3. Die Verwendung von einem Installationsrohr für mehrere

Hauptstromkreise ist ebenfalls anzutreffen, jedoch nicht erlaubt, da auch hier

die Übersicht bzw. die Zuordnung nicht gegeben ist. Hinzu kommt der

zusätzliche Aufwand bei Reparaturen.

Die drei Beispiele zeigen typische Verletzungen der VDE-Bestimmungen und

haben wie auch viele andere einen einzigen Grund: Sie dienen der

Materialeinsparung. Da in den letzten Jahrzehnten die Preise für Kabel und

Leitungen wie auch für Betriebsmittel wie z.B. Leitungsschutzschalter stark

gefallen sind, ist von solchen Fehlern in neuen Anlagen oder Anlagen, die

erneuert werden, nicht mehr auszugehen. Zudem handelt es sich primär um

Gefahren, die den Personenschutz betreffen und in diesem Zusammenhang

für uns somit nicht von besonderer Bedeutung sind.


2. In der Praxis angewendete Installationsarten

26

In modernen Elektroinstallationen sind die Kosten nicht mehr die primären

Planungsgrundlagen: Komfortansprüche und Sicherheitsbewußtsein haben

heute einen höheren Stellenwert eingenommen.

Hier soll insbesondere die Leitungsinstallation in Papierfaserdämmstoffen

betrachtet werden. Da es sich bei diesem Baustoff um ein neuartiges Produkt

handelt, wird er hauptsächlich in Neubauten, renovierten Altbauten oder

nachträglich ausgebauten Dachböden anzutreffen sein. Bei

Elektroinstallationen in Neubauten kann man grundsätzlich von

fachgerechten Arbeiten ausgehen. Beim nachträglichen Dachausbau wie

auch bei Renovierungsarbeiten oder Isolierungen kann man ebenfalls einen

Aufwand zugrundelegen, der eine Neuinstallation der elektrischen Anlage

einschließt. So kann im allgemeinen davon ausgegangen werden, daß die

Verlegung von Kabeln und Leitungen in Papierfaserdämmstoffen fachgerecht

ausgeführt ist. Daß nicht doch einige Installationen von Hobby-Heimwerkern

in völliger Unkenntnis der VDE-Bestimmungen errichtet werden, ist

grundsätzlich natürlich nicht auszuschliessen. Hier soll allerdings nur

betrachtet werden, ob die Praxis im allgemeinen die VDE-Bestimmungen

erfüllt. Dies kann hinsichtlich der Verlegung von Kabeln und Leitungen in der

Regel angenommen werden.

Bei der Wahl der Leitungsschutzschalter hat es in der Vergangenheit

insbesondere bei Drehstromkreisen immer wieder Unklarheiten gegeben. Bis

Ende der Siebziger Jahre war eine Absicherung mit 16A bei einem

Querschnitt von 1,5mm² erlaubt. Durch die internationale Neuregelung der

Belastbarkeit von Kabeln und Leitungen ist diese Kombination nur noch in

einigen Fällen erlaubt. Bei der Verwendung von mehradrigen

Mantelleitungen mit einem Querschnitt von 1,5mm² im Rohr und

unter

Putz

verlegt ist eine Absicherung von 16A zulässig. Wird diese Leitung jedoch im

Installationsrohr

auf

Putz verlegt, so müssen Leitungsschutzschalter mit 10A

Nennstrom verwendet werden. Bei Verlegung ohne Rohr direkt auf der Wand

ist sogar eine Verwendung von Leitungsschutzschaltern mit einem

Nennstrom von 20A erlaubt. Man erkennt, daß die Regelung über die

Belastbarkeit von Kabel und Leitungen in einigen Punkten kompliziert ist. Aus

diesem Grund wird in der Regel bei Neuinstallationen von Drehstromkreisen

ein Querschnitt von 2,5mm² unabhängig von der Installationsart gewählt.

Damit ist die Verwendung von Leitungsschutzschaltern mit 16A Nennstrom in

jedem Fall zulässig.


2. In der Praxis angewendete Installationsarten

27

Beim Anbringen von Leuchten haben sich seit der Gültigkeit der neuen

DIN/VDE 0711/EN 60598 Veränderungen ergeben. Leuchten dürfen an der

Befestigungsoberfläche jetzt eine Temperatur von über 95°C erreichen,

allerdings müssen sie mit einem Warnhinweis versehen sein, daß sie

nicht

auf entflammbare Materialien montiert werden dürfen. Dieser Warnhinweis

muß allerdings schon erfolgen, wenn die Leuchte Temperaturen von > 90°C

erreicht.

Bei der Montage von Einbauleuchten, speziell für Niedervolt-Halogenlampen,

besteht jedoch nach wie vor eine gewisse Unsicherheit. Hierzu finden sich

auch in der neuen DIN/VDE 0711 keine hinreichenden Bestimmungen. Hier

wird auschließlich der Abstand der Oberseite einer Einbauleuchte zu

entflammbaren Bauteilen mit mindestens 25mm vorgeschrieben, soweit sie

kein

Zeichen tragen. Den seitlichen Abstand muß der jeweilige

Leuchtenhersteller angeben. Die Hersteller geben in der Regel einen

allseitigen Abstand von 50mm vor, und fügen noch lakonisch hinzu, daß für

ausreichende Belüftung zu sorgen ist. Beim Einsatz von Einbauleuchten in

abgehängten Decken oder verkleideten Decken oder Wänden, deren

Zwischenräume nicht mit einem Wärmedämmstoff ausgekleidet sind, kann

wohl von einer ausreichenden Belüftung ausgegangen werden. Schwierig

wird die Beurteilung, wie eine ausreichende Belüftung beim Einbau von

Leuchten in wärmegedämmten Decken oder Wänden auszusehen hat. Der

ausführende Elektrofachbetrieb wird diese Frage wohl kaum beantworten

können. Eine Hilfestellung in Form von einfachen Berechnungsmethoden

oder Ergebnisse eigener Versuchsreihen werden von den

Leuchtenherstellern nicht herausgegeben. Nachfragen des Verfassers bei

einigen namhaften Leuchtenherstellern haben zu Tage gefördert, daß selbst

die Verkaufssachbearbeiter nicht beantworten können, ob die Einhaltung der

Mindestabstände eine ausreichende Belüftung bietet. Eine hilflose Antwort

mit etwa folgendem Wortlaut: `Sie sollten eventuell für eine zusätzliche

Lüftung sorgen′, wird einer fachkundigen Auskunft gewiß nicht gerecht.

Mit derart schwachem Wissen der Hersteller ausgerüstet, muß sich der

Elektrofachbetrieb eigene Lösungsmöglichkeiten erarbeiten. Eine einfache

als auch kostengünstige Möglichkeit bietet die Verwendung von Pflanztöpfen

aus Ton. Diese werden kopfüber auf die Einbauleuchte gestülpt, die

ursprünglich zur Wasserversorgung im Boden befindliche Öffnung dient

nunmehr als Durchführung für die Zuleitung. Diese Maßnahme hat sich bei


2. In der Praxis angewendete Installationsarten

28

einigen Fachbetrieben im Umfeld des Verfassers verbreitet. Es wird wohl

auch andere geeignete Hilfsmittel geben, die Benutzung von Tontöpfen ist

jedoch besonders einfach und kostengünstig; das vielfältige Größenangebot

läßt zudem eine gute Anpassung an die Maße der Leuchte zu. Ein

Herabfallen des Dämmstoffes auf die Leuchte wird verhindert, bei der

Verwendung von entflammbaren Dämmstoffen wird dieser von der Leuchte

nicht nur ferngehalten, sondern auch getrennt. Diese Maßnahme dürfte somit

als ausreichend gelten, um die VDE-Bestimmungen zu erfüllen. Man kann

allerdings nur Spekulationen darüber anstellen, ob damit eine ausreichende

Belüftung gegeben ist, die eine zu hohe Erwärmung der Umgebung

verhindern soll. Bei zu hoher Erwärmung nimmt die Lebensdauer der

Leuchtmittel rapide ab; unter Umständen kann eine Temperatur erreicht

werden, die zur Entzündung brennbarer Materialien ausreicht. Bei solchen

Temperaturen würden die Leuchtmittel jedoch sehr schnell ausfallen, bei

mehrmaligem Ausfall käme es sicherlich zu Reklamationen. Da

diesbezüglich bei den Betrieben, die o.g. Belüftungsmethode mit Hilfe von

Tontöpfen anwenden, noch keine Rückmeldungen gekommen sind, kann

man diese Methode zunächst als ausreichend ansehen.

Die für den Betrieb von Niedervolt-Beleuchtungsanlagen notwendigen

Transformatoren oder Konverter stellen ein wesentlich geringeres Risiko dar.

Die für Halogen-Beleuchtung vorgesehenen Transformatoren tragen idR alle

das

-Zeichen. Sie sind damit zum Einsatz in Möbel geeignet und

besitzen entsprechende Vorrichtungen (Temperatursicherungen,

Temperaturfühler etc.), die eine übermäßige Erwärmung verhindern. Bei

Nichtbeachtung der notwendigen Abstände, die vom Hersteller für eine

ausreichende Kühlung angegeben werden, kommt es in erster Linie zu

Betriebsstörungen in der Form, daß nach einiger Zeit das `Licht ausgeht′,

weil der Transformator abgeschaltet hat. Dann jedoch sollte dem Installateur

ein `Licht aufgehen′, um nach einem geeigneteren Einbauort zu suchen.

Eine übermäßige Erwärmung der Leitungen zu den Leuchten kann bei der

Installation durch einen Fachbetrieb ebenfalls ausgeschlossen werden.

Halogen-Niedervoltlampen sind sehr spannungsempfindlich, bei zu hoher

Spannung nimmt die Lebensdauer sehr rasch ab, bei zu niedriger sinkt der

Lichtstrom deutlich (Abb. 2.2). Schon bei kleinen Spannungsabfällen auf der

Leitung erscheinen die Lampen dunkler, d.h. die maximalen

Spannungsabfälle werden bei einem Strom erreicht, der die Leitung nicht

übermäßig erwärmen kann.


2. In der Praxis angewendete Installationsarten

29

Abb. 2.2: Lichtstrom in Abhängigkeit von der Spannung [10]

Zusammenfassend kann bei der Errichtung von Niedervolt-

Beleuchtungsanlagen durch einen Elektrofachbetrieb von einer

ausreichenden Sicherheit im Brandschutz ausgegangen werden, da die

Funktionssicherheit schon herabgesetzt wird, wenn aus

brandschutztechnischer Sicht noch keine Gefahr vorliegt.

Bei der Installation solcher Beleuchtungsanlagen durch den Laien kann man

davon wahrscheinlich leider nicht ausgehen. So befinden sich die viele Laien

bzw. Hobbyheimwerker in dem Irrglauben, daß bei der Anwendung von

Schutzkleinspannung keine Gefahr ausgeht. Demnach hält man die

Beachtung der VDE-Vorschriften nicht unbedingt für erforderlich. Die

Mißachtung von Bestimmungen hat bei der Errichtung von Niedervolt-

Beleuchtungsanlagen wohl auch andere Ursachen als bei den

Leitungsinstallationen. Während bei letzteren der Wille zur Einsparung von

Material als hauptsächliche Ursache ausgemacht und durch den Preisverfall

von Installationsmaterial eliminiert werden konnte, ist bei der Errichtung von

Beleuchtungsanlagen die Unkenntnis von Gefahren die wohl

wahrscheinlichste Ursache. Diese läßt sich natürlich nur schwer beseitigen.

Das Hauptgefahrenpotential wird dabei nicht von den Transformatoren oder

den Leitungen, sondern den Leuchten ausgehen. Hier liegt die Befürchtung

nahe, daß beim Einbau der Leuchten keine Maßnahmen zur Einhaltung der

Mindestabstände ergriffen werden und damit eine potentielle


2. In der Praxis angewendete Installationsarten

30

Entzündungsquelle entsteht. Bei der Verwendung von Mineraldämmstoffen,

die nicht brennbar sind, wird sich der Betreiber wohl nur über den

frühzeitigen `Tod′ der Leuchtmittel ärgern müssen. Ist die Decke jedoch mit

brennbaren Dämmstoffen wie Papierfasern ausgekleidet, kann hier von einer

ernsthaften Gefahr ausgegangen werden.


31

3. Der Einsatz von Papierfaserdämmstoffen und deren

Eigenschaften im Vergleich zu Dämmstoffen aus

Mineralfasern

Bei Planung und Durchführung beim Bau von neuem Wohnraum spielen

Wärmedämmstoffe nicht erst seit Einführung der neuen

Wärmeschutzverordnung eine bedeutende Rolle. Der Wärmeschutz soll bei

der Anwendung sowohl ökonomische als auch ökologische Vorteile

erbringen. Der ökomische Vorteil ist bei den meisten Dämmstoffen und in

den häufigsten Anwendungen wohl unumstritten. Anlaß zur Diskussion ist

jedoch die Frage nach den ökologischen Aspekten beim Einsatz von

Dämmstoffen. Ein verringerter Verbrauch an Heizenergie spiegelt nicht

unbedingt einen ökologischen Vorteil wieder. Bei der Beurteilung

ökologischer Aspekte spielen viele Aspekte eine Rolle, die vom Anwender in

vielen Fällen nicht überschaubar sind.

Bei Papierfaserdämmstoffen handelt es sich um ein relativ neues Produkt,

das durch die Politik der Altpapier-Wiederverwertung in den letzten Jahren

besondere Impulse erfahren hat. Aber es gibt auch sachliche Argumente, die

für den Einsatz von Altpapierfasern und gegen die bis dahin üblichen und

noch heute gebräuchlichen Mineralfasermatten sprechen.

So kommt es bei Dämmstoffen natürlich vorrangig auf ihre Dämmwirkung an,

d.h. auf ihre schlechte bzw. langsame Wärmeleitung. Dabei wird allerdings

ausgeklammert, daß auch die beste

Wärmedämmung

nichts nützt, wenn es

an der

Winddichtigkeit

hapert. Dieser Parameter erwies sich nämlich

aufgrund neuerer Messungen als die Achilles-Ferse der Mineralfasern!

Letztere verfügen nämlich über eine strukturierte Oberfläche, die Qualitäten

provoziert, die den Filzeigenschaften von Schafwolle ähnlich zu sein

scheinen.

Wenn man z.B. eine zwischen Wand und Verschalung oder zwischen zwei

Holzplatten oder dgl. eingelegte Mineralfasermatte mechanisch verformt oder

verschiebt oder in irgendeiner Weise Druck auf das Fadengelege bzw.

Fasernetzwerk ausübt, resultiert eine bleibende Verformung, da die

elastischen Rückstellkräfte solcher dreidimensionaler Netzwerke nicht

ausreichen, den Zustand

vor

der Verformung wiederherzustellen.

Konvektiven Luftströmungen wird aber an solcher Art deformierten Matten

Tür und Tor geöffnet, so daß von

Winddichtigkeit

nicht länger gesprochen


3. Der Einsatz von Papierfaserdämmstoffen

32

werden kann. Untersuchungen haben durch Sichtbarmachung der

Temperaturdurchlässigkeit diesbezüglich mittels `Farbphotographie′

demonstriert, daß Mineralfaserdämmplatten mit duktilem Fasergefüge infolge

reduzierter lokaler Winddichtigkeit diesbezüglich Dämmstoffen aus

Altpapierfasern eindeutig unterlegen sind. Letztere sind nämlich elastisch

und erholen sich nach Verformung relativ bald. Altpapierfasern haben ferner

den Vorteil, daß sie Luftfeuchte unter entsprechender Wärmeströmung ab-

wie auch desorbieren und somit einen Beitrag zur Stabilität des Raumklimas

leisten können. Da Mineralfaserdämmstoffe diese Eigenschaft nicht besitzen,

ist es in der Praxis üblich, an der äußeren Dämmstoffoberfläche eine

Belüftungsebene zu belassen, damit der Dämmstoff nicht feucht wird und

dadurch zusammenfällt. Gerade diese Belüftungsebene bereitet bei

Steildächern, insbesondere bei Kehlen, Durchdringungen und Graten etc.

besondere Schwierigkeiten. Zusätzlich verliert man durch die

Belüftungsebene an Dämmstoffdicke, die bei AP-Fasern vorgesehene

Vollsparrendämmung bringt somit einen weiteren Vorteil, wenn beide

Dämmstoffe den gleichen k-Wert aufweisen.

Durch die Art der Einbringung in die Dämmschicht bieten AP-Fasern noch

einen weiteren Vorteil. In die Dämmschicht hineinragende Bauteile wie

Schalter- und Abzweigdosen, Leitungen, Rohre, Stützen etc. werden durch

die Einblastechnik optimal umhüllt. Bei Verwendung von Dämmstoffmatten

werden diese dagegen eingedrückt und bilden Hohlräume (Abb. 3.1).

Zusätzlicher

Hohlraum

AP-Fasern

Dämmstoffmatte

Abb. 3.1: Umhüllung von Bauteilen durch AP-Fasern und Dämmstoffmatten

Natürlich besitzt Papier auch Nachteile. Vor allem seine holzhaltigen Fasern

enthalten zwischen 18 und 28% Lignin, das schon bei 140°C auch ohne


3. Der Einsatz von Papierfaserdämmstoffen

33

Druck erweicht und deshalb seinen Flammpunkt eher erreicht als die

umgebende Materie aus Cellulose. Lignin neigt deshalb vor anderen

Dämmstoffen zur Ausbildung von Schwelbränden, weshalb AP-Fasern

maßgeschneiderte Rezepturen beim Zusatz flammenverzögernder Salze

verlangen. Eine neuere US-Publikation kommt deshalb zu dem Schluß, daß

Papierstoffe einer Relation von 6:1 bedürfen, was die Anteile von von

Borsäure zu Borax betrifft. Mit diesen Problemen befaßt sich auch die z.Zt.

noch laufende Diplomarbeit von Stefan Schierl im FB 14.

Im Gegensatz zu Mineralfaserdämmstoffen, die in die Baustoffklasse A1

(nicht brennbar) nach DIN 4102 Teil 1 eingestuft werden, sind

Papierfaserdämmstoffe brennbar. Der Dämmstoff mit dem Handelsnamen

`isofloc′ z.B. wird in die Baustoffklasse B2 als normal entflammbar eingestuft.

Dies ist ein weiterer Nachteil von Papierfaserdämmstoffen. Hier stellt sich die

Frage, ob sich dieser Dämmstoff durch die in die Dämmschicht

hineinragenden Bauteile wie Kabel und Leitungen wie auch Einbau-Leuchten

entzünden läßt. Der von der wärmedämmtechnisch betrachteten Seite als

Vorteil eingestufte Tatbestand, daß AP-Fasern eine bessere Umschließung

der in die Dämmstoffschicht hineinragenden Bauteile erreichen, kann sich bei

der Erwärmung durch Kabel und Leitungen sowie Einbau-Leuchten durchaus

als nachteilig erweisen. So werden Kabel und Leitungen bei Verwendung von

Dämmstoffmatten nur einseitig von diesen umschlossen, die andere Seite

liegt an der abschließenden Wand an und kann an dieser die Wärme besser

abführen als an den kohärenten Dämmstoff. Wird die Leitung bei

Verwendung von AP-Fasern allseitig umschlossen, was durchaus möglich

ist, so ist die Wärmeableitung geringer. Ob es dadurch zu gefährlichen

Temperaturen kommen kann, soll im nachfolgenden Kapitel diskutiert

werden.


34

4. Berechnungen zur Wärmeentwicklung durch elektrische

Leitungen in Papierfaserdämmschichten

Kabel und Leitungen, die zum Transport elektrischer Energie bestimmt sind,

erzeugen durch den ohmschen Widerstand Verlustleistungen. Diese

Verlustleistung, die in Form von Wärme freigesetzt wird, ist aus

verschiedenen Gründen unerwünscht und daher möglichst gering zu halten.

Zum einen besteht natürlich ein generelles Interesse darin, Verluste zu

vermeiden, da es sich hierbei um Verlorenes und somit nicht Nutzbares

handelt, was ökonomischen Zielen entgegenwirkt. Zudem haben

Wärmeverluste eine meist unerwünschte Erwärmung der Betriebsmittel zur

Folge, so auch bei Kabel und Leitungen. Diese Wärme gilt es in geeigneter

Weise abzuführen, um eine übermäßige Erwärmung, die eine Beschädigung

des Isoliermaterials zur Folge haben kann, zu verhindern. Bei der Verlegung

von Leitungen in Wärmedämmstoffen ist eine günstige Wärmeableitung

jedoch nicht gegeben. Die Aufgabe, Wärme besonders schlecht zu leiten,

erfüllt der Wärmedämmstoff natürlich auch bei der Verlustwärme von

Leitungen und zeigt hiermit einen Widerspruch auf. Die sonst gewünschte

gute Wärmedämmung bzw. schlechte Wärmeleitung wird in der Umgebung

von Kabel und Leitungen als Nachteil betrachtet. Die im vorherigen Kapitel

betrachteten Eigenschaften von Papierfaserdämmstoffen als lose Schüttung

erbringen im Bezug auf die Verlegung von Kabel und Leitungen noch einen

weiteren Nachteil. Bei der Verwendung von Papierfaserdämmstoffen werden

die Leitungen wie schon erwähnt im Regelfall allseitig umschlossen, im

Gegensatz zu Dämmstoffmatten, bei deren Einsatz die Leitungen in der

Regel einseitig an der Verkleidung (Holzplatte o.ä.) anliegen und damit eine

bessere Wärmeabfuhr als bei Papierfaserdämmstoffen gewährleisten.

In den VDE-Richtlinien wird bei wärmegedämmten Wänden nur von der

Verwendung von Dämmstoffmatten ausgegangen, d.h. die Leitungen liegen

einseitig an der inneren Abdeckung an. In der DIN/VDE 0298 Teil 4 wird als

Hinweis zu Verlegeart A eine wärmegedämmte Wand folgendermaßen

beschrieben:

` Die wärmedämmende Wand besteht aus einer äußeren wetterfesten Platte,

der Wärmedämmung und einer inneren Platte aus Holz oder holzähnlichem


4. Berechnungen zur Wärmeentwicklung

35

Material. Der Wärmeleitwiderstand dieser inneren Platte beträgt 0,1Km²/W.

Das Elektroinstallationsrohr oder die mehradrige Leitung sind in der Wand so

angebracht, daß sie dicht an die innere Platte anschließen, sie aber nicht

notwendigerweise berühren. Es wird angenommen, daß die Verlustwärme

der Leitung nur über die innere Platte abgeleitet wird. Das

Elektroinstallationsrohr darf aus Metall oder Kunststoff sein.′

Die allseitige Umhüllung der Leitungen mit einem Wärmedämmstoff wird

nicht betrachtet und gibt somit eine günstigere Betrachtungsweise wieder.

Allerdings wird auch davon ausgegangen, daß der Dämmstoff keinen Anteil

bei der Wärmeabführung übernimmt, sondern die gesamte Wärme über die

innere Platte abgegeben wird. Die VDE-Definition geht damit von

Bedingungen aus, die mit einer papierfaserwärmegedämmten Wand nicht

vergleichbar sind, denn im Gegensatz zur VDE-Definition muß hier davon

ausgegangen werden, daß die gesamte Wärme über den Dämmstoff

abgeführt wird.

Die Verlustleistung, die als Wärme freigesetzt wird, hängt von dem

Widerstand R des Leiters und dem Strom I ab.

P

I 2

R

(4.1)

V

mit:

P

Verlustleistung in W

V

I

Strom in A

R

Leiterwiderstand in

Der Widerstand R der Leitung errechnet sich aus den Formeln

l

R

(4.2)

A

und

[1

(T

20 C )]

[1

T ]

(4.3)

t

20

20

mit:

spez. Widerstand in mm²/m

l

Leiterlänge in m

A

Leiterquerschnitt in mm²

Temp.-Koeffizient des el. Leiters bei 20°C in 1/K

T

Temperatur in °C


4. Berechnungen zur Wärmeentwicklung

36

In (4.1) eingesetzt und über die Zeit t betrachtet ergibt sich für die

Wärmemenge:

2

l

Q

I

t

[1

T ]

(4.4)

A

20

mit:

Q

Wärmemenge in J oder Ws

Diese Wärmemenge muß an die Umgebung abgegeben werden, um eine

übermäßige Erwärmung zu vermeiden. Der Wärmetransport erfolgt von der

Kupferleitung über die Kunststoffisolierung zum Dämmstoff, von dort über die

Holz- oder Gipskartonplatten an die Umgebung. Für den Wärmetransport

vom Kupfer an die Kunststoffisolierung kann auf eine Berechnung verzichtet

werden, denn die Wärmeableitung ist bei Beachtung der höchstzulässigen

Ströme auf jeden Fall ausreichend, da

Wärmeleitfähigkeit in W/mK

die Kabel und Leitungen unabhängig von Beton

2,1

der Installationsart die Wärme über die Ziegelstein

0,6

Isolierung abführen müssen und hierauf Holzfaserplatte

0,13

schon überprüft worden sind. PVC ist mit Holz

0,1-0,2 !

einer Wärmeleitfähigkeit von

Gipskarton

0,21

=0,16W/mK um etwa den Faktor 4 PVC

0,16

größer als der Lambdawert von Aderisolierung

0,2

Mineraldämmstoffen. In der Tabelle 4.1 ruhende Luft

0,0026 !

sind beispielhaft einige Baustoffe mit Kupfer

384

ihrer Wärmeleitfähigkeit aufgeführt,

Dämmstoffe

anhand derer man sich eine Vorstellung Papierfaser

0,04-0,045

der Größenverhältnissen machen kann.

Mineralfaser

0,035-0,04

Polystyrol

0,025-0,035

Tab. 4.1: Wärmeleitfähigkeiten

Bei der Berechnung des Wärmedurchgangs durch den Dämmstoff ist zu

berücksichtigen, daß die Ein- und die Austrittsfläche verschieden groß sind.

Die bekannte Formel

Q

k

A

t

T

(4.5)


4. Berechnungen zur Wärmeentwicklung

37

kann für diesen Fall nicht angewendet werden. Für verschieden große Ein-

und Austrittsflächen wird folgende Formel zu angegeben [11]:

1

1

1

1

1

d 2

ln

(4.6)

kA

l

d

d

2

d

1

1

2

2

1

mit:

1/kA

Wärmedurchgangswiderstand in K/W

l

Länge des Rohres in m

Wärmeübergangskoeffizient in W/m²K

d

Durchmesser (Index von innen nach außen) in m

Wärmeleitfähigkeit des Körpers in W/mK

Mit Hilfe dieser Formel läßt sich der Wärmedurchgangswiderstand von einer

einschichtigen Rohrwand berechnen (Abb. 4.1). Für andere Konstellationen

gibt es keine abgeleiteten Formeln. Für den Fall, der hier betrachtet werden

soll, nämlich eine kleine Eintrittsfläche (Leitung) und eine große ebene

Austrittsfläche (Holz- oder Gipskartonplatte), kann eine solche Formel nur

empirisch ermittelt werden.

Dämmschicht

Gipskartonplatte

Abb. 4.1: Der Wärmestrom in einer Wand und einem Rohr

Somit scheint die Formel (4.6) für die beschriebene Anwendung

unbrauchbar. Da sie jedoch die einzig verfügbare ist, ist zu überlegen, ob

diese Formel nicht zumindest für approximative Berechnungen ausreicht.


4. Berechnungen zur Wärmeentwicklung

38

Dazu stellt sich zunächst die Frage, in welcher Weise und Richtung

überhaupt die Wärme abgeführt wird. Entscheidend hierfür ist die Dicke und

der Aufbau einer wärmegedämmten Wand. Im Gegensatz zu der VDE-

Definition betrachten wir eine Leichtbauwand in Ständerbauweise, die

beidseitig mit Gipskartonplatten abschließt. Der Hohlraum mit der

Wärmedämmung soll eine Breite von 100mm aufweisen. Die Wärme wird

dann von der Leitung unter der Annahme, daß sie mittig in der Wand plaziert

ist, prinzipiell allseitig abgegeben; eine kurze Entfernung zum Wandabschluß

besteht jedoch nur rechts- und linksseitig der Leitung. Man könnte sich den

hauptsächlichen Wärmestrom wie in Abb. 4.1 vorstellen. Es läßt sich

unschwer erkennen, daß diese Annahme mit einer einschichtigen Rohrwand

wenig gemein hat. Unter welchen Bedingungen könnte die Gleichung

trotzdem approximativ gelten? - Die mittlere Distanz zwischen Kabel und

Gipskartonplatte sollte der Dicke des Rohres und die Höhe der

Austrittsfläche gleich dem halben äußeren Umfang entsprechen. Unter

diesen Vorraussetzungen verändert sich die Länge der Wärmeleitung in der

Dämmschicht und die Austrittsfläche der Formel entsprechend. Man kommt

dann zu folgendem Ansatz:

2h

U

2 r

und

r

p

hieraus ergibt sich:

h

p

(4.7)

Unter der Voraussetzung b>> dKabel, die hier erfüllt ist (b=100mm, dKabel=8,2-

10,2mm), gilt näherungsweise:

b / 2

b

cos

oder

p

(4.8)

p

2 cos


4. Berechnungen zur Wärmeentwicklung

39

Der mittlere Abstand

p

wird nach Abb. 4.1 bestimmt über das Integral:

1

p

f ( )

d

1

b

p

d

(4.9)

2 cos

b

p

ln tan

2

2

4

Setzt man in vorstehende Gleichung die Formel (4.7) ein und bringt b/2 auf

die andere Seite, so erhält man:

2 h

ln tan

b

2

4

(4.10)

2 tan

ln tan 2 4

Es resultiert eine transzendente Gleichung, die sich nicht alphanumerisch

nach dem Winkel auflösen läßt; der Wert ist aber durch Iteration

bestimmbar. Bei einem Winkel =64,15°=1,1196rad ergibt die Höhe 20,64cm

bei einer Breite von 10cm. Die mittlere Entfernung p beträgt 6,570cm

abzüglich des Leitungsradius.

Unter Anwendung der Formeln (4.5) und (4.6) kommt man zur folgender

Lösung:

l

Q

t T

(4.12)

d

1

1

1

2

ln

d

d

2

d

1 1

2

2

1

mit:

d

Kabeldurchmesser

1

d

2p

d

2

1


4. Berechnungen zur Wärmeentwicklung

40

Nicht berücksichtigt in dieser Formel ist die Wärmeabfuhr durch die

Gipskartonplatte. Da nur der Temperaturunterschied zwischen der Leitung

und der Umgebung (damit ist die Umgebung beidseitig der Wand gemeint)

und nicht die Temperatur an der Innenseite der Gipskartonplatte bekannt ist,

kann man beide Wärmemengen nicht einzeln berechnen. Man benutzt hierfür

die Formel einer mehrschichtigen Rohrwand [11]:

l

Q

t T

(4.13)

d

d

1

1

1

1

2

1

3

ln

ln

d

d

d

2

d

2

d

1 1

2

2

3 3

1

1

2

2

Die Gleichung (4.13) nähert sich von

unten

der abgeführten Wärmemenge,

da sie nur den hauptsächlichen Wärmestrom nach Abb. 4.1 berücksichtigt.

Ein kleiner Anteil wird natürlich auch in senkrechter Richtung abgegeben

werden, so daß der tatsächliche Wert geringfügig

über

dem berechneten

liegt.

Die Formeln (4.4) und (4.13) erlauben nun die Berechnung der

Wärmemengen, die a) in der Leitung entstehen und b) von der umliegenden

Dämmung und der Gipskartonplatte abgeführt werden können. Die

Gipskartonplatte dürfte für die Wärme kein großes Hindernis darstellen, da

ihr Lambdawert um etwa den Faktor 5 größer ist als der der Dämmung.


4. Berechnungen zur Wärmeentwicklung

41

4.1 230V Wechselspannungsleitungen

Die Wärmeentwicklung in Kabeln und Leitungen hängt im wesentlichen vom

Material, dem Querschnitt, dem in einer Ader fließenden Strom und natürlich

von der Anzahl stromdurchflossener Adern ab. In der ersten Rechnung

gehen wir von zwei belasteten Adern in einer dreiadrigen NYM-Leitung aus.

Die dritte Ader in dieser Leitung ist der Schutzleiter und im fehlerfreien

Betrieb fließt in diesem kein Strom. Der Querschnitt wird bei einer

Absicherung mit 16A mit 1,5mm² angenommen. Mit der höchstzulässigen

Temperatur von 70°C und dem maximalen Strom von 16A wird der

Wärmefluß berechnet. Der Wärmestrom wird als Wärmemenge pro Zeit

definiert:

Q

(4.14)

t

mit:

Wärmestrom in W

In (4.4) eingesetzt folgt:

2

l

2

I

[1

T ]

(4.15)

L

A

20

Diese Formel bietet den Vorteil, daß sie zeitunabhängig ist. Der Faktor 2 in

der Gleichung berücksichtigt, daß in einer Leitung zwei Adern belastet

werden. Da die Temperatur mit 70°C und der Strom als konstant angesehen

werden, bietet sich diese Formel an. Numerisch ergibt sich folgender Wert:

2

3

2

2

m

1

mm

10

2 16 A

0 0178

,

1 3 9

,

50K

L

1 5

, mm 2

m

K

7 2

, 6 W

1

L

Diese Leistung wird von 1m Leitung kontinuierlich als Wärme abgegeben.


4. Berechnungen zur Wärmeentwicklung

42

Bei einer Umgebungstemperatur von 25°C wird von der Dämmung folgender

Wärmestrom aufgenommen und weitergeleitet:

l

T

(4.16)

ab

d

d

1

1

1

1

2

1

3

ln

ln

d

d

d

2

d

2

d

1 1

2

2

3 3

1

1

2

2

Der Einfluß der Wärmeübergangskoeffizienten zwischen zwei festen Stoffen

ist vernachlässigbar; er spielt nur an der Grenzfläche von einem festen zu

einem gasförmigen oder flüssigen Stoff eine Rolle. In nachfolgenden

Rechnungen wird der Übergang zwischen festen Stoffen daher nicht mehr

berücksichtigt. Auch der Einfluß der Gipskartonplatte kann aufgrund der

geringen Dicke und der großen Wärmeleitfähigkeit vernachlässigt werden.

l

T

(4.17)

ab

d

1

1

2

ln

d

2

d

3 3

1

1

m

1

45K

ab

3

1

1

131,4 10

m

ln

8 W

1

m 2K 156 4 10 3 m

2 0 0 W

4

mK

8,5 10 3

,

/

,

,

/

m

3 9

, 3 W

2

ab

Der durch die Dämmung abführbare Wärmestrom ist deutlich kleiner als der

durch die Leitung erzeugte. Eine Erwärmung auf über 70°C ist damit

wahrscheinlich. Um die Endtemperatur zu errechnen, werden die

Wärmeströme gleichgesetzt und die Gleichung nach T aufgelöst.

L

ab

2

l

l

2I

1

T

T

(4.18)

20

L

ab

d

A

1

1

2

ln

d

2

d

3 3

1

1

A

T

1

5K

ab

2

d

2I

1

1

2

ln

20

d

2

d

3 3

1


4. Berechnungen zur Wärmeentwicklung

43

Es ergibt sich ein numerischer Wert für die Temperaturdifferenz von:

T

92 92

,

K

ab

Bei einer Temperatur der Umgebung von 25°C ergibt sich somit eine

Temperatur von ca. 117°C an der Leitung, die damit eindeutig zu hoch liegt.

Es stellt sich natürlich die Frage, bei welcher Belastung der Leitung eine

Temperatur von 70°C gerade nicht überschritten wird. Isoliert man aus der

Gleichung (4.15) den Strom

I

, so erhält man:

A

I

ab

(4.19)

70 C

2l

1

T

20

1 5

, mm 2

3,

W

932

I

70 C

2

2

m

mm

3 1

1

0 0178

,

1 3 9

,

10

50K

m

K

I

1177

,

A

70 C

An diesem Ergebnis sieht man besonders gut die Wirkung des quadratischen

Eingangs des Stromes in der Gleichung. Bei der Reduzierung des Stromes

um etwa ein Viertel sinkt die Erwärmung auf gut die Hälfte.

Eine in der Elektrotechnik interessante Kennziffer ist die Stromdichte S. Sie

gibt den Strom über die Querschnittsfläche des Leiters an. Für die beiden

errechenten Grenzfälle ergeben sich folgende Stromdichten:

I

S

(4.20)

A

S

A

10 67

,

16 A

mm2

S

A

7 8

, 47

70 C

mm2


4. Berechnungen zur Wärmeentwicklung

44

4.2 400V Drehstromleitungen

Bei Drehstromleitungen mit fünf Adern können im fehlerfreien Betrieb vier

Adern belastet werden. Bei symmetrischer Belastung werden nur die drei

Außenleiter belastet, bei unsymmetrischer Belastung kann auch der Nulleiter

von einem Strom durchflossen werden. Die symmetrische Last wird dabei als

ungünstigster Fall angesehen2, da hier die Stromdichte in den Außenleitern

am größten ist. Betrachtet man diesen Fall, ergibt sich eine Gleichung, die

sich von (4.15) nur durch die Anzahl der Leiter unterscheidet.

2

l

3

I

[1

T ]

(4.21)

L

A

20

2

3

2

2

m

1

mm

10

3 16 A

0 0178

,

1 3 9

,

50K

L

2 5

, mm 2

m

K

6 5

, 3 W

4

L

Auch in diesem Fall ist der erzeugte Wärmestrom größer als der abführbare

und damit eine Erwärmung auf über 70°C zu befürchten. Durch den etwas

größeren Außendurchmesser der fünfadrigen Leitung (ca. 14mm) erhöht sich

allerdings auch der abführbare Wärmestrom:

m

1

45K

ab

3

1

1

131,4 10

m

ln

8 W

1

m 2 K 156 4 10 3 m

2 0 0 W

4

mK

14 10 3

,

/

,

,

/

m

4,

W

912

ab

Nachfolgend wird die Temperatur berechnet, die sich bei obigen

Wärmestrom einstellt, aber auch der Strom, bei der die Temperatur 70°C

nicht überschreitet.

2 vgl. DIN/VDE 0294 Teil 4 S.2


4. Berechnungen zur Wärmeentwicklung

45

1

A

T

1

5K

(4.22)

ab

I

d

3 2

1

1

2

ln

20

d

2

d

3

3

1

T

61 32

,

K

ab

Die Temperaturerhöhung ist bei der Drehstromleitung schon deutlich

geringer als bei der Wechselstromleitung. So erreicht die Leitung `nur′ noch

einen Wert von etwa 97°C.

Der Strom, bei dem sich eine Temperatur von 70°C einstellt, beträgt:

2 5

, mm 2

4,

W

912

I

70 C

2

3

m

mm

3 1

1

0 0178

,

1 3 9

,

10

50K

m

K

I

13 87

,

A

70 C

Die beiden Stromdichten für die verschiedenen Belastungsfälle erreichen:

S

A

6 400

,

16 A

mm2

S

A

5 5

, 48

70 C

mm 2


4. Berechnungen zur Wärmeentwicklung

46

4.3 Leitungsbündel

Aufgrund der Ergebnisse aus 4.1 und 4.2 liegen die Temperaturen bei voll

belasteten Leitungen in Leitungsbündel in jedem Fall über 70°C. Untersucht

werden können bei dieser Konstellation die Temperatur bei einer Belastung

mit 16A und der Strom bei einer Temperatur von 70°C.

Betrachtet werden soll ein Leitungsbündel mit drei Wechselstromleitungen.

Unter der Anahme, daß die Leitungen so nah zusammenliegen, daß jede nur

etwa zu Zwei Drittel von der Dämmung umgeben ist, erhält man eine

Berührungsfläche, die man ersatzweise mit folgendem Durchmesser

beschreiben kann:

U

3

2

U

E

3

L

(4.23)

d

2d

E

L

d

17mm

E

In der Formel (4.18) ersetzt man lediglich den inneren Durchmesser und die

Anzahl der Leitungen und kommt zu folgendem Ergebnis:

T

452 6

, K

ab

Bei einer derart hohen Temperatur der Leitungen kann man von einer sehr

eingeschränkten Lebensdauer ausgehen. Die oben errechnete Temperatur

wird wohl nicht eintreten, da in der Formel von einem konstantem Strom

ausgegangen wird, der in der Praxis nicht zu erwarten ist. Der

Leitungswiderstand, der mit der Temperatur zunimmt, wird zusammen mit

dem Verbraucher einen Strom I 16A einstellen. Trotzdem ergibt diese

Rechnung ein alarmierendes Ergebnis, das durch eine praktische

Untersuchung überprüft werden sollte.

Der Strom, bei dem eine Temperatur von 70°C erreicht wird, ist nachfolgend

aufgeführt. Der Wärmestrom beträgt bei dieser Temperatur 5,365W.

I

7

A

941

,

70 C


4. Berechnungen zur Wärmeentwicklung

47

Die Belastbarkeit der einzelnen Leitungen sinkt damit auf etwa die Hälfte. In

der DIN/VDE 0298 Teil 4 findet man Hinweise, in der Leitungsbündel

berücksichtigt werden. Tabellen geben Umrechnungsfaktoren für

verschiedene Umgebungsbedingungen (Bündelung, Umgebungstemperatur,

Sonneneinstrahlung etc.) an. Für eine Bündelung von drei mehradrigen

Leitungen in einer Wand ist in Tabelle 11 ein Faktor von 0,7 angegeben. Die

Belastbarkeit ermittelt sich dann wie folgt:

I

I

f

(4.24)

Z

R

mit:

I

Belastbarkeit bei abweichenden Betriebsbedingungen

Z

I

Belastbarkeit bei vereinbarten Betriebsbedingungen

R

f

Produkt aller erforderlichen Umrechnungsfaktoren f

Bei der Anwendung dieser in der VDE-Vorschrift genannten Gleichung

kommt man bei Verwendung des Stromes

I

11 77

,

A

aus Kap. 4.1 zu

70 C

folgendem Ergebnis:

I

8,239A

Z 70 C

Dieser Strom ist mit dem oben ermittelten vergleichbar. Für Bündelungen in

anderen Konstellationen kann man entsprechend auf die Tabelle in der

DIN/VDE 0298 mit dem Strom

I

als Bezugsgröße zurückgreifen. Dies gilt

70 C

sowohl für die zweiadrig als auch die dreiadrig belastete Leitung.


48

5. Ergebnis

Die Ergebnisse aus dem vorangegangenen Kapitel sind wohl nicht zuletzt

auch für den Verfasser sehr überraschend und erfordern deshalb weitere

Überlegungen und Anstrengungen. Für die Ergebnisse der theoretischen

Betrachtungen reichen die geltenden VDE-Vorschriften nicht aus. Die nach

dem VDE-Regelwerk erlaubten Ströme führen bei den als Beispiele

aufgeführten Installationsarten zu einer übermäßigen Erwärmung der

Leitungen, d.h. die erlaubte Grenztemperatur für PVC-Leitungen von 70°C

wird in jedem Fall überschritten. Die Definition über die Leitungsverlegung in

einer wärmegedämmten Wand in den VDE-Vorschriften kann für

Schüttdämmungen

, in denen die Leitungen mit dem Dämmstoff allseitig

umschlosen sein können, nicht angewendet werden. Hinreichende

Untersuchungen mit einer neuen Klassifizierung erscheinen somit notwendig,

sie würden auch Aufschluß darüber geben, ob die angewandten

Rechenmethoden die Ergebnisse von praktischen Versuchen ausreichend

bestätigen. Wie schon im vorherigen Kapitel erwähnt, wird die tatsächliche

Wärmeleitung über der berechneten liegen. Inwieweit sie jedoch die

Ergebnisse verändern, kann hier leider nicht hinreichend geklärt werden,

erweckt für weitere Untersuchungen jedoch besonderes Interesse. Eines der

wichtigsten Ergebnisse ist somit die Aufdeckung einer potentiellen

Gefahrenstelle, die als solche wahrscheilich nicht erkannt worden wäre, nicht

zuletzt deshalb, weil sie auch bei Beachtung der VDE-Vorschriften auftreten

kann.

Die primäre Gefahr bei der übermäßigen Erwärmung von elektrischen

Leitungen ist allerdings nicht die Entzündung von brennbaren Baustoffen,

sondern die Beschädigung der Leiterisolierung.

Um diesem Ergebnis ein wenig den Schrecken zu nehmen, sind allerdings

folgende Tatsachen zu berücksichtigen:

Der in einem Stromkreis fließende Strom ist im Gegensatz zu den

theoretischen Betrachtungen nicht konstant, sondern nimmt mit

zunehmender Temperatur ab. Der Leitungswiderstand hat einen positiven

Temperaturkoeffizienten und erhöht mit zunehmender Temperatur den

Gesamtwiderstand, der sich aus Leitungs- und Verbraucherwiderstand

zusammensetzt.


5. Ergebnis

49

Eine Belastung, die über längere Zeit im Bereich der Belastbarkeit liegt, ist in

der Praxis insbesondere in neueren Anlagen unwahrscheinlich. Ein Strom

von 16A in einem Wechselstromkreis erbringt eine Leistung von 3,68kW.

Eine Waschmaschine z.B. nimmt in der Heizphase (die Zeit der größten

Leistungsaufnahme) eine Leistung von ca. 3kW auf, zudem heizt sie nur für

eine begrenzte Zeit. Die tatsächliche Belastung liegt für die meiste Zeit weit

unterhalb der Belastbarkeit und erreicht diese nur in kurzen Lastspitzen (Abb.

5.1). In neuen elektrischen Anlagen hat man zudem eine erhöhte Anzahl von

Stromkreisen, was natürlich eine Entlastung der einzelnen Stromschlaufen

zur Folge hat.

Verhältnis der Last zur Größtlast in %

- - - - - Verhältnis der Durchschnittslast zur Größtlast

Abb. 5.1: Tageslastspiel und Bestimmung des Belastungsgrad (Beispiel) /10/

Das Interesse, ökologische Gesichtspunkte beim Bau von neuem Wohnraum

mit einzubeziehen, ist gestiegen. Deshalb kann in vielen Fällen von einem

Verzicht auf elektrische Geräte zur Beheizung von Wohnraum oder

Warmwasserbereitung ausgegangen werden, da diese bekanntermaßen

nicht sehr energiesparend sind. Insbesondere bei Bauherren, die

`ökologische′ Baumaterialien wie Papierfaserdämmstoffe verwenden, ist zu

erwarten, daß sie auf elektrische Heizgeräte verzichten. Insgesamt ist

deshalb von einem Belastungsgrad auszugehen, der deutlich unter der


5. Ergebnis

50

Belastbarkeit liegt (Abb. 5.1). Eine Belastung, die über längere Zeit die

Belastbarkeit erreicht, ist demnach zwar unwahrscheinlich, jedoch nicht

grundsätzlich ausgeschlossen.

Bei Niedervoltbeleuchtungseinrichtungen ist eine Beurteilung über die

Gefährlichkeit erheblich schwieriger, zumal für mathematische

Betrachtungen der Wärmeentwicklung zur Zeit die erforderlichen

Berechnungsansätze fehlen. Geeignete Gleichungen können hier nur

empirisch ermittelt werden. Da bei diesen Leuchten, insbesondere bei der

Verwendung von Cool-Beam-Lampen, eine beträchtliche Wärmeleistung

nach hinten (also in die Decke) abgegeben wird, kann jedoch von einer sehr

starken Erwärmung ausgegangen werden. Cool-Beam-Lampen bzw.

Kaltlichtreflektor-Lampen geben ca. 70% ihrer Wärmeleistung nach hinten

ab, bei einer Lampe mit z.B. 35W wären das etwa 23W, die als Wärmestrom

in die Decke abgeführt werden. Beim Selbsteinbau ist zusätzlich zu

befürchten, daß keine geeigneten Maßnahmen ergriffen werden, die einen

Mindestabstand zwischen Leuchte und Dämmung garantieren, und damit

eine erhebliche Gefahr darstellen können. Zu diesem Thema wären deshalb

praktische Untersuchungen wünschenswert. Im nachfolgendem Kapitel

werden deshalb Vorschläge für relevante Untersuchungen kurz vorgestellt.


51

6. Vorschläge für Versuchsreihen

Da die berechneten Belastbarkeitswerte die VDE-Werte nicht bestätigen

konnten, erscheinen weitere Untersuchungen sinnvoll.

Bei Halogen-Einbauleuchten sind mathematische Herleitungen von

Gleichungen zur Berechnung der Wärmeentwicklung nicht möglich. Deshalb

sind auch hier praktische Untersuchungen notwendig. Daher sollen vorab

exemplarisch zwei Testaufbauten vorgestellt werden, mit denen praktische

Untersuchungen möglich wären.

Für die Untersuchungen an Leitungen wird ein Aufbau nach Abb. 6.1

vorgeschlagen. Dieser Testaufbau unterscheidet sich in folgenden Punkten

von denen des VDE:

- Die Wand aus Leichtbauelementen wird beidseitig mit Gipskartonplatten

verkleidet. Mit diesem Aufbau wird eine Innenwand simuliert, die in der

Praxis häufig anzutreffen ist. Beim VDE wird eine Außenwand betrachtet, der

außenseitige Abschluß nur mit einer Holzplatte ist nicht besonders

praxisgerecht. Zudem kann man bei Innenwänden beidseitig mit relativ

konstanten Temperaturen rechnen, die im Test auch gegeben sind.

- Die zu prüfende Leitung liegt in der Mitte der Dämmstoffschicht und nicht an

der abschließenden Platte.

In der Seitenansicht kann man erkennen, daß die Leitung schlangenförmig in

der Prüfwand verlegt wird und damit eine relativ lange Leitung eingebracht

werden kann. Die Leitertemperatur läßt sich dann ziemlich genau auch über

den Leiterwiderstand berechnen und mit den Messwerten der

Temperaturfühler (z.B. PT 100, wie in der Abb. 6.1 eingezeichnet)

vergleichen. Eine derartige Leitungsverlegung ist auch von G. Harms [7]

verwendet worden. Die Belastung der Leitung sollte der VDE 0298 Vorschrift

entsprechen. Die Plazierung der Meßfühler sollte in verschiedenen

Abständen zur Leitung erfolgen, um somit ein Bild über die

Temperaturverteilung zu gewinnen.


6. Vorschläge für Versuchsreihen

52

6.1 Versuchsaufbau für Leitungen

Abb. 6.1: Versuchsaufbau für Leitungen im Querschnitt (oben) und in der

Seitenansicht (unten)


6. Vorschläge für Versuchsreihen

53

6.2 Versuchsaufbau für Einbauleuchten

Bei Halogeneinbauleuchten gibt es ein vielfältiges Angebot. Für

Versuchszwecke ist ein Standardtyp zu empfehlen. Die Halogen-Glühlampen

sind mit verschiedenen Leistungen (z.B. 20W, 35W und 50W) auszuwählen.

Es wird jedoch empfohlen, Kaltlichtreflektorlampen mit Schutzglas zu

verwenden, da diese die größte Wärmeabstrahlung nach hinten besitzen und

unter den Reflektorlampen die häufigste Anwendung finden. In der Abb. 6.2

ist ein möglicher Versuchsaufbau dargestellt. In diesem Versuchsaufbau wird

ein Tontopf wie in Kapitel 2 beschrieben als Hilfsmittel benutzt. Auch hier

sind Temperatur-Meßfühler an verschiedenen Punkten angebracht, um einen

Überblick über die Temperaturverteilung zu gewinnen. Die Dämmschicht wird

mit einer Dicke von mind. 140mm angenommen.

Abb. 6.2: Versuchsaufbau für Einbauleuchten


54

7. Literaturverzeichnis

[1]

Bartsch, Hans-J:

Taschenbuch mathematischer Formeln

Verlag Harri Deutsch, Thun 1987, 7.-11. Auflage

[2]

Borsch-Laaks, R: Sorption, Diffusion, Kapillarleitung

Technische

Information

der

`isofloc

Ökologische

Bautechnik

GmbH′,

Hessisch-Lichtenau

[3]

Brechmann,G.:

Elektrotechnik Tabellen, Westermann

Braunschweig

1985

[4]

Cap, Ferdinand:

Physik griffbereit, Vieweg & Sohn Verlag

Braunschweig

1972

[5]

Führer, Arnold:

Grundgebiete der Elektrotechnik

Band

I:

Stationäre

Vorgänge

Hanser Verlag, München 1988, 3. Auflage

[6]

Führer, Arnold:

Grundgebiete der Elektrotechnik

Band

II:

Zeitabhängige

Vorgänge

Hanser Verlag, München 1988, 3. Auflage

[7]

Harms, Gerd:

Belastbarkeit elektrischer Leitungen in

wärmedämmenden Wänden, in: etz Bd. 110

Heft

9,

S.414ff,

1989

[8]

Haufe, Heinz:

Schutz der Leitungen und Kabel gegen zu hohe

Erwärmung

nach

VDE

0100/7.76

VDE-Verlag

GmbH,

Berlin

1977

[9]

Kiefer, Gerhard:

VDE 0100 und die Praxis

VDE-Verlag

GmbH,

Berlin

1984


7. Literaturverzeichnis

55

[10]

Kiefer, Gerhard:

VDE 0100 und die Praxis

VDE-Verlag GmbH, Berlin 1992, 4. Auflage

[11]

Kuchling, Horst:

Taschenbuch der Physik

Verlag Harri Deutsch, Thun 1988, 11. Auflage

[12]

Pfisterer, Stefan:

Brandschutztechnische Gesichtspunkte bei der

Verlegung von elektrischen Leitungen und

Leuchten

in

ökologischen

Dämmstoffen

Studienarbeit an der BUGH Wuppertal 1994

[13]

Sattler, Jürgen:

Leuchten: Erläuterungen zu DIN/VDE 0711

VDE-Verlag GmbH, Berlin 1992, 3. Auflage

[14]

Vogt, Dieter:

Elektro-Installation in Wohngebäuden

VDE-Verlag

GmbH,

Berlin

1984

[15]

Ökobaujournal/Z., Ausgabe Nr. 5, September 1993

[16]

Niedervoltbeleuchtungsanlagen und -systeme, Richtlinien zur

Schadenverhütung

VDS;

Köln

1992

[17]

Verbesserter Wärmeschutz als Gemeinschaftsaufgabe

mit

der

neuen

Wärmeschutzverordnung

Bundesbauministerium,

Bonn

1994

[18]

DIN/VDE 0100

Schutzmaßnahmen; Schutz von Kabeln und

Teil 430

Leitungen, Empfohlene Werte für die

Strombelastbarkeit

IZ, Beiblatt 1

VDE-Verlag

GmbH,

Berlin

1991


7. Literaturverzeichnis

56

[19]

DIN/VDE 0298

Verwendung von Kabeln und Leitungen für

Starkstromanlagen

Teil

2:

Empfohlene

Werte

für

die

Strombelastbarkeit

für

Kabel

mit

Nennspannungen

U0/U bis 18/30kV

VDE-Verlag

GmbH,

Berlin

1979

Teil

3:

Allgemeines

für

Leitungen

VDE-Verlag

GmbH,

Berlin

1983

Teil 4:

Empfohlene Werte für die Belastbarkeit von

Leitungen

VDE-Velag

GmbH,

Berlin

1988

[20] DIN/VDE

0711

Leuchten

Teil 1:

Allgemeine Anforderungen und Prüfungen

VDE-Verlag

GmbH,

Berlin

1994

Teil 500:

Besondere Anforderungen:

Niederspannungssysteme

z.Zt. Entwurf, VDE-Verlag GmbH, Berlin 1991

[21]

EN 60357

Anmerkung zu Halogenglühlampen für

allgemeine

Anwendungen


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