Die Wärmeentwicklung von elektrischen Leitungen und Beleuchtungseinrichtungen in Papierfaserdämmstoffen

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Details
Autor: Dipl.-Ing. Andreas Jacobebbinghaus
Fach: Sicherheitstechnik
Institution/Hochschule: Bergische Universität Wuppertal
Jahr: 1996
Seiten: 58
Note: 2
Literaturverzeichnis: ~ 21 Einträge
Sprache: Deutsch
Dateigröße: 370 KB
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
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[5]
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[6]
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Zeitabhängige
Vorgänge
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VDE 0100 und die Praxis
VDE-Verlag
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[10]
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[11]
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[12]
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Vogt, Dieter:
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VDE-Verlag
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Bundesbauministerium,
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[18]
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Schutzmaßnahmen; Schutz von Kabeln und
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Leitungen, Empfohlene Werte für die
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VDE-Verlag
GmbH,
Berlin
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7. Literaturverzeichnis
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[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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