Heft 1 | Januar 2014 WWW.ELEKTROTECHNIK.CH ELEKTROTECHNIK AUTOMATION, TELEMATIK GEBÄUDETECHNIK
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NEU OFR/AFR LED-AUSSENSTRAHLER Modellvarianten mit 18 W oder 26 W, auch mit integriertem Bewegungsmelder
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Thermographie hilft Geld sparen
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Rückblick zum asut-Kolloquium
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LED-Röhren in der Zahnarztpraxis
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NIN-Know-how, Leserfragen Teil 96
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Editorial
ET-Wettbewerb Januar 2014
Mehr Öffnung Liebe Leserin, lieber Leser Der Übergang von einem alten zu einem neuen Jahr ist oft ein kurzer Halt, verbunden mit Wünschen und Vorhaben für das kommende Jahr oder die Zukunft ganz allgemein. Bundespräsident Didier Burkhalter plädierte in seiner Neujahrsansprache für eine weltoffene Schweiz und die Weiterführung des von der Schweiz eingeschlagenen bilateralen Weges. Hinter der Botschaft steht mehr als die Diplomatie eines Aussenministers: die Schweiz steht vor Entscheidungen, die den bisher erfolgreichen politischen und wirtschaftlichen Kurs des Landes wegweisend bestimmen. Sollte die Zuwanderungsinitiative im Volk angenommen werden, droht die EU mit der Kündigung des Abkommens zum freien Personenverkehr. Mit der sogenannten Guillotine-Klausel wären dabei auch die Abkommen im Bereich Luftverkehr, Landverkehr, Agrarmarkt, technische Handelshemmnisse und öffentliches Beschaffungswesen gefährdet. Das Abkommen über das öffentliche Beschaffungswesen beispielsweise, ermöglicht Schweizer Firmen innerhalb der EU bei öffentlichen Vergaben im Eisenbahn-, Energie- und Telekomsektor teilzunehmen. Sistierungen, Hemmnisse oder gar längere Gerichtsverfahren wären in der Schweiz mit negativen wirtschaftlichen Folgen verbunden. Und das in einer Zeit, wo vielerorts wieder mit einem Wirtschaftsaufschwung gerechnet wird, in der Schweiz sogar mit einem überdurchschnittlichen Wachstum von etwa 2 Prozent. Betroffen wäre auch das für die Schweiz so wichtige Energieabkommen, das zurzeit zwischen Bundesrätin Leuthard und dem EU-Energiekommissar Günther Oettinger verhandelt wird. Das Abkommen ermöglicht einen flexiblen und permanenten Export und Import von Strom, regelt die Nutzung und Vergütung von Pumpspeicherkapazitäten, staatliche Beihilfen sowie die steuertechnischen Anforderungen an Erzeuger und Netzbetreiber. Eine politsche Öffnung und die intensivere Zusammenarbeit mit unseren wichtigsten Handelspartnern birgt kleinere Risiken als Abschottung und eingeschränkter Zugang zum europäischen Binnenmarkt.
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Inhaltsverzeichnis
Inhalt Editorial 1 Mehr Öffnung
Wirtschaft und Verbände 4 Keine Plangenehmigung mehr für kleinere PV-Anlage
4 Verein der Gebäude-Elektroingenieure
5 Forscher der EPFL und ETH ausgezeichnet
Mit thermographischen Messungen können elektrische Anlagen und Geräte vorbeugend geprüft werden (Seiten 16 bis 22). (Bild: Flir AG)
5 Asbestgefahren in Elektrizitätsunternehmen
6 Electrosuisse vergibt Innovationspreise 2013
6 Neuer Lichtkatalog mit grossem LED-Teil
8 Rotronic neu aufgestellt 8 Wettbewerbliche Ausschreibungen zum Stromsparen
9 Energieverluste im Flug erkennen 10 Energiespeicher als Schlüsselelement
14 Energiepreis Watt d’Or 15 Was kosten Solarstromanlagen
Maschinen & Geräte
37 Touch . . . mehr als 1000 Taster
56 Sichere Leitern
Photovoltaik 38 Dynamische Regelung der Blindleistung
in der Schweiz?
Aus- und Weiterbildung 58 NIN-Know-how 96 62 Brain Food 64 Leitungen Teil 2
Licht & Leuchten Installations- & Gebäudetechnik 16 Thermographie hilft Geld sparen 22 Scharfe Bilder mit 23 24 27 28 30 32
Lasersharp-System Prüfen und Messen von PE und PA Ersetzen oder weiterbetreiben Zollstock war gestern eBKP-H auch in Elektrobranche Wichtiges Instrument zu mehr Sicherheit Woertz-Flachkabel: konstante Qualität
praxis
Telematik & Multimedia 47 Weissbuch 2013 mit Markdaten zu PCs, Tablets und Smartphones
47 Mehr Freiheit beim FTTH-Ausbau
47 Glasfasernetz als Tourismusfaktor 48 ICT als Schlüsselfaktor für intelligente Netze
53 Cecoflex bereit für FTTH und CATV/SAT TV
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Wirtschaft & Verbände
Keine Plangenehmigung mehr für kleinere PV-Anlagen Der Bundesrat hat die Teilrevision der Verordnung über das Plangenehmigungsverfahren (VPeA) gutgeheissen. Dank der neuen Regelungen können kleine Photovoltaik-Anlagen und andere kleine Stromerzeugungsanlagen künftig ohne Genehmigung des Eidgenössischen Starkstrominspektorats ESTI gebaut werden. Eine Plangenehmigungspflicht besteht nur noch für Anlagen mit einer Leistung über 30 kVA. Die revidierte Verordnung ist seit 1. Dezember 2013 in Kraft. Hauptpunkt der revidierten VPeA ist die Anhebung der Untergrenze für die Planvorlagepflicht von Energieerzeugungsanlagen, sodass kleinere Anlagen künftig ohne elektrotechnische Genehmigung erstellt werden können. Als
Ausgleich für die damit wegfallende vorgelagerte technische Kontrolle solcher Anlagen wird eine technische Abnahmekontrolle und eine periodische Kontrolle eingeführt. Damit ist sichergestellt, dass diese Anlagen einerseits rasch erstellt und in Betrieb genommen werden können und andererseits die Sicherheit der Anlage ohne grossen administrativen Aufwand während ihrer ganzen Lebensdauer gewährleistet ist. Neben der bereits geltenden Befreiung von der Baubewilligungspflicht (Artikel 18a, Raumplanungsgesetz) bedeutet dies eine zusätzliche Erleichterung für die Installation von Solaranlagen an und auf Gebäuden. Weiter setzt die Verordnung verschiedene Massnahmen zur Beschleuni-
gung der Sachplan- und Plangenehmigungsverfahren um. Dazu gehören unter anderem die detaillierte Regelung des Ablaufs eines Sachplanverfahrens, Behandlungsfristen für das BFE im Plangenehmigungsverfahren, flexiblere Kriterien für den Verzicht auf ein Sachplanverfahren, Verzicht auf ein Sachplanverfahren bei SBB-Leitungen oder Ausnahmen vom Plangenehmigungsverfahren für Instandhaltungsarbeiten. Diese Anpassungen tragen zu einer zeit- und bedarfsgerechten Realisierung der künftigen Netzinfrastrukturen bei. www.bfe.admin.ch
Verein der Gebäude-Elektroingenieure Der kürzlich gegründete Verein Swissgee vertritt die nationalen Anliegen der Schweizer Gebäude-Elektroingenieure. Die Gründungsmitglieder repräsentieren sechs der führenden Schweizer Gebäudetechnik-Ingenieurunternehmungen (Amstein + Walthert, Hefti, Hess, Martignoni, Herzog Kull Group, IBG B. Graf AG Engineering AG, Kiwi Systemingenieure und Berater, Scherler AG). Damit nehmen sie die Interessen von über 1000 Mitarbeitenden der Gebäude-Elektroingenieur-Branche wahr. Der Verein setzt sich in allen relevanten Belangen für die Förderung des Gebäude-Elektroengineerings ein. Die Wahrnehmung und Einflussnahme im Be-
reich der Normen, Richtlinien und Vorschriften sind ebenso zentral wie die Aus- und Weiterbildung sowie die Etablierung eines breiten Verständnisses für die eigenen Leistungen; die Würdigung dieser Bauplanungsfunktion soll zudem dringend benötigten Berufsnachwuchs sichern. Dem Verein geht es darum, die Planungs- und Baurealität im Zusammenhang mit der Elektroingenieur-Branche adäquat abzubilden. Der reibungslose und effiziente Ablauf von Betriebsprozessen in Gebäuden ist zentrales Ziel bei der Realisierung eines Bauvorhabens und hängt wesentlich von den Leistungen der Gebäude-Elektroinge-
nieure zusammen. Entsprechendes Gewicht muss zur Sicherstellung dieser Ansprüche den Gebäude-Elektroingenieuren beigemessen werden. Ebenso wird mit einem modernen Verständnis des Elektroengineerings der Grundstein für eine verbrauchs- und bedarfsoptimierte gebäudetechnische Infrastruktur gelegt. Der neue Verein mit seinen Mitgliedern kann damit einen massgeblichen Beitrag zur Umsetzung der Energiestrategie des Bundes leisten. www.swissgee.ch
Zum Titelbild: Illumination auf effizientem Niveau Neue LED-Serien für Eigenheime und Gewerbeimmobilien \te lo 1n a sc l005\Z S V R e d a ktio n $\E le ktro te c h n ik\_ 2014\1\T ite lse ite \E T 1.14_ U S 1\te lo 1n a sc l005\Z S V R e d a ktio n $\E le ktro te c h n ik-
Mit gleich zwei neuen Produktfamilien erweitert Esylux das Portfolio von LED-Aussenleuchten. Dabei vereinen die Strahler und Leuchten eine hochwertige Formensprache mit aktueller Technologie. Die Aussenstrahler der OFR- und AFR-Familie sind mit einer neu entwickelten RückprojektionsTechnologie ausgestattet. So beleuchten sie die Eingänge, Treppen und Zuwege gewerblich genutzter Gebäude besonders zielgerichtet mit hoher Leistungskraft. Für ein angenehmes Ambiente und mehr Sicherheit bei Eigenhei-
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men sorgen die Leuchten der OL- und AOL-Familie. Verfügbar sind beide Produktfamilien mit unterschiedlicher Lumenzahl und optional integriertem Bewegungsmelder mit Dämmerungsfunktion, der die Leuchten bedarfsgerecht steuert.
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Neben der regelmässigen Zusammenarbeit mit Hoch- und Fachhochschulen verleiht ABB Schweiz jedes Jahr einen Forschungspreis für Energietechnik sowie einen für Informations- und Automationstechnik. Die Preise, die an der École Polytechnique Fédérale Lausanne (EPFL) und der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETHZ) vergeben werden, sind kürzlich mit 5000 Franken für eine Diplomarbeit und mit 10 000 Franken für eine Doktorarbeit dotiert worden. Gleich drei Wissenschaftler der EPFL erhielten den ABB-Forschungspreis für Energietechnik: In ihrer Doktorarbeit «Integration of life cycle assessment in the conceptual design of renewable energy conversion systems» entwickelte Léda Gerber Konzepte und Tools für die frühzeitige Integration von Lifecycle-Aspekten im Engineeringprozess von Umwandlungssystemen für erneuerbare Energie. Edouard Philippe und Steffan Heath wurden für ihre gemeinsame Masterarbeit «Generate urban opportunities with waste water treatment» ausgezeichnet. Darin entwickeln sie ein energieeffizientes und ressourcenschonendes Abwasserund Bewässerungskonzept am Beispiel von Mexiko City. ABB-Preisträger für Informationsund Automatisierungstechnik an der
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Forscher der EPFL und ETH ausgezeichnet
Preisträger Stefan Richter (Mitte) zusammen mit Remo Lütolf, Vorsitzender der Geschäftsleitung von ABB Schweiz, und ETH-Rektor Lino Guzzella. (Bild: ETH/Oliver Bartenschlager)
ETH Zürich ist Stefan Richter für seine herausragende Doktorarbeit «Computational Complexity Certification of Gradient Methods for Real-Time Model Predictive Control». Er untersucht, wie sich die bekannte Methode des Fast Gradient (FGM) auf die Model Predictive Control (MPC) übertragen lässt.
So wird eine sehr schnelle Konvergenz erzielt und die Kalkulationszeit des Computers von Stunden auf Millisekunden reduziert, wodurch Echtzeitanwendungen möglich sind.
www.abb.ch
Asbestgefahren in Elektrizitätsunternehmen Wegen seinen einzigartigen Eigenschaften als Werkstoff war Asbest weitverbreitet und wurde in vielen Produkten verbaut, beispielsweise in Form von Isolationsmaterial, Kabelkanäle oder Brandschutzbeschichtungen. Asbest ist bis 1000 Grad Celsius hitzebeständig, hat eine hohe elektrische und thermische Isolierfähigkeit, weist hohe Elastizität und Zugfestigkeit auf und lässt sich gut in verschiedene Bindemittel einarbeiten. Bei der Verarbeitung und Manipulation von Asbest entstehen feinste Fasern, die eingeatmet werden können. Der Organismus baut diese Fasern nur teilweise ab, was zu verschiedensten Asbesterkrankungen führen kann. Seit der ersten Anerkennung einer asbestbedingten Berufskrankheit im Jahr 1939 sind bis 2011 1594 Menschen an den Folgen einer asbestbedingten Erkrankung verstorben. Jährlich sind wegen weit zurückreichenden Asbestex-
positionen noch immer rund 100 asbestbedingte Todesfälle zu verzeichnen. Die Suva hat zusammen mit dem Verband Schweizerischer Elektrizitätsunternehmen VSE die Broschüre «Asbest erkennen, beurteilen und richtig handeln –
Die Broschüre kann gratis unter www.suva.ch/ waswo (Bestell-Nr. 84059) heruntergeladen und bestellt werden.
was Sie in Elektrizitätsunternehmen über Asbest wissen müssen» erarbeitet. Diese informiert umfassend darüber, bei welchen Arbeiten in Elektrizitätsunternehmen heute noch Asbest auftreten kann, welche Schutzmassnahmen eingehalten werden müssen und wann Spezialisten für die Sanierung beizuziehen sind. Auf der nachstehenden Website sind weitere Informationen und Hilfsmittel verfügbar. Unter anderem können sich Interessierte durch ein virtuelles Haus klicken und dabei auf mögliche Asbestquellen stossen. Zusätzlich macht es die Online-Anwendung «Asbest-Inventar» möglich, per Mausklick eine erste Asbest-Risikoeinschätzung vorzunehmen.
www.suva.ch/asbest www.vsei.ch/asbest www.elektrotechnik.ch (Heft-Archiv, ET 3/2013, Seite 46)
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Wirtschaft & Verbände
Electrosuisse vergibt Innovationspreise 2013 Electrosuisse hat vergangenen November an der ETH Zürich zum 17. Mal ihre mit 10 000 Franken dotierten Innovationspreise vergeben.
Umrichter. Der übernimmt das Management von Niederspannungsnetzen überall dort, wo aus immer mehr dezentralen Quellen Strom erzeugt wird, insbeson-
Joël Jaton: Auszeichnung für multifunktionalen Umrichter.
In der Kategorie Energietechnik hat Electrosuisse das IGI-Projekt (Intelligent Grid Inverter) von Joël Jaton ausgezeichnet. Jaton hat im Rahmen seiner Diplomarbeit einen intelligenten Umrichter für die dezentrale Stromeinspeisung konzipiert. Aus dem Projekt ist inzwischen das Spin-off-Unternehmen DEPsys hervorgegangen, um das Produkt weiter zu entwickeln. Das Projekt adressiert eines der derzeit drängenden technischen Probleme in modernen Grid-basierten Netzen mit einem intelligenten, multifunktionalen
dere also in Netzen mit erneuerbaren Energieträgern. Das System soll auch autonom beim Auftreten lokaler Störungen funktionieren und zudem automatisch neue dezentrale Energieerzeuger einbinden können. Dazu verfügt das Modul über die Möglichkeit zur Kommunikation mit den Niederspannungsnetzen. Unterbrechungen, Überproduktion oder zu hoher Verbrauch werden automatisch oder manuell ausgeglichen, sodass jederzeit eine zuverlässige Stromversorgung gesichert ist. In der Kategorie Informationstechnik
hat Electrosuisse ein Projekt von Stefan Oderbolz und Jürg Hunziker ausgezeichnet. Die beiden haben im Rahmen ihrer Bachelor-Arbeit eine sogenannte «Gamified Mobile App» entwickelt. Die mobile App «Kort» ermöglicht die Verbesserung von OpenStreetMap auf spielerische Art und Weise. Via OpenStreetMap mit seinen über 1,1 Millionen registrierten Benutzern wird eine gemeinsame Datenbank der gesamten Welt erstellt. Die Nutzer leisten dabei freiwillig einen Beitrag zur Kartierung der Erde. So entsteht sukzessive etwa eine Alternative zu Google Maps. In spielerischer Form werden dabei im Internet beispielsweise fehlende Namen von Restaurants in der Nähe ergänzt, wofür man mit «Koins» (Punkten) belohnt wird. Die App wurde bereits von Tausenden gespielt und in 17 Sprachen übersetzt. Kombiniert sind dabei drei aktuelle Trends: moderne Webtechnologien (HTML5), Crowdsourcing und Gamification, also die Anwendung spieltypischer Elemente in spielfremdem Kontext. Die App läuft im Browser der meisten aktuellen Smartphones und Tablets, die ein GPS haben.
www.kort.ch www.electrosuisse.ch
Neuer Lichtkatalog mit grossem LED-Teil Die Entwicklung in der Lichtbranche schreitet infolge des schnellen Produktlebenszyklus bei den LED rasant fort. Es wird daher immer schwieriger, aktuelle Kataloge zu drucken, denn schon nach der Auslieferung aus der Druckerei sind einige Artikel bereits veraltet und durch effizientere Modelle ersetzt worden. Trotzdem sind gedruckte Kataloge bei Interessenten beliebt. Der neue Lichtkatalog von Otto Fischer bietet auf 216 Seiten ein umfassendes Sortiment mit vielen Anwendungsbeispielen – auf rund 70 Seiten davon mit den neuesten LED-Produkten.
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Der Katalog ist ab sofort bestellbar. Die Anforderungen an eine professionelle Beleuchtungslösungen sind hoch und erfordern eine korrekte Planung, die richtige Produktwahl sowie eine tadellose Ausführung der Elektroinstallation. Die Fach-Ansprechpartner von Otto Fischer AG stehen dabei für Auskünfte gerne zur Verfügung und unterstützen bei Objekten mit Beratungen von der Planung bis zur fertigen Ausführung.
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Rotronic neu aufgestellt
Das Handels- und Produktionsunternehmen aus Bassersdorf hat per 1. Januar 2014 die bestehende Firmengruppe umstrukturiert und führt die Geschäfte einerseits in der neu gegründeten Rotronic-Secomp AG, anderseits wie bisher in der Rotronic AG. Rotronic-Secomp wird mit IT-Zube-
hör, Vernetzungstechnik, Unterhaltungselektronik und Haushaltsprodukten handeln. Die bestehende Rotronic AG wird weiterhin Messgeräte entwickeln, produzieren und verkaufen (Measurement Solutions). Auch der Bereich «Industrie», also der Handel mit Messgeräten, 19"Systemen, USV-Lösungen und Überwa-
chungs- und Sicherheitssystemen bleibt bei der Rotronic AG. Mit diesem Schritt wird das IT-Geschäft der Rotronic in der Schweiz mit dem deutschen Tochterunternehmen Secomp zusammengelegt und neu europaweit betrieben. «In den vergangenen fast 50 Jahren der Unternehmensgeschichte hat sich die Rotronic zu einer weltweit tätigen Unternehmensgruppe mit über 350 Mitarbeitern entwickelt. Im Laufe der Zeit wurden ständig neue Geschäftsfelder erschlossen. Die Vielzahl der Tätigkeitsfelder ist für unsere Geschäftspartner wie auch für die eigenen Mitarbeitenden inzwischen schwer überschaubar», so Michael Taraba, Geschäftsführer Rotronic. «Vor diesem Hintergrund war der Wunsch unserer Inhaberfamilie Schroff verständlich, das Unternehmen hinsichtlich der Wahrnehmung unserer Kunden klarer zu strukturieren und zu positionieren», führt Michael Taraba weiter aus. Diese Anpassung soll Synergien innerhalb der Rotronic-Gruppe verstärken und das Sortiment übersichtlich auf die Zielgruppen ausrichten. www.rotronic.ch
Wettbewerbliche Ausschreibungen zum Stromsparen Das Bundesamt für Energie (BFE) lancierte im Dezember die fünften wettbewerblichen Ausschreibungen zum Stromsparen. Mit dem Instrument unterstützt der Bund Projekte und Programme zur Förderung der Effizienz im Strombereich, die möglichst kostengünstig zum sparsameren Stromverbrauch im Industrie- und Dienstleistungsbereich und in den Haushalten beitragen. Die Auswahl der im Rahmen der fünften Ausschreibung eingereichten Projekte und Programme erfolgt im zweiten Quartal 2014. Insgesamt steht dafür ein Budget von 22 Millionen Franken zur Verfügung. 152 Projekte und 53 Programme wurden in den vier ersten Wettbewerblichen Ausschreibungen ausgewählt. Kumuliert über die anrechenbare Nutzungsdauer der Massnahmen werden rund 2200 GWh eingespart. Die Auswahl der in den Ausschreibungen eingereichten Vorschläge erfolgt in einem
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Auktionsverfahren. Den Zuschlag erhalten diejenigen Projekte oder Programme mit dem besten Kosten-Nutzen-Verhältnis (Rp./kWh). Wer für ein Projekt Unterstützung beantragt, muss nachweisen können, dass dieses ohne Förderbeiträge nicht realisiert würde (Additionalität) und nicht wirtschaftlich wäre. Effizienzprogramme bündeln in der Regel zahlreiche Einzelmassnahmen und werden durch Programmträgerschaften umgesetzt. Aufgrund der Erfahrungen der ersten vier Runden wurden folgende Veränderungen vorgenommen: • Die Eingabe von «Kleinprojekten» mit Förderbeiträgen bis zu 50 000 Franken wurde vereinfacht. Damit wird es besonders auch für KMU und Gemeinden attraktiv, Projekte einzureichen. Das Limit für Projekte liegt weiterhin bei einer Million Franken. • Für die verschiedenen Technologien sowie speziell für die Projekte, die zu
einem vorzeitigen Ersatz ineffizienter Anlagen führen, wurden einheitliche Nutzungsdauern definiert. Die Anforderungen an Best-Geräte und Umwälzpumpen wurden aktualisiert. Die Wettbewerblichen Ausschreibungen werden über einen Zuschlag auf die Übertragungskosten der Hochspannungsnetze finanziert. Im Rahmen der Energiestrategie 2050 des Bundesrats sollen die Wettbewerblichen Ausschreibungen weiter verstärkt werden. Bis 2020 soll das Budget auf maximal 50 Millionen Franken pro Jahr erhöht werden. Die Abwicklung erfolgt über die CimArk SA in Sion im Auftrag des BFE.
www.bfe.admin.ch/prokilowatt www.cimark.ch www.effelux.ch (Förderprogramm Lichtlösungen)
Siemens hat eine neue Technologie zum Erfassen von Energieverlusten an grossen Gebäuden oder ganzen Stadtvierteln vorgestellt. Die Bildverarbeitungstechnik arbeitet mit Fotos, die mit einer Kameradrohne aufgenommen werden. Die Software erstellt aus den Daten ein dreidimensionales Modell und macht darauf Wärmestrahlung, Flüssigkeits- und Gasverluste, schlechte Dämmung und Durchfeuchtung sichtbar. Beim Bau des Wiener Stadtteils Seestadt Aspern kommt die Technik bereits zum Einsatz. Die Suche nach geothermischen Verlustquellen, sogenannten Hotspots, fand bislang vom Boden aus statt. Gleiches galt für die Überwachung des Baufortschritts auf Grossbaustellen. Hier kamen stationäre Webcams oder Laserscanner zum Einsatz. Diese Verfahren haben Nachteile: Der Blickwinkel auf die Objekte ist oft eingeschränkt und die Bilderfassungsgeräte verschmutzen durch Staub und Regen. Bei einer Kameradrohne müssen die Aufnahmegeräte
nicht gereinigt werden, zudem ist eine dreidimensionale Betrachtung der Objekte möglich. Die Flugdrohne stammt von Ascending Technologies. Abhängig vom Einsatzzweck wird sie mit konventionellen Kameras oder einer Wärmebildkamera ausgestattet. Die Luftbildthermalinspektion mit einer Wärmebildkamera ist weniger zeitaufwendig und sicherer als die ebenerdige Erfassung. Alle nötigen Daten können die Experten der globalen Siemens-Forschung Corporate Technology im Überflug sammeln und anschliessend am Computer auswerten. So können sie selbst schwer zugängliche Objekte komfortabel betrachten, für deren Erfassung mit konventioneller Technik sogar Klettereinsätze nötig waren. In Wien wird die Flugdrohne mit der Siemens-Technik bereits seit einem Jahr versuchsweise zur Dokumentation des Baufortschritts der Seestadt Aspern genutzt. Das neue Stadtviertel im Osten von Wien ist eine Art Versuchslabor für
Zukunft aktiv gestalten
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Energieverluste im Flug erkennen
den Städtebau der Zukunft. Die durch die Drohnenflüge über die riesige Baustelle gewonnen Daten sollen helfen, die Planung von Logistik, Energiebedarf und Finanzmitteln während der Bauphase zu optimieren. Die Technik kann auch zur effizienten Wartung und Instandhaltung von Gebäuden genutzt werden. www.siemens.de/innovationnews
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Wirtschaft & Verbände
Herbstseminar 2013
Energiespeicher als Schlüsselelement «Energiewende realisieren» – unter diesem Motto stand das Herbstseminar vom November 2013, das den Auftakt zur diesjährigen BauHolzEnergie-Messe in Bern bildete. Christian Bärtschi * Das Herbstseminar zeigte am Eröffnungstag der BauHolzEnergie-Messe neue Lösungen für energieeffizientes Bauen. Dabei diskutierten Ingenieure, Planer und Energieberater über zahlreiche Massnahmen zur Umsetzung der Energiewende. «Die Veränderungen des Klimas, die wir heute beobachten, sind ausserordentlich und nicht normal. Der menschliche Einfluss dominiert die Klimaerwärmung», sagte Reto Knutti vom Institut für Atmosphäre und Klima an der ETH Zürich. Die Menschheit habe bezüglich Klimawandel drei Optionen: «Ignorieren, sich anpassen oder ihn verhindern.» Zur Veranschaulichung arbeiten Knutti und seine Forscherkollegen mit verschiedenen möglichen Szenarien. Er stellte klar, dass die Wissenschaft nicht die einzuschlagende Richtung bestimme, sondern bloss mögliche Wege veranschauliche. Falls es das Ziel sei, dass das Klima sich um nicht mehr als 2 Grad Celsius erwärme, dann, so Knutti, sind wir «überhaupt nicht auf Kurs». Der Grund ist simpel: Mit diesem Szenario – einer Erwärmung um maximal 2 Grad Celsius – stehen total 1000 Gigatonnen (Gt) CO2 zur Verfügung. Aber: «Es werden jedoch bereits circa 800 Gt CO2 andere Gase, zum Beispiel Methan, ausgestossen – uns verbleiben also bloss 200–300 Gt CO2, die wir ausstossen dürfen.» Die heutigen weltweiten Emissionen
* Christian Bärtschi, Redaktor HK-Gebäudetechnik
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Experten diskutierten Massnahmen zur Energiewende (von links): Hansjürg Leibundgut, Reto Knutti, Jean-François Rime (Nationalrat), Anton Gunzinger und Alec von Graffenried.
betragen ungefähr 10 Gigatonnen pro Jahr. «Das bedeutet, dass wir unser Guthaben bei gleichbleibendem Ausstoss in knapp 30 Jahren aufgebraucht haben.» Der Klimaforscher betonte auch, dass ein Anstieg der globalen Temperatur um bis zu 5 Grad Celsius massive Auswirkungen hätte. «Das entspricht in etwa dem Unterschied zwischen unserer heutigen Situation und der letzten Eiszeit.» Ungeachtet des angenommenen Szenarios machte Knutti klar, dass die Menschheit um eine Reduktion des CO2-Ausstosses nicht herumkomme. Doch wer soll den Gürtel enger schnallen? Die Industriestaaten, die sich bereits ans Verschwenden gewöhnt hätten oder die Entwicklungsund Schwellenländer, die erst noch auf die Segnungen der Industrialisierung hofften? Die Lösung dieser Frage würde die Menschen in den kommenden Jahren beschäftigen. «Verschlimmert» würden die nur schwer erreichbaren Klimaziele dadurch, dass nebst der Abkehr vom CO2-Ausstoss auch der Verzicht auf die Kernkraft neue Herausforderungen mit sich bringe. Hier schloss Knutti den Kreis zur BauHolzEnergieMesse. Denn der Schweizer Gebäude-
park beanspruche 50 % des Energieverbrauchs und sei für 40 % des CO2-Ausstosses verantwortlich. «Genau deshalb sind wir auch hier», schloss der Klimaexperte sein Referat. Anton Gunzinger von der SCS Supercomputing Systems AG ging der Frage nach, ob sich die Schweiz aus erneuerbaren Quellen selbst versorgen könne. Sein Fazit lautete: Ja, aber es brauche mindestens die Kombination von Wind- und Solarenergie. «Ein reines Solarszenario funktioniert nicht ohne Importe», erklärte er. Dies aus dem Grund, weil im Februar die Schweizer Speicherseen nahezu leer seien. Die Energie-Selbstversorgung der Schweiz klappe noch besser, wenn nebst Wind- und Solarenergie auch Energie aus Biomasse gewonnen würde. Bezüglich Solarenergie sprach sich Gunzinger entschieden für einen Ausbau in der Schweiz – und nicht etwa in Wüstengegenden – aus. Das Potenzial in den Schweizer Bergen sei gross und soll genutzt werden. «Auch Photovoltaik-Freiflächenanlagen sind eine Möglichkeit», ergänzte er. Die Kosten für diese «Solarrevolution» in der Schweiz bezifferte Gunzinger auf 20 bis 30 Milliarden Franken. «Wer sich deswegen
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jetzt schon dagegen entscheidet – ein Endlager kostet auch», stellte Gunzinger trocken fest. Hansjürg Leibundgut von der ETH Zürich stellte das System 2SOL vor, welches eine umweltfreundliche Wärme- und Stromversorgung für Gebäude ermöglichen soll. Das Mehrfamilienhaus B35 in Zürich wurde bereits mit dieser Technologie ausgestattet. 2SOL besteht aus einem Hybridkollektor, der bis zu 70 % der Sonneneinstrahlung in Elektrizität und nutzbare Wärme umwandelt. Die Wärme wird im Sommer mittels Erdwärmesonde in der Erde gespeichert. Im Winter erlaubt die im Sommer gespeicherte Wärme einen effizienten Wärmepumpenbetrieb. Durch das Beladen der Erdspeicher im Sommer besteht kein Risiko, dass sich der Erdspeicher entlädt und die Temperatur im Boden über die Jahre absinkt. Für einiges Aufsehen sorgte die Lösung, die Leibundgut für die Hülle der Erdsonde gefunden hat: Eine flexible Membran, ein mit Naturkautschuk gummierter Polyesterschlauch, soll, allein durch den Wasserdruck in der Erdsonde, als flexible, dauerhafte äussere Hülle der Sonde dienen. Leibundgut erwähnte auch andere Bestandteile des Systems, die auch bei Sanierungen von Aussenwänden gute Dienste leisten könnten: Ein spezieller Wärmedämmputz, der an der Empa entwickelt worden ist, dämmt so zum Beispiel bis zu 60 Mal mehr als herkömmlicher Putz. Sicherheitsbedenken, beispielsweise bei Erdbeben, hat Leibundgut keine. «Im schlimmsten Fall reisst die Membran und dann fliesst sauberes Wasser aus der Erdsonde wieder ins Grundwasser – das ist problemlos», erklärte er. Bohrtiefen von bis zu 500 Metern seien ohne weiteres machbar. Auch zu den Kosten für eine Erdsonde als Ganzes, für ein 7-Familienhaus, gab Leibundgut Auskunft: «Die Kosten belaufen sich auf 85 bis 90 Franken pro Meter, fertig erstellt», rechnete Leibundgut vor. Er wagte sogar einen Blick in die Zukunft: «Für mich gehört die Erdsonde künftig nicht mehr zum Heizsystem, sondern zum Grundstück – so wie früher zu jedem Bauernhaus ein Wald gehörte.» Andreas Binkert, Nüesch Development AG, sprach über den Stand der Umsetzung der 2000-Watt-Gesellschaft und stellte das Leuchtturmprojekt GreenCity in Zürich vor. Nüesch Development entwickelte zusammen mit Losinger Marazzi das erste «Zero Carbon»Quartier Zürichs. Auf dem Gelände einer ehemaligen Papierfabrik verschmelzen Wohnen und Arbeiten: Ziel ist ein Mix aus Wohnraum, Dienstleistung, Kommerz, Gastronomie und Sondernutzung (Schule, Kinderkrippe usw.). Binkert erklärte, dass zur Realisierung eines solchen Projekts bestimmte Bedingungen erfüllt sein müssten. Eine davon sei eine gewisse Verdichtung. Ausserdem sei wichtig, dass sich das Zero Emission-Quartier nicht einfach durch eine Ansammlung von Zero Emission-Häusern realisieren lasse. Die Vision eines Quartiers, das den Zielen einer 2000-Watt-Gesellschaft entspreche, verlange mehr – sie setze eine Mischnutzung und eine gemeinsame CO2-neutrale Energieversorgung voraus. Nebst der Dichte seien kurze Wege zentral. «Dichte reduziert Verkehr», erklärte Binkert. Nebst Verdichtung und kurzen Wegen sollen auch technologische Lösungen zur Erreichung der Ziele beitragen. So seien Wärmepumpen am Anergie-Ring, Solarpergolas und Aktivfassaden geplant. Auch sei der Minergie-P- bzw. Minergie-A-Standard eine Voraussetzung. Trotz der Aussicht, dass ab März 2014 zumindest in Zürich die Vision der 2000-Watt-Gesellschaft Gestalt annehmen werde, warnte der Referent vor zu viel Optimismus. Denn die wachsende Bevölkerung in Asien und Südamerika, vor allem der kaufkräftige Mittelstand, lasse vermuten, dass in diesen Erdteilen Konsum – und nicht Nachhaltigkeit – die nächste Zeit bestimmen würde. «Trotzdem ist GreenCity wichtig. Wir Schweizer können ruhig mal Vorbild sein», meinte Binkert. René Graf, Direktor des Departements Architektur, Holz und Bau an der Berner Fachhochschule (BFH), erklärte die Bedeutung laufender Forschungsprojekte so: «49 % des fossilen und 37 % des elektrischen Verbrauchs der Schweiz entfallen auf den Gebäudepark.»
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Die Energieversorgung von GreenCity soll CO2-neutral durch erneuerbare Energien geschehen.
Sanierungen seien auch deshalb notwendig, weil die Mehrheit der Gebäude vor 1975 gebaut wurde und nicht energieeffizient seien. «Um dies zu ändern, brauchen wir keine Rocket Sciene – es ist genug Wissen vorhanden, um die Wohngebäude der 1950er- bis 1970erJahre zu sanieren», betonte Graf. Der BFH-Repräsentant umriss auch die Zukunft des Holzbaus, die wohl im Hybridbau liege. Er meinte dazu: «Dieser wird in den nächsten Jahren zunehmen.» Als gutes Beispiel dafür erwähnte er die Bieler Firma Sputnik mit ihrem 3-stöckigen Bürotrakt und der einstöckigen Produktionshalle. Reto P. Miloni beschrieb den Weg vom heute üblichen integrierten Solardach zur multifunktionalen Solarfassade. Als «Königsweg zum emissionsfreien Gebäude» bezeichnete der Architekt Miloni das PlusEnergiehaus, das zum Kraftwerk würde. Er forderte mehr Silizium statt Beton, mehr PV-Module statt Ziegel und Halterungen, um PV-Module an Wänden zu befestigen. Ebenfalls lohne sich ein Blick ins Ausland, etwa nach Grossbritannien: «Freiflächen-Photovoltaik ist dort im Trend. Ein interessan-
ter Ansatz, auch wir hätten jede Menge Kiesgruben und Autobahnen», gab Miloni zu bedenken. Andrea Vezzini von der Berner Fachhochschule sprach über den grossen Speicherbedarf, den die Umstellung auf erneuerbare Energien nach sich ziehe. Die drei entscheidenden Elemente für das Gelingen der Energiewende seien mehr Erzeugung erneuerbarer Energie, Ausbau eines intelligenteren Stromnetzes und höhere Speicherkapazität. «Für eine bedarfsgerechte Versorgung mit erneuerbaren Energiequellen ist der Einsatz von Energiespeichern notwendig», sagte Vezzini. Durch Lastverschiebung lasse sich der Speicherbedarf für Schwankungen im Tagesbereich deutlich reduzieren. Als geeignet bezeichnete er hauptsächlich Pump- und Druckluftspeicherkraftwerke, um den Ansprüchen in Leistung und Speichergrösse gerecht zu werden. Allerdings führe der vermehrte Einsatz von erneuerbaren Energiequellen auch zu zusätzlichen Kosten. Mark Zimmermann von der Abteilung Bautechnologien, Empa Dübendorf, sprach über die Möglichkeiten von Baustoffen als thermische Energiespeicher.
Der Schweizer Gebäudepark weist bezüglich Energieeffizienz Defizite auf. Skala links: Jährlicher, spezifischer Energiebedarf in kWh pro m2 Energiebezugsfläche.
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Er präsentierte dazu verschiedene Speicherkonzepte: Tagesspeicher, Wochenspeicher und die Saisonspeicherung. Tagesspeicher dienen zur Nutzung passiver Wärmeenergie und zur Gewährleistung des thermischen Komforts, während beim Wochenspeicher die Speichermasse zur Nutzung elektrischer Überschüsse aus Windenergie und Photovoltaik genutzt werden könne. Zimmermann ging auch auf die Wärmespeicherung in Spezialbeton ein, der Ettringit enthält, ein gipsartiger Zement, der sich optimal zur Wärmespeicherung eignet. Das Projekt wurde von den Empa-Forschern Josef Kaufmann und Frank Winnefeld entwickelt. Erwärmt sich das Mineral Ettringit, beginnt es ab 50 Grad Celsius Wasser «abzudampfen». Um möglichst viel Wärme zu speichern, muss Beton einen hohen Ettringit-Anteil aufweisen. Das ist nur mit Spezialzement machbar, etwa mit Calcium-Sulfoaluminat-Zement (CSA), der in China seit Längerem verbaut wird. Ein weiterer Vorteil von CSA-Zement ist, dass er bei der Herstellung 40 Prozent weniger CO2 freisetzt. Die Empa-Forscher Kaufmann und Winnefeld stellten Bauteile aus Beton mit CSA-Zement her, welche von Heizschlangen durchzogen sind. Wird der Block im Sommer mithilfe von Sonnenkollektoren auf 80 Grad erwärmt, gibt das Ettringit Wasser ab. Der Dampf wird aufgefangen und kondensiert. Übrig bleibt der dehydrierte Betonblock, in welchem die Wärme verlustfrei «gespeichert» ist. Im Winter laufe der Prozess umgekehrt: Wasser oder Wasserdampf wird vom Ettringit im Beton aufgenommen und setze so Wärme frei, die über Heizschlangen abgeleitet werden kann. Vorteil gegenüber anderen Wärmespeichern: Die Wärmeabgabe ist über die Wasserzufuhr regelbar. So liesse sich eine Bodenheizung den ganzen Winter über auf 25 Grad Celsius halten. Um etwa ein Minergie-Einfamilienhaus über den Winter mit der Sommerhitze zu heizen, würde ein Betonblock mit 15 Kubikmeter Inhalt (bei einer Kollektorfläche von 15 Quadratmetern) genügen. Auch preislich sei CSA-Beton interessant; eine Tonne koste unter 400 Franken – im Vergleich zu einer Tonne Paraffin für 1000 Franken. Laut Empa soll diese «Betonheizung» gut 30 Jahre halten. Die nächste BauHolzEnergie-Messe findet vom 13. bis 16. November 2014 in Bern statt, wiederum mit der 20. Durchführung des Herbstseminars am 13. November 2014. www.bauholzenergie.ch
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Wirtschaft & Verbände
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Wirtschaft & Verbände
Schweizer Energiepreis Watt d’Or
Bestleistungen im Energiebereich Das Bundesamt für Energie hat vor Kurzem zum achten Mal den renommierten Schweizer Energiepreis Watt d’Or verliehen. Die Gewinner und Gewinnerinnen des Jahres 2014 sind der Verband Textilpflege Schweiz VTS in Bern, die Kraftwerke Oberhasli AG in Innertkirchen, die glass2energy ag in Villaz-St-Pierre, das Institut für Dynamische Systeme und Regelungstechnik der ETH Zürich sowie die Kirchrainweg AG und die e4plus AG in Kriens gemeinsam mit der aardeplan ag aus Baar. Während im schweizerischen Parlament die politische Debatte zur neuen Energiestrategie 2050 gerade erst begonnen hat, setzen innovative schweizerische Unternehmen die Energiezukunft längst erfolgreich und mutig in die Praxis um. Als Würdigung hat das Bundesamt für Energie im Jahr 2006 den Watt d’Or, das Gütesiegel für Energieexzellenz, geschaffen. 65 Bewerbungen wurden bis Ende Juli 2013 für den Watt d’Or 2014 eingereicht und von einem Fachexpertenteam evaluiert. Für die Endrunde nominiert wurden schliesslich 28 Beiträge. Unter dem Vorsitz von Jurypräsidentin
Pascale Bruderer kürte die Watt d’Or Jury daraus fünf Siegerprojekte. Kategorie Energietechnologien: Unsere Stromversorgung ist im Umbruch. Immer mehr Strom aus Wind und Sonne wird ins Netz eingespeist, oft gerade dann, wenn die Nachfrage tief ist. Das Stromnetz auch in diesen Situationen stabil und sicher zu betreiben, stellt hohe Anforderungen an die Regelungsabläufe und die Technik. Eine wichtige Rolle spielen dabei die Pumpspeicherkraftwerke. Die Kraftwerke Oberhasli AG (KWO) setzt dabei eine Weltrekordmarke: Im März 2013 hat sie im Kraftwerk Grimsel 2, den weltweit leistungsstärksten Frequenzumrichter, der
Manfred Huber, aardeplan, Markus Portmann, Marie-Theres Portmann (von links).
14 | Elektrotechnik 1/14
je in einem Wasserkraftwerk eingebaut wurde, in Betrieb genommen. Mit seiner Leistung von 100 MW ist er so stark wie 1000 Personenwagen und ermöglicht seither einen viel effizienteren und flexibleren Betrieb des Pumpspeicherkraftwerks Grimsel 2. Die KWO zeigt damit, wie traditionelle Kraftwerkanlagen mit modernster Schweizer Leistungselektronik von ABB zukünftig betrieben werden können (siehe auch Artikel ET 12/2013 Seite 14). Kategorie Gebäude und Raum: Die Schweiz ist wortwörtlich eine Hochleistungsgesellschaft: Jede und jeder von uns nimmt eine Dauerleistung von rund 6000 Watt in Anspruch, das sind über 52000 Kilowattstunden pro Jahr. Rund die Hälfte davon fällt auf den Energieverbrauch beim Bau und Betrieb von Gebäuden. Am Kirchrainweg, mitten im Zentrum von Kriens im Kanton Luzern, zeigen Marie-Theres und Markus Portmann zusammen mit dem Architekturbüro Aardeplan AG und einem Fachplanerteam, dass es auch anders geht. Ihr architektonisch sehr ansprechender, fünfstöckiger Neubau ist nicht nur das erste Minergie-A-ECO-Mehr-
Tobias Ott (ETH Zürich), Florian Zurbriggen (ETH Zürich), Max Nötzli (Jurymitglied), Christopher Onder (ETH Zürich), Lino Guzzella (ETH Zürich, von links).
Wirtschaft & Verbände Stefan A. Müller (Glass2energy, links), Daniel Brélaz (Jurymitglied).
Marianne Zünd (BFE), Daniela Decurtins (Jurymitglied), Gianni Biasiutti (KWO), Hans Schlunegger (KWO), Remo Lütolf (ABB Schweiz). (von links, alle Bilder: bfe.admin/flickr.com)
familienhaus in der Zentralschweiz, es erfüllt auch die Zielwerte des «Effizienzpfads Energie 2040» des schweizerischen Ingenieur- und Architektenvereins SIA und damit die Anforderungen des 2000-Wattfähigen Bauens. Dank umfassender Betrachtung und Umsetzung von Nachhaltigkeit, Ästhetik, Wirtschaftlichkeit und Komfort in Kombination mit dem Einsatz smarter Technologien, produziert das Mehrfamilienhaus übers Jahr mehr Energie, als es selbst verbraucht. Kategorie Energieeffiziente Mobilität: Effizienz konsequent auf die Spitze getrieben. So lässt sich der Erdgas-Diesel-Hybrid-Motor des Instituts für Dynamische Systeme und Regelungstechnik (IDSC) der ETH Zürich charakterisieren. Der neuartige Automotor ist so effizient, dass er nur halb so viel CO2 emittiert wie herkömmliche Motoren, rund 56 Gramm pro Kilometer, das entspricht einem Benzinverbrauch von 2,4 Liter auf 100 km. Das Team, das schon mit dem Weltrekord-Wasserstofffahrzeug Pac Car II und einem pneumatischen Hybridmotor für Furore gesorgt hat, legt nun nach. In nur
fünf Jahren könnte der Erdgas-DieselHybrid den Markt erobern, wenn das Konzept von den Autoherstellern aufgenommen wird. Die Chancen stehen gut, mit ersten Industriepartnern laufen Gespräche. Kategorie Gesellschaft: Der Energieverbrauch ist für Textilreinigungen und Wäschereien ein gewichtiger Kostenfaktor. Grosse Wäschereien sind unter Führung der Energie-Agentur der Wirtschaft EnAW seit über zehn Jahren vorbildlich im Energiesparen und CO2Reduktion. Nun bringt der Verband Textilpflege Schweiz VTS auch die kleineren Betriebe auf Energiesparkurs. Seit Ende April 2013 stellt ihnen der VTS den Ordner «Ressourceneffizienz in Textilreinigungen und Wäschereien (RessEff) – ein leicht verständliches Handbuch mit zahlreichen Tipps für die Praxis – zur Verfügung. Auch bei der Umsetzung leistet der Verband Hilfe. Die Betriebe können sich auf proofit.ch einem Energie-Check unterziehen und ihre Fortschritte mittels onlineBenchmarking mit anderen vergleichen. Kategorie Erneuerbare Energien: Pflanzen wandeln Sonnenlicht mittels Pho-
tosynthese in Energie um. Der Wirkungsgrad ist dabei mit 1 bis 4 Prozent erstaunlich tief. Die Pflanze macht die geringe Energieausbeute aber wett, indem die Photosynthese auch bei sehr schwachem Licht läuft und so vom Morgengrauen bis tief in die Abenddämmerung funktioniert. Genauso funktioniert die dritte Generation der Photovoltaik, die sogenannte dye sensitized solar cell technology, auch bekannt als Grätzel-Zelle (siehe auch Artikel in ET 11/2012, Seite 12). In einer von lichtempfindlichen Farbstoffen angetriebenen technischen Photosynthese erzeugt die durchsichtige Zelle selbst bei diffusem Umgebungslicht Strom. Die Glass2energy AG im freiburgischen Villaz-St-Pierre hat die Technologie nun als erstes Unternehmen der Welt zur Industriereife gebracht. So könnten die attraktiven Panels bald die Oberflächen unserer Möbel, Wände, Fenster und Fassaden zieren. Die Ausschreibung für den Watt d’Or 2015 hat bereits begonnen und läuft bis Ende Juli 2014. Die Bewerbungsunterlagen sind auf der nachstehenden Website zugänglich. Die Preisverleihung findet am 8. Januar 2015 im Kongresszentrum Kursaal in Bern statt. www.wattdor.ch
Was kosten Solarstromanlagen in der Schweiz? Haben Sie im Jahr 2013 eine Photovoltaikanlage installiert oder planen Sie, im Jahr 2014 eine zu bauen? Dann nehmen Sie an unserer Online-Umfrage teil (siehe nachstehenden Link). Eingaben sind bis Ende März 2014 möglich. Ihre Teilnahme als Betreiber, zukünftiger Betreiber einer Solarstromanlage oder Solarteur ist gefragt. Die 3. Umfrage, die im vergangenen Jahr abgeschlossen wurde, zeigte, dass die Anlagekosten zwischen 2011 und 2012 um 40 Prozent
gesunken sind, zwischen 2009 und 2011 waren es sogar 63 Prozent. Bereits zum vierten Mal führen die Fachplattformen ee-news.ch und photovoltaikumfrage.de eine Online-Preisumfrage über die Kosten für eine Solarstromanlage in der Schweiz durch. Unter den Teilnehmern werden Abonnemente von etablierten Fachzeitschriften verlost: www.elektrotechnik.ch (Online-Umfrage: Was kosten Solarstromanlagen?)
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Installations- & Gebäudetechnik
Vorbeugend elektrische Anlagen auf sich anbahnende Probleme prüfen
Thermographie hilft Geld sparen Jedermann hat schon Thermographie-Bilder von Häusern und Gesichtern gesehen. Seit der ersten Thermographie-Kamera von 1964 liegt etwa die zehnte Generation vor. Die Thermographie dient zunehmend der Untersuchung elektrischer Anlagen. Im Betrieb werden Schaltschränke, Antriebe und Verbindungsstellen geprüft. Unregelmässigkeiten lassen sich frühzeitig erkennen.
Raymond Kleger Keine andere Methode erlaubt im normalen Anlagenbetrieb Leitungen und Komponenten ohne die geringste Einflussnahme auf korrekten Betrieb zu untersuchen. Die Thermographie in der Elektrotechnik kommt hauptsächlich bei der: • Energieerzeugung • Energieübertragung • Energieverteilung zum Einsatz. Wer allerdings glaubt, mit dem Kauf einer Thermographie-
Kamera seine Anlagen schnell über ein paar Bilder prüfen zu können, irrt. Ein paar Dinge sind für eine erfolgreiche Kontrolle mittels der Thermographie wichtig: 1. Bedienung der Kamera beherrschen 2. Grundlagen der Strahlungsphysik und Thermodynamik kennen 3. Grenztemperaturen und Umgang mit teilbelasteten Systemen richtig einschätzen können 4. Funktionsweise und Eigenschaften der Anlage verstehen
1
Typische Anwendung der Thermographie in der Elektrobranche. Kontrolle von Geräten und Leitungen auf anomale Erwärmungen.
16 | Elektrotechnik 1/14
In diesem Beitrag streifen wir die Punkte und zeigen ansatzweise, wo die Möglichkeiten aber auch Herausforderungen bei der Thermographie liegen. Wer die Thermographie erfolgreich einsetzen möchte, kommt nicht darum herum sich weiterzubilden. Je nach Aufgabenstellungen kann ein Tageskurs reichen, zumindest um die häufigsten Mess- und Interpretationsfehler ausschliessen zu können. Infrarotstrahlung Radiowellen, Mikrowellen, Infrarotstrahlung, sichtbares Licht, Röntgenstrahlung usw. sind alles elektromagnetische Strahlen unterschiedlicher Frequenz bzw. Wellenlänge. Bild 2 zeigt, wo Infrarotstrahlen angesiedelt sind. Der Mensch nimmt einen winzigen Bereich der elektromagnetischen Wellen über die Augen wahr. Ultraviolette Strahlen sehen wir nicht, erst am Abend zeigt sich ein Sonnenbrand oder die Schweissblende. Infrarote Strahlen kann der Mensch ebenfalls nicht sehen, er fühlt sie allenfalls als Wärme auf der Haut. Gleiches gilt auch für Radio- und Hochfrequenzwellen, wir können diese weder sehen noch fühlen, höchstens bei sehr intensiver Strahlung treten Erwärmungen der bestrahlten Körperteile auf. Die Thermographie für die Prüfung elektrischer Anlagen und Komponenten findet im Bereich von 8…14 μm Wellenlänge statt. Thermographie-Messungen Kommt ein externer ThermographieSpezialist zum Einsatz, beherrscht dieser seine Kamera bestens und erstellt aussagekräftige Bilder, doch kennt er vermutlich die Anlage nicht und braucht deshalb eine Begleitperson aus dem Betrieb. Es treten diverse Stolperfallen beim Einsatz der Thermographie auf. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Thermographie im Zusammenhang mit der Prüfung elektrischer Anlagen
2 10-5 0,01 extrem
2
0,38
λ [mm]
0,78
10
380
λ [nm]
780
10 ultrafern
nah
nah
Ultraviolett
5
Infrarot
sichtbares Licht
GammaStrahlen
RöntgenSrahlen
Kosmische Strahlen
10
-10
10
-8
.
22
3 10
10
-6
10 .
-4
3 10
18
mmWellen
10
-2
1 10 10 .
3 10
14
2
10
4
.
10
3 10
10
Tonfrequenzen
RadioWellen 6
10 .
8
3 10
6
10
10
10 .
12
3 10
2
Elektromagnetisches Spektrum mit der Infrarotstrahlung.
Anforderungen über die zu verwendende Kamera, den Thermografen und die zu erfassenden Daten gibt es übrigens beim Thermographie Verband Schweiz «theCH» auf der Homepage (www.thech.ch) unter «Publikationen». Dort findet man die Qualitätsstandards für die Sektoren Bau und Elektro, letztere dürften im Zusammenhang dieses Fachbeitrages von Interesse sein. Richtige Kameraeinstellung Ein Wärmebild kann grosse Temperaturunterschiede aufzeigen. Bei falscher
Kameraeinstellung bleibt ein Fehler möglicherweise unentdeckt! In Bild 3 verfügt das rechte Bild über eine Temperatur bis 61 °C, das linke Bild zeigt jedoch nur etwa 32 °C an. Das Einstellen der richtigen Temperaturspanne, in diesem Fall von 22…61 °C, ist offensichtlich entscheidend, um eine aussagekräftige, visuelle Information zu erhalten. Die rechte Sicherung ist rund 20 °C heisser als die mittlere und über 30 °C heisser als die linke. Moderne Infrarotkameras zeigen automatisch den Hotspot an (Bild 4). Hier kann schnelles Handeln angebracht
λ [mm]
f [Hz]
Installations- & Gebäudetechnik
und Komponenten im Niederspannungsbereich. Eine korrekt arbeitende Anlage verfügt über ein bestimmtes Temperaturverhalten. Ein erhöhter Strom führt in einer Leitung oder Wicklung zu mehr Verlusten und damit zu höherer Temperatur. Gleiches passiert mit einem schlechten Übergangswiderstand bei einer Klemme, Sicherung oder einem Schütz. Doch welche der thermischen Muster und Temperaturen sind normal und welche nicht? Hier sind elektrotechnisches Fachwissen der Grenztemperaturen gemäss NIN, Erfahrung mit dem Umgang von teilbelasteten Systemen und auch Anlagekenntnisse gefragt! Wird ein externer Spezialist zur routinemässigen Kontrolle der elektrischen Anlagen in einem Betrieb eingesetzt, hat er zwei Aufgaben: 1. Erfassung thermischer Anomalien mittels aussagekräftiger Bilder 2. Einen korrekten und verständlichen Bericht verfassen, der dem Wartungspersonal klare Hinweise gibt, was wie wann zu tun ist. In diesem Beitrag gehen wir nur auf das Erfassen aussagekräftiger Bilder und deren richtiger Interpretation ein.
Installations- & Gebäudetechnik
3
Temperaturschwankungen in einem Sicherungskasten.
(Quelle Benutzerhandbuch Flir B)
Verdeckte Fehlerstellen Schwachstellen mit erhöhter Temperatur sind natürlich häufig durch Abdeckungen nicht direkt sichtbar, wie Bild 6 zeigt. Das Bild lässt hier vermuten, dass etwas nicht stimmt, denn die Kabel sind sehr heiss. In solchen Fällen versucht man Bilder aus verschiedenen Richtungen zu erfassen und wählt dann den Hotspot über eine gezielte Kameraeinstellung aus. Besser wäre hingegen das Entfernen der entsprechenden Abdeckungen, was jedoch nicht in allen Fällen möglich ist.
4
Automatische Anzeige des Hotspots.
sein, denn 30 °C Unterschied lassen sich nicht allein über eine unsymmetrische Last im Drehstromnetz erklären, es scheint in diesem Fall ein Kontaktproblem am oberen Teil des NH-Sicherungselementes vorzuliegen. Wie stark die Stromunterschiede tatsächlich sind bzw. welches die aktuelle Systembelastung ist, lässt sich mit einer Strommesszange (TRMS!) schnell erfassen. Diese zusätzliche Messung ist wichtig, wenn es darum geht, den Hotspot korrekt zu interpretieren und gehört zu jeder als Wärmebild festgehaltenen Auffälligkeit! Lokalisierung Fehlerstelle Manchmal ist es gar nicht so einfach, in einem Wärmebild die fehlerhafte Stelle
(Quelle Benutzerhandbuch Flir B)
korrekt zu lokalisieren, denn ein Wärmebild ist von der Auflösung her beschränkt. Die exakte Lage der Problemstelle auf einem Wärmebild zu lokalisieren ist oft schwierig. Wesentlich besser funktioniert das, wenn das Wärmebild mit einem normalen Sichtbild kombiniert wird. Gewisse Kameras erlauben das Wärmebild und Sichtbild beliebig zu überblenden. Fluke nennt diese Technik IR-Fusion™-Technologie. Bild 5 zeigt links ein reines Wärmebild, rechts ist dieses Wärmebild mit einem normalen Sichtbild kombiniert. Jetzt ist der Hotspot genau zu lokalisieren. Der Hotspot verfügt hier über eine Temperatur von 267 °C, dies deutet auf einen gravierenden Fehler hin, welcher sofort zu beheben ist.
5
Wärmebilder von Problemstellen werden bei Überblendung mit Sichtbildern viel klarer lokalisiert. (Bildquelle: Fluke, Vorteile der IR-Fusion-Technologie)
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Messung Hotspot Mit einer schlechten Fokussierung ist es nicht möglich, den Hotspot korrekt zu erfassen, deshalb ist ein gut eingestellter Fokus, d. h. ein scharfes Infrarotbild, sehr wichtig! Überragt das Messfeld den Hotspot, wird eine zu tiefe Temperatur ausgewiesen, denn der Rechner in der Kamera bildet einen Durchschnittswert aller Pixel im Messfeld. Bild 7 zeigt dies besonders eindrücklich. Beim kleinen Messfeld beträgt die Durchschnittstemperatur 78,6 °C, beim viel zu grossen Messfeld hingegen nur 59,8 °C. Diese fast 20 °C Unterschied können entscheidend sein für die korrekte Bewertung des Wärmebildes und damit allenfalls Auslösung einer Handlung. Über die Software lässt sich das Messfeld beliebig gross gestalten. Schwachstellen einschätzen Über das Wärmebild ist eine Schwachstelle aufgedeckt worden. Dabei zeigt sich, dass an mindestens einer Stelle eine auffällige Temperaturüberhöhung auftritt. Kleine Temperaturunterschiede lassen sich über die unsymmetrische Phasenbelastung erklären. Bei der Überlegung, was und wann zu tun ist, sind folgende Fragen wichtig: • Wie gross war die Systemlast während der Messung? • Sind Lasterhöhungen zu erwarten? • Wo liegt die Schwachstelle in der Anlage, ist diese systemrelevant (Kosten bei Stillstand)? • Resultiert die gemessene Temperatur
aus einem Defekt - z. B. lockere Verbindungsstelle – oder durch eine Überlast im System? Solche Fragen kann in vielen Fällen nur eine Person beantworten, welche über gute Anlagenkenntnisse verfügt. Deshalb genügt es nicht, nur die Thermographie-Kamera gut zu kennen und aussagekräftige Bilder zu erfassen. Bilder müssen im Zusammenhang des Hintergrundwissens der Anlage interpretiert werden. Eine thermische Auffälligkeit erhält natürlich eine andere Bedeutung, wenn die Anlage während dem Zeitpunkt der Infrarotaufnahme nicht zu 100% belastet war. Folgende Richtwerte (Quelle: VDS – Verband Deutscher Sachversicherer) bezüglich Temperaturdifferenzen zur Umgebungstemperatur zum Aufnahmezeitpunkt helfen die Schwere bzw. Dringlichkeit des gefundenen Fehlers einzuschätzen: • Fehlergruppe 0: 0…10 °C – zurzeit keine Massnahmen erforderlich, weiter beobachten • Fehlergruppe 1: 10…35 °C – bei nächster Abschaltung bzw. bei nächster Gelegenheit beheben • Fehlergruppe 2: 35…70 °C – bei nächster geplanter Abschaltung beheben, jedoch innerhalb 6 Monaten • Fehlergruppe 3: ›70 °C – bei nächstmöglicher Abschaltung bzw. sofort beheben, Lasten reduzieren, nicht erhöhen! Bei vielen Thermographie-Messungen arbeitet die Anlage nicht bei höchster Last. Da die Temperaturerhöhung mit dem Quadrat des Stromes ändert, muss in jedem Fall die zu erwartende Temperaturdifferenz bei höherer Systemlast berechnet werden. Die Formel lautet: ⌬A = Temperaturdifferenz bei Messung ⌬B = Temperaturdifferenz bei höchstem Strom IA = Strom bei Messung IB = Maximal möglicher Strom
Eine Anschlusstechnik für alle!
Push-in-Anschlusstechnik – Durchgängig vom Feld bis zur Steuerung
Fehlmessungen durch Reflexionen Eine Thermographie-Kamera erfasst die gesamte Strahlung, welche vom Objekt bzw. dessen Oberfläche abgestrahlt wird, auch möglicherweise vorhandene reflektierte Strahlungsanteile! Ist z. B. ein warmer Körper in der Nähe, dessen Strahlung über das Messobjekt in die Kamera reflektiert wird, kann dies die Messung verfälschen. Reine Metalle haben einen ausgeprägten Spiegeleffekt im Gegensatz zu isolierten Teilen oder mattschwarzen Oberflächen. In Bild 8 ist das Spiegelbild des Thermographen zu sehen. Diese reflektierte Strahlung des Thermographen verfälscht die Messung und Interpretation. Glänzende Oberflächen – dazu zählen vor allem Metalloberflächen – lassen sich durch einen Anstrich mit matter (optimal = schwarz) Farbe oder Anbringen von mattem Isolierband) vorbereiten. Die thermischen Signaturen von z. B. schlechten Kontakten lassen sich jedoch auch auf den Thermoplast isolierten Leitern erkennen, denn thermische Energie fliesst immer von «heiss» (höheres Energielevel) zu «kalt» (tieferes Energielevel). Aufgrund dieser Grundlage kann die Interpretation des Temperaturverlaufs auf einem isolierten Leiter dazu dienen den Fehler an der nicht bzw. schlecht interpretierbaren metallischen Oberfläche zu identifizieren und bewerten.
Mit der Push-in-Anschlusstechnik von Phoenix Contact verdrahten Sie einfach und sicher Ihre gesamte Applikation. Durchgängig von der Feldverdrahtung bis zur Leistungs- und Steuerungsverdrahtung steht Ihnen ein komplettes Produktprogramm zur Verfügung. Ohne Werkzeug kontaktieren Sie einfach Sensoren und Aktoren, Reihenklemmen, Interface- und Automatisierungs-Komponenten. Push-in – das neue Steckerlebnis! Mehr Informationen unter Telefon 052 354 55 55 oder phoenixcontact.ch/push-in
Gebündelte Kabel Früher gab es einfach eine feste Regel bezüglich Querschnitt und Stromstärke. Heute muss berücksichtigt werden, ob das Kabel als Einzelkabel installiert ist oder ob es in einem Verband z. B. in ei-
IC 09-14.000.L1.2014 © PHOENIX CONTACT 2013
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Hotspot in einer Abzweigdose.
(Quelle Benutzerhandbuch Flir B)
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Richtige Einstellung des Messfelds: Ein zu grosses Messfeld führt zu falschen Werten.
nem Kabelkanal liegt. Wie sich eine Bündelung auswirkt, zeigt Bild 9. Bei den Schraubanschlüssen ist keine Überhitzung der Kabel festzustellen, hingegen im Bündel schon. Diese Aufnahme zeigt, wie berechtigt die Stromreduzierung beim Zusammenlegen von mehreren Kabeln in einem Kanal ist. Die Temperatur steigt hier um rund 5 °C im Bündel gegenüber dem Einzelleiter. Störfaktoren bei Thermographie-Bildern Es gibt ein paar markante Störfaktoren bei Thermographie-Messungen, die es noch speziell zu beachten gilt. Sollen die Messungen wirklich genaue Resultate liefern und nicht nur relative, spielen diese Störfaktoren sogar eine entscheidende Rolle. Wind: Im Innern von Gebäuden lässt sich Wind wohl in den meisten Fällen ausschliessen, zumal dieser erst ab einer Windgeschwindigkeit von 1 m/s berücksichtigt wird. Sollte in einem
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(Quelle Fluke)
Gebäude Zugluft von mehr als 1 m/s herrschen, dürfte dies ausserhalb des Normalen sein. Es kann aber doch einmal der Fall eintreten, dass man ausser-
halb des Gebäudes bei Wind etwas messen muss, beispielsweise bei Hochspannungsanlagen im Freien. Tabelle 1 zeigt den notwendigen Korrekturfaktor für Messungen bei Wind. Schnee, Regen: Diese haben je nach Stärke einen gewaltig kühlenden Effekt auf das Material. Und bei starkem Regen oder Schnee wird auch die Infrarotstrahlung gehindert. Kurz: Bei Regen und Schnee kann man keine aussagekräftigen Thermographie-Messungen erstellen. Abstand zum Objekt: Der Abstand zum Objekt muss korrekt gewählt werden. Bei grossen Abständen resultiert eine grosse Messzone. Bei einem kleinen Hotspot, der nicht die ganze Messzone ausfüllt, resultieren Fehlmessungen. Immer so nahe ans Objekt gehen als möglich. Kameratemperatur: Die Kamera sollte aufgewärmt und an die Raumtemperatur angepasst sein. Kommt man also mit einer kalten Kamera von aussen in einen Raum, kann sich auf der Linse Kondenswasser bilden, dies führt natürlich zu Fehlmessungen. Emissionsgrad: Ein idealer schwarzer Körper hat den Emissionsgrad 1, dieser existiert jedoch nur in der Theorie. Bei einer solchen Oberfläche würden keine Reflexionen auftreten. In der Realität hat man es jedoch mit Emissionsfaktoren ‹ 1 zu tun, was bei einigen Oberflächenarten zu grossen Anteilen von Reflexionen führt Tabelle 2 zeigt Emissionswerte einiger Materialien. Wird also ein Material erfasst, dessen Emissionswert deutlich unterschiedlich zu einem schwarzen Körper ist, muss der entsprechende Emissionsgrad und auch die resultierende Hintergrundstrahlung (der Anteil der reflektierten Strahlung auf der entspre-
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Spiegelbild des Thermographen unterhalb Messpunkt P1 (41,6 °C) und Kollege rechts im sichtbaren Bild auf Schiene. (Quelle Fluke)
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Internationale Fachmesse und Kongress Düsseldorf, 11. – 13.03.2014
Einfluss der Bündelung auf die Temperatur der Kabel. (Quelle Benutzerhandbuch Flir B)
chenden Oberfläche) im Gerät eingegeben werden. Bei Kupfer, das Wind m/s Korrekturfaktor ja in der Elektrotech1 1 nik sehr häufig einge2 1,36 setzt wird, kann man 3 1,64 ohne Berücksichtigung 4 1,86 des Emissionswerts to5 2,06 tal falsch messen. Wie 6 2,23 bereits im Abschnitt «Fehlmessungen durch Reflexionen» erwähnt, ist eine wirksame und praktikable Lösung das Anbringen von Farbe oder Isolierband (wenn mögliche schwarz, matt).
Tab. 1: Korrekturfaktor Wind
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Fazit Die Temperaturmessung von Oberflächen über die berührungslose Thermographie hat die vorbeugende Instandhaltung von Elektroanlagen verbessert. Mögliche Betriebsausfälle durch Überhitzungen oder gar Brände lassen sich wirksam vermeiden, weil sich anbahnende Überhitzungen in der Elektroinstallation, bei Apparaten oder Motoren schon frühzeitig noch in ungefährlichem Zustand zu erkennen geben. Bei konsequenter Anwendung lässt sich in einem Betrieb mit der Thermographie Geld sparen, indem nämlich vor Ausfall der Komponenten bereits eine Reparatur, Instandsetzung oder ein Auswechseln erfolgt, vorausgesetzt das notwendige Fachwissen ist vorhanden. ■
Tab. 2: Emissionswerte bezugnehmend auf die Wellenlänge von 8 bis 14 μm Material
Emissionsgrad
Aluminium, poliert Beton Chrom, poliert Eisen, Blech, feuerverzinkt, blank Glas Gummi Kupfer, handelsüblich blank Lack, schwarz, glänzend Messing, matt, angelaufen Messing, poliert Papier, schwarz, matt Papier, weiss Wasser
0,05 0,54 0,10 0,23 0,85 0,93 0,07 0,87 0,97 0,22 0,03 0,90 0,98
Keyplayer der Branche treffen auf hochqualifiziertes Fachpublikum – seien Sie dabei. Literatur Flir Publ. No. T559387 Rev. A382 – German (DE) – August 14, 2009 Thermografie Verband Schweiz Statuten Diverse Unterlagen von Fluke
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Highlight
Neue Fluke Wärmebildkameras mit Autofokussystem
Scharfe Bilder mit Lasersharp-System Transmetra stellt die neuen Fluke-Wärmebildkameras Ti200, Ti300 und Ti400 mit hoher Genauigkeit zur Inspektion von Elektroanlagen und Messungen an Gebäuden vor. Die neuen Wärmebildkameras verfügen über das Autofokus-System LaserSharp™, das mit einem Laser die Stellen hervorhebt, auf die sich die Kamera millimetergenau fokussieren soll. Die robusten Wärmebildkameras Ti200, Ti300 und Ti400 von Fluke lassen sich mit dem Fluke CNX Wireless-System verbinden, um LiveMessungen von bis zu fünf Wireless-Modulen (z. B. Wechselstrom bis 2500 A oder Spannungsmodule) auf ihren Bildschirmen ansehen zu können und die Daten direkt in das Infrarotbild zu integrieren. Diese Möglichkeit ist
wichtig bei einer Infrarotanalyse von Verteil- und Anschlusskästen, Gebäudeverteiler, Versorgungsgruppen oder elektrischen Anschlüssen von Trafos oder Maschinenanlagen. Denn die erste Frage wird immer sein: 1. Wie viel Strom fliesst? 2. Wie ist die Anlage belastet (ist sie z. B. erst auf Stand-by, Mittel- oder auf Volllast)?
Wärmebildkamera Ti200, Ti300 und Ti400, ausgerüstet mit dem Autofokus-System LaserSharp für jederzeit scharfe Bilder.
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Diese Fakten werden zwingend benötigt, um eine reelle Beurteilung der Situation zu erstellen. Steuerung über WLAN Die Wärmebildkameras sind wirelessfähig, um die Sicht- und IR-Bilder von der Kamera direkt auf PCs, iPads oder iPhones drahtlos zu übertragen. Damit lassen sich zusätzliche Bildoptimierungen und Analysen durchführen und professionelle Berichte erstellen. So kann man die Informationen weiterleiten, ohne erst zurück ins Büro fahren zu müssen, um Berichte zu schreiben und diese an Kunden oder ans Management zu schicken. Software SmartView Über die SmartView Mobile App können Anwender die Genehmigung für zusätzlich nötige Arbeit oder weitere Schritte ohne Umwege einholen, was die Effizienz und Wirtschaftlichkeit steigert. Und anders als andere Apps ist SmartView Mobile sowohl für iPhone als auch iPad optimiert, wodurch die Produktivität unabhängig vom Gerät gesteigert wird. Die Wärmebildkameras sind Bluetooth-fähig und verfügen über GPS-Standortermittlung und -Aufzeichnung, Videoübertragung, HDMIAusgang und einen robusten kapazitiven Touchscreen für schnelle Navigation durch Menüs, Fotokommentierungssystem IR-PhotoNotes™ und wechselbare Akkus mit Ladestatusanzeige. Die TI400 ermöglicht Hochtemperaturmessungen bis zu 1200 °C ohne Zusatzlinse.
Transmetra GmbH 8255 Schlattingen Tel. 052 624 86 26 info@transmetra.ch www.transmetra.ch
Leitfähigkeit von Schutzleiter PE und Schutz-Potenzialausgleich PA
Das Prüfen der Durchgängigkeit von Schutzleitern PE und Potenzialausgleichsleitern PA trägt sehr viel zur Sicherheit in elektrischen Niederspannungsanlagen bei. Eine grosse Dichte an geprüften Schutz- und Potenzial-Ausgleichsleitern garantiert einen kleinen Übergangswiderstand. Deshalb sind PE- und PA-Verbindungen zu prüfen. Dabei ist wichtig, dass die EN 61557-4 bei der Messung eingehalten wird.
Highlight
Prüfen und messen von PE und PA • • • •
automatische Umpolung eine Taste für alle Funktionen akustischer und optischer Alarm über 10 000 Kontrollen mit vier Stück AA-Batterien • Kabellänge: 30 Meter • Input «AUX» zur Schutzleiterüberprüfung von Elektrogeräten.
Zur Prüfung der Durchgängigkeit von PE- und PA-Leitern sind die Bestimmungen in Teil 6 der NIN festgehalten: • EN 610102 definiert grundsätzliche Anforderungen an die Messeinrichtungen, welche die Sicherheit der Benutzer gewährleisten. • EN-Reihe 615573 legt Messabläufe sowie die Messgenauigkeit fest. • EN 61557-4 befasst sich mit den Messeinrichtungen – egal was für eine Messtechnik zum Einsatz gelangt, die Leistungs- und Sicherheitsmerkmale sind einzuhalten. Schleifenimpedanz, PE und PA Die Prüfung der Durchgängigkeit aller Schutz- und Potenzialausgleichsleiter ersetzt nie das Einhalten der geforderten Abschaltzeiten. Die Ermittlung des Kurzschlussstromes über die Erfassung der Schleifenimpedanz ist in jedem Endstromkreis zwingend. Deshalb genügt die Prüfung der Durchgängigkeit der Schutz- und Potenzialausgleichsleiter. Die Normen definieren keinen maximalen Widerstandswert für Schutzleiterverbindungen. Im Mess- und Prüfprotokoll reicht ein Eintrag: geprüft! Mess- und Prüfeinrichtungen Für das Prüfen der Durchgängigkeit oder das Messen von Widerständen von PE- und PA-Leitern gibt es verschiedene Mess- und Prüfgeräte. Dabei sind nicht alle am Markt angebotenen Geräte zugelassen. Prüfeinrichtungen, welche die minimalen Anforderungen
Wheel-e mit Anzeige des Übergangswiderstands in Ohm.
gemäss EN 61557-4 erfüllen, sind einfache Messgeräte. «Hybrid»-Durchgangsprüfer Der «Hybrid»-Durchgangsprüfer Wheel-e mit Kabelrolle erfüllt die EN 610102 und EN 61557-4. Das Gerät zeigt dabei den Widerstand in « » an und ist sehr handlich: Messbereich: 0,0…20,0 (0,01 Auflösung) • Alarm-Limit 1 • Messstrom: 200 mADC
Fazit Im Sinne der Sicherheit von Personen, Tieren und Sachen ist die konsequente Prüfung der Durchgängigkeit von Schutz- und Potenzialausgleichsleitern unerlässlich. Mit dem Wheel-e gelingt dies auf einfachste Weise. Recom Electronic AG 8832 Wollerau Tel. 044 787 10 00 www.recom.ch info@recom.ch
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Wasser- und Rauchschäden oder einfach zu alt
Ersetzen oder weiterbetreiben? Bei der Erneuerung von elektrischen Installationen wird bald einmal die Frage gestellt, ob Schaltgerätekombinationen oder einzelne Betriebsmittel wie Leitungsschutzschalter, Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD), Schaltschützen usw. weiter verwendbar sind oder ob Sicherheitsüberlegungen zur Auswechslung führen. Rico De Boni Grundsätzliche Überlegungen Die Schaltgerätekombinationen und die eingebauten Betriebsmittel sehen noch wie neu aus, also lassen sich diese doch weiter betreiben (Bild 1)? Und die alte Schaltgerätekombination hat doch ihre Aufgabe immer klaglos erfüllt, also warum ersetzen? Oder es wird umgebaut oder ein Ereignis zwingt zum Handeln; sollen jetzt alle alten Geräte ersetzt werden oder lassen sich Teile davon noch weiterverwenden?
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Noch fast neu und doch veraltet.
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Die heutige normkonforme Installation benötigt zusätzliche FehlerstromSchutzeinrichtungen. Das erfordert häufig auch eine neue Schaltgerätekombination. Das Weiterverwenden von einfachen Betriebsmitteln ist aber nicht immer wirtschaftlich. Der Ausbau und auch die Aufbereitung kosten Zeit. In vielen Fällen sind neue, einfache Teile bereits günstiger als eine Aufbereitung. Zudem ist ein Parallelbetrieb alt/neu nicht möglich. Ausser der reinen Kostenfrage sind aber zusätzliche Überlegungen notwendig. Ist das Betriebsmit-
tel für die Sicherheit zuständig, haben diese für den Wiedergebrauch strengere Kriterien zu erfüllen als bei einem reinen Schaltgerät. Es ist ein Unterschied ob ein sicherheitsrelevantes Bauteil oder ein Teil einer Wechselsprechanlage wiederverwendet werden. Fehlende Konformität Für Leitungsschutzschalter (LS/MCD) und Fehlerstrom-Schutzschalter (RCD) wurden in den letzten Jahren die Produktnormen angepasst. Die älteren Typen der Leitungsschutzschalter L/V/Z weisen eine veraltete Charakteristik auf. Diese entsprachen den vor 20 Jahren typisch verwendeten Verbrauchsmitteln. Das zeigt bereits die Bezeichnung L für «Licht». Vorrangig waren es Glühlampen und Leuchtstofflampen mit konventionellen Vorschaltgeräten. Neue Leuchtmittel funktionieren fast durchwegs mit elektronischen Bauteilen. Das erforderte neue Auslösekurven. Auch sind neue Leitungsschutzschalter für die Schaltung grösserer Kurzschlussströme gebaut. Auch beim RCD haben sich die Bedingungen verändert. Stromkreise werden häufig mit nichtsinusförmigen Strömen betrieben. Das aber überfordert alte FI-Schutzschalter. Die Kontrolle vor Ort kann solche Details messtechnisch nicht erfassen. Bleiben diese Sicherheitselemente eingebaut, werden die Sicherheitsanliegen der Benützer mit neuen Einrichtungsteilen nicht vollständig erfüllt (Bild 2). Wird die SGK ohne Änderung belassen, so kann der Betrieb grundsätzlich gemäss den Normen weitergeführt werden. Neue Normen gelten nicht rückwirkend. Mit nicht mehr normkonformen Produkten kann aber kein Neuaufbau oder eine Abänderung der Verteilung erfolgen, die Konformität zu den heutigen Normen ist nicht gewährleistet. Eine Konformitätserklärung ist eine Bestätigung, dass das Produkt, in
Alterung des Materials Jedes eingesetzte Betriebsmittel unterliegt einem Alterungsprozess. Dieser kann dazu führen, dass die Teile ermüden und die ursprünglichen typischen Werte nicht mehr gewährleisten. Das kann die Auslösung selbst betreffen, diese kann sich beispielsweise verzögern. Aber auch ein unvermutetes Auslösen ist möglich. Auch das Kontaktsystem ist vom Alterungsprozess erfasst und das sichere Abschalten bei sehr hohen Strömen ist dann nicht mehr sichergestellt. Die Lebensdauer ist natürlich von vielen Faktoren abhängig (Bild 3). So wird ein im Wohnungsbau eingesetztes Betriebsmittel um einiges länger funktionieren als dauernd hochbelastete Teile in Industrie, Büro und Gewerbe. Die Lebensdauer wird mehr von der Betriebszeit als von den Schaltzyklen bestimmt. Herstellerangaben zur Lebensdauer von LS oder RCD enthalten immer so viele Schaltspiele, die bei normalem Einsatz für hundert Jahre genügen.
Mittwoch, 14. Mai 2014 Donnerstag, 15. Mai 2014
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diesem Falle die neue Schaltgerätekombination, den gültigen Normen entspricht.
2 Neue Produktenormen.
Unter Wasser Wassergeschädigte elektrotechnische Anlagen und Geräte bergen im Falle der Wiedereinschaltung eine Gefahr für Menschen, Nutztiere und Sachwerte. Nur Produkte ab einem Schutzgrad von IP67 sind konstruktiv gegen Hochwasser geschützt. Niederspannungs-
schaltgeräte bieten lediglich Berührungsschutz, aber kaum Schutz vor Feuchtigkeit. Das trifft auch auf Schaltgerätekombinationen im Haus und andere elektrische Ausrüstungen in den meisten Anwendungsfällen zu. In speziellen Fällen kann auch einmal ein Gehäuse der Schutzart IP54 eingesetzt
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worden sein. Gegen Überflutung bietet auch dies keinen ausreichenden Schutz. Schaltgerätekombinationen und alle Betriebsmittel sollen darum nach einer Überflutung konsequent ausgewechselt werden (Bild 4). Nach Abfliessen des Wassers, selbst bei Grundwasser, bringt die hervorgerufene Korrosion und der verbleibende Schmutz und die Schwebeteile wie Kalk usw. in den Geräten keine Sicherheit der Anlagen mehr. Punktgeschweisste Verbindungen im Innern können nach kurzer Zeit korrodieren. Auch wenn die Anlage im ersten Moment noch funktioniert, kann in einigen Wochen bei einem Kurzschluss oder einer Überlast der Kontakt festgeklebt sein und so die Anlage überlastet werden. Über die Folgen werden dann sicher unangenehme Fragen gestellt. Auch die Klemmen sind im Innern verschmutzt und es ist nicht abzuschätzen, wie aggressiv sich das zukünftig auswirkt. Eine Reinigung oder Reparatur ist nicht möglich. Auch bei Klemmen scheint nach der Flut alles zu funktionieren, doch eine einsetzende Korrosion kann später die Funktion nicht mehr garantieren. Das gilt für alle Schutz- und Schaltgeräte unabhängig vom Hersteller (Quelle: Merkblatt ZVEI). Für Rauchschäden gelten grundsätzlich die gleichen Regeln.
Viele Faktoren beeinflussen die Lebensdauer.
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Prüfungen sollen es richten Selbstverständlich geben Prüfungen einen Überblick über den Sicherheitszustand. Zu bedenken sind aber: • Eine Isolationsmessung gibt kein Resultat, was das Innere von Schaltgeräten betrifft. • Es kann nicht geprüft werden, ob die in den Sicherheitsnormen festgelegten Anforderungen bei den Betriebsmitteln bezüglich Abschaltleistung noch erfüllt sind. • Bei einer nicht den Bestimmungen entsprechenden Beanspruchung sind die Hersteller von ihrer Gewährleistungspflicht entbunden. Fazit Der Fachmann muss anhand aller Kriterien die Entscheidung treffen. Er trägt letztlich die vollständige Verantwortung. Bei Wasser- und Rauchschäden sind elektrische Geräte und auch Klemmen betroffen und es ist ratsam, diese zu ersetzen. Bei einer grösseren Renovation ist zu empfehlen, beispielsweise alte RCD und LS gegen neue zu tauschen, weil alte Geräte nicht normkonform sind. ■ Alles muss ersetzt werden!
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(Quelle: elektropraktiker ep)
Laser-Entfernungsmessgerät mit Bluetooth
Highlight
Zollstock war gestern Laser-Entfernungsmessgeräte sorgen nicht nur im Bau- und Immobilienbereich für exakte Bemassungen. Auch im industriellen Umfeld werden sie immer wieder benötigt, beispielsweise im Anlagenbau oder bei der Planung von Versorgungsleitungen. Für solche professionellen Einsatzzwecke hat reichelt elektronik sein Angebot um das Laser-Entfernungsmessgerät CEM ILDM-150 erweitert. Eine Besonderheit des Geräts ist die integrierte Bluetooth-Schnittstelle, mittels derer sich schnell und einfach Augmented Reality-Darstellungen generieren lassen. Mit seiner sehr hohen Auflösung und einer Reichweite von bis zu 70 m ist das CEM ILDM-150 sowohl in der Messgenauigkeit als auch in der Reichweite für professionelle Messungen ausgelegt. Anwendungsbereiche sind beispielsweise die Gebäudetechnik, der Anlagenbau, die Montage und Inbetriebnahme neuer oder versetzter Maschinen oder die Planung von Förderanlagen. Das Entfernungsmessgerät erfasst einen Messbereich von 0,05 bis 70 m bei einer Grundgenauigkeit von ± 1,5 mm und ermöglicht Winkelmessungen bis zu ± 65 Grad. Komfortfunktionen wie z. B. Neigungssensor, Flächen-, indirekte Höhen- und Volumenberechnung, Additions- und Subtraktionsfunktionen sowie eine Speicherfunktion für bis zu 20 Datensätze ermöglichen Ergebnisse schon direkt nach der Messung. Für die genaue Positionierung von Maschinenfundamenten, eine ideale Platzierung der Fördertechnik und die Längen- und damit Materialermittlung der zugehörigen Versorgungsleitungen ist eine exakte Vermassung Grundvoraussetzung. Dies ist mit professionellen Laser-Entfernungsmessgeräten wie dem CEM ILDM-150 einfach, präzise und schnell erledigt. Augmented Reality bei der Entfernungsmessung Eine Besonderheit des CEM ILDM150 ist die integrierte Bluetooth-Schnittstelle. Diese ermöglicht die Kommunikation und Fernsteuerung des Geräts mit Tablets oder Smartphones. Mit der Gratis-App «Meterbox iLDM» für Android oder iOS können von den Kame-
ras der mobilen Geräte Fotoaufnahmen der Messobjekte gemacht und mit den visualisierten Messergebnissen des Entfernungsmessers zu Augmented RealityDarstellungen kombiniert werden. Die fertigen Bilder können dann per Bluetooth oder E-Mail beispielsweise in eine iCloud gesendet, getwittert oder auf Facebook veröffentlicht werden. Durch die Kombination der digitalen Messdaten mit Realbildern können dann Planungsdaten sowie Absicherungsmethoden effizient mit realen Geometrien abgeglichen werden. Neben der exakten Vermassung in der Planungs- und Einrichtungsphase sind die Augmented Reality-Möglichkeiten der Kombination CEM ILDM150 mit Smartphone oder Tablet auch für die Dokumentation, das Qualitätsmanagement oder die Planung von Flucht- und Transportwegen hilfreich. Auch für Projektpräsentationen und -visualisierungen in der Planungsphase lässt sich das Werkzeug sehr sinnvoll einsetzen. Komfortabel und robust Das 160 g leichte Gerät bringt die zahlreichen Funktionen und das beleuchtete Mehrzeilendisplay in einem kompakten nur 135 x 53 x 30 mm grossen Gehäuse mit Schutzart IP54 unter. Ein ausklappbarer Endanschlag, das Stativgewinde sowie eine integrierte Wasserwaage erleichtern die korrekte Positionierung des robusten Geräts. Neben Einzelmessungen mit anschliessender Addition/Substraktion, Flächen- oder Volumenberechnungen sind mit dem CEM ILDM-150 auch
Mit dem professionellen Laser-Entfernungsmessgerät CEM ILDM-150 hat reichelt elektronik sein Angebot dieser hochpräzisen Entfernungsmesser erweitert.
Dauermessungen bzw. Trackings möglich. Dabei wird der Laser über das Messobjekt bewegt und alle 0,5 s ein neuer Messwert erfasst. Mit dieser Betriebsart kann sehr einfach die Einhaltung von Massen kontrolliert und die Übertragung in Baupläne erleichtert werden. Auch indirekte Messungen wie z. B. für Höhenmessungen mit zwei oder drei Messpunkten errechnet das Gerät automatisch. Als einer der grössten europäischen Online-Distributoren für Elektronik und IT-Technik bietet reichelt elektronik mehr als 45 000 Produkte mit einem sehr guten Preis-Leistungs-Verhältnis bei höchster Verfügbarkeit und kürzester Lieferzeit. reichelt elektronik GmbH & Co. KG DE-26452 Sande Tel. +49 4422 955-333 www.reichelt-elektronik.ch
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Installations- & Gebäudetechnik
Seit Mai 2009 ist der eBKP-H auf dem Markt und als Norm gültig
eBKP-H auch in der Elektrobranche Seit 2009 steht Bauherren, Planern und Unternehmern der Baukostenplan Hochbau eBKP-H (SN 506 011) als Hilfsmittel bei der Abwicklung von Bauprojekten zur Verfügung. Er erlaubt in allen Planungsphasen eine transparente Kostenplanung. Der eBKP-H wird auch für die Elektrobranche zum Thema und bereits bei einzelnen Grossprojekten eingesetzt. Ausgangslage Der neue Baukostenplan für den Hochbau (eBKP-H) baut im Wesentlichen auf zwei Grundlagen auf: 1. etablierte Standards aus dem Baukostenplan BKP 2001 2. Elementkostengliederung EKG aus dem Jahr 1995. Er verbindet also in der Kostenplanung Element und Leistung und erlaubt es somit, Projekte über den gesamten Projektverlauf zu gliedern und dem Wissensstand der jeweiligen Detaillierungsstufe entsprechend durchgängig zu beschreiben. Zudem ist der Baukostenplan Hochbau ein offener Standard, der über die Kostenplanung hinaus neue Sichtweisen auf das Bauprojekt zulässt, wie beispielsweise Nut-
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zungskosten, Lebenszyklus, Energie und Ökobilanzierung. Der Baukostenplan Hochbau stellt ein Arbeitsmittel dar, dessen Gliederung vor allem in der Kostenplanung und Ausschreibung sowie bei Werkverträgen und Abrechnungen Anwendung findet. Darüber hinaus dient er als Basis für Auswertungen. Beim Einsatz des eBKP-H sind zu beachten: • Der Baukostenplan Hochbau ist keine Projektstruktur oder Anlagegliederung. • Die Objekttypisierung erfolgt nicht im Baukostenplan Hochbau, sondern wird mit der Objektarten-Gliederung (OGL) vorgenommen. • Der Baukostenplan Hochbau macht keine Aussagen zu Arbeitsgattungen und Leistungspositionen. • Der Baukostenplan Hochbau dient nicht der Leistungsbeschreibung. • Der Baukostenplan Hochbau liefert keine Nutzungskostengliederung. Um die Anwendung des neuen eBKP-H zu erleichtern und erläutern, hat der CRB eigens ein sogenanntes Anwenderhandbuch herausgebracht.
Ausschnitt aus Hauptgruppen im eBKP-H.
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Zweck des Anwenderhandbuchs Das Anwenderhandbuch ist als Nachschlagewerk zur Norm SN 506 511 Baukos-
tenplan Hochbau konzipiert und zusammen mit der Norm zu verwenden. Wo es einem besseren Verständnis dient, illustrieren grafische Darstellungen Bezugsgrössen- bzw. Kostendefinitionen zu den Kostengruppen. Das Anwenderhandbuch liefert keine Erläuterungen zu Verfahren und Methoden der Kostenplanung, wie sie beispielsweise im CRB-Schulungsbuch «Baukostenplanung: Theorie und Anwendung» zu finden sind. Aufbau des neuen eBKP-H Die Kostendefinitionen der Norm SN 506 511 Baukostenplan Hochbau ordnen sich grundsätzlich dem Ziel der relevanten Kennwertbildung unter, wie es auch bestimmend für die Definition der Bezugsgrössen ist. Darüber hinaus folgt die Reihenfolge der genannten Hauptgruppen dem Planungs- und Bauablauf, wie er beispielsweise in der Ordnung SIA 112 Leistungsmodell beschrieben ist. Zudem nimmt der Baukostenplan Hochbau auch Bezug auf das SIA-Normenwerk, falls dies möglich ist. Hierarchischer Aufbau Die unterste Ebene der hierarchisch aufgebauten Kostengliederung des Baukostenplans Hochbau ist die Elementebene bzw. Teilelementebene. Die Summe aller Teilelement- bzw. Elementkosten einer Elementgruppe ergibt immer den Kostenbetrag der jeweiligen übergeordneten Kostengruppe. Diese Hierarchie bzw. Summierbarkeit der untergeordneten Kostengruppen setzt sich bis zur Hauptgruppenebene fort (Bild 1). Für jede Position kann im Anwenderhandbuch nachgelesenen werden, was, wie, wo nun genau einzurechnen bzw. auszuschreiben ist (Bild 2). Wo sind Elektroanlagen? Nicht mehr zu finden sind: 23 – Elektroanlagen, wie diese seit Jahrzenten
Routinierten Anwendern fällt wenig Geändertes auf. Die Begriffe sind neu definiert und die BKP-Nummern wurden geändert. Auf den ersten Blick unschön ist die Verschiebung der Gebäudeautomation in Position D 2. Bei genauer Betrachtung ist die Zusammenlegung allerdings sinnvoll. So sind alle benötigten Unterpositionen, wie Feldgeräte, SGK, Leitsystem usw. zusammengefasst. Dies war früher nicht so. Weil die Gebäudeautomation an Bedeutung gewinnt, findet der MSRLPlaner «seine» Positionen zusammengefasst und die Gebäudeautomation kann als Ganzes kostenmässig einfach erfasst und überwacht werden. Etwas weniger «schön» ist die Verschiebung der nachfolgenden Positionen ins D 3 Sicherheitsanlagen:
erste Version wurde bereits in der neuen Broschüre «Ausmassregeln» abgedruckt und ist auch auf der Homepage des VSEI abgelegt. Dabei ist ein Vergleich zwischen der BKP-Position im BKP 2001 und derjenigen aus dem eBKP-H ersichtlich. Diese hilft auch bei einer allfälligen Übersetzung bzw. auf der Suche nach dem jeweiligen «Gegenstück». Die Firma Steiger, als Anbieter einer eigenen Kalkulationslösung für die Deutschschweiz, hat den eBKP-H ebenfalls mit entsprechenden Erweiterungen versehen. Ent2 standen sind zwei verschiedene Versionen. Diese beiden Versionen werden nun von einer angepassten und abgeglichenen Version abgelöst. Diese soll 2014 erscheinen, und zwar unter der Bezeichnung «Baukostenplan Elektro 2014». «Verlorene Leitplanke» Teilweise haben Planer und Unternehmer mit dem neuen eBKP-H die bewährte Leitplanke in ihren Projekten verloren. So hat es verschiedenste Unternehmen, die beispielsweise ihre Ablage-
Nein, die Entwicklungspartner (Softwarehäuser) entwickeln zeitgleich mit CRB und haben die erweiterten Applikationen bereit. Die Umsetzung ist allerdings im Elektrobereich noch nicht überall erfolgt. Was passiert mit dem BKP 2001? Der BKP 2001 ist hervorragend eingeführt und behält bis auf Weiteres Gültigkeit als Norm. Vorerst wird er von CRB jedoch nicht weitergepflegt. Der Elektrounternehmer hat ohne Vorgabe
Beispiel Beschrieb für D 1.1 Apparate, Anlage Starkstrom.
der Projektleitung freie Hand, den BKP 2001 einzusetzen.
3 Ausschnitt: Beispiel Gebäudeautomation.
• D 3.1 Einbruchmeldeanlage, Überfallmeldeanlage • D 3.2 Zutrittskontrollanlage • D 3.3 Videoüberwachungsanlage • D 3.4 Perimeterschutz, Umgebungsschutz. Den Technischen Brandschutz finden wir neu im D 4, was ein Umgewöhnen bedingt. Erweiterung VSEI Die vom BKP 2001 bekannten «Erweiterungen» des VSEI sind auch im neuen eBKP-H wieder vorhanden. Die
systeme entsprechend dem BKP 2001 standardisiert und gar in ihrem QMSystem abgelegt haben. Störender ist der Verlust von vorhandenen Kennzahlen bezüglich des BKP 2001. Diese sind über Jahre entstanden und müssen nun komplett neu erarbeitet werden. Häufig gestellte Fragen Was geschieht mit dem NPK? Der NPK ist ein bewährtes Hilfsmittel zur Ausschreibung von Leistungen und bleibt selbstverständlich erhalten. Ist eine neue Anwendersoftware für den Einsatz des eBKP-H nötig?
Fazit In welchem Mass sich der neue eBKP-H durchsetzen wird, ist offen. Bis heute sind nur sehr wenige Projekte mit diesem neuen Instrument erstellt worden oder sind noch im Bau. Dabei handelt es sich ausschliesslich um Grossprojekte, in denen klassische Kostenplaner für die Kostenkontrolle verantwortlich sind. In diesem Zusammenhang sind auch einzelne Elektroingenieurbüros involviert. Gleiches gilt natürlich für die ausführenden Elektrounternehmer. Das Arbeiten mit dem eBKP-H ist nicht grundsätzlich anders, nur klassische Bezeichnung, seit Jahrzenten bekannt, sind verschwunden. Die Elektrobranche wird sich noch lange an das «ehrwürdige 23 – Elektroanlagen» erinnern. Es ist aber sinnvoll, wenn sich die Branche mit dem neuen BKP auseinandersetzt. Irgendwann wird dieser Standard. Unterlagen können beim CRB bezogen werden. ■
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bekannt sind. Die Elektroanlagen sind im eBKP-H unter «D – Technik Gebäude» und dort wiederum unter «D 1 – Elektroanlage» zu finden. In der Norm wurden ähnlich wie beim BKP 2001 nur wenige Positionen festgelegt: • D 1.1 Apparate, Anlage Starkstrom • D 1.2 Installation Starkstrom • D 1.3 Leuchte • D 1.4 Elektrogerät • D 1.5 Apparate, Anlage Schwachstrom • D 1.6 Installation Schwachstrom.
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Stichprobenkontrollen von elektrischen Niederspannungsinstallationen
Wichtiges Instrument zu mehr Sicherheit Mittels Stichprobenkontrollen stellen die Netzbetreiberinnen, und in gesetzlich definierten Fällen das Eidgenössische Starkstrominspektorat ESTI, die sorgfältige Arbeitsweise der Elektroinstallateure sowie der unabhängigen Kontrollorgane und der akkreditierten Inspektionsstellen sicher. Dario Marty * Mit dem Sicherheitsnachweis nach Art. 37 der Verordnung über elektrische Niederspannungsinstallationen (NIV; SR 734.27) bescheinigt der Elektroinstallateur bzw. das unabhängige Kontrollorgan oder die akkreditierte Inspektionsstelle, dass eine elektrische Installation den grundlegenden Anforderungen an die Sicherheit und zur Vermeidung von Störungen (Art. 3 und 4 NIV) entspricht. In der Praxis hält jedoch nicht jeder Nachweis, was er verspricht. Art. 33 Abs. 2 Satz 1 NIV verpflichtet daher die Netzbetreiberinnen, die Sicherheitsnachweise stichprobenweise auf ihre Richtigkeit zu prüfen und gegebenenfalls die erforderlichen Massnahmen zur Mängelbehebung anzuordnen. Handelt es sich um elektrische Installationen mit besonderem Gefährdungspotenzial (Spezialinstallationen) oder um Installationen, die von Inhabern einer eingeschränkten Installationsbewilligung erstellt, geändert oder instand gestellt worden sind, so überwacht das ESTI aufgrund von Art. 34 Abs. 3 Satz 1 NIV den Eingang der Sicherheitsnachweise und prüft diese stichprobenweise auf ihre Richtigkeit. Ausserdem kontrollieren die Netzbetreiberinnen und das ESTI nach Art. 39 Abs. 1 NIV elektrische Installationen mit Stichproben und wenn Grund zur Annahme besteht, dass sie dieser Ver-
* Geschäftsführer, Eidgenössisches Starkstrominspektorat ESTI, 8320 Fehraltorf, Tel. 044 956 12 12, info@esti.admin.ch www.esti.admin.ch
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ordnung nicht entsprechen. Sie können hierfür andere Kontrollorgane beiziehen. Zur Klarstellung vorweg: Jeder Sicherheitsnachweis, der bei Netzbetreiberinnen oder beim ESTI eingeht, muss auf seine Vollständigkeit hin überprüft werden. Art. 37 Abs. 1 NIV definiert, welche Angaben der Sicherheitsnachweis mindestens enthalten muss. Gemäss Art. 38 NIV weisen die Netzbetreiberinnen unvollständige oder offensichtlich unrichtige Sicherheitsnachweise zurück und ordnen die notwendigen Massnahmen an. Sie können zusätzliche Angaben und die Vorlage der technischen Unterlagen der Installation, insbesondere das Mess- und Prüfprotokoll, verlangen. Diese Bestimmung gilt für das ESTI analog. Es wird daran erinnert, dass die technische Beurteilung von eingegangenen Sicherheitsnachweisen Personen vorbehalten ist, die mindestens kontrollberechtigt sind (vgl. Art. 30 NIV). Überprüfung und Stichproben vor Ort Im Gegensatz zur Vollständigkeitsprüfung des Sicherheitsnachweises, die üblicherweise am Schreibtisch stattfindet, beinhaltet die Stichprobenkontrolle stets eine Überprüfung der elektrischen Installation vor Ort. Sie bezweckt, die sorgfältige Arbeitsweise der Elektroinstallateure sowie der unabhängigen Kontrollorgane und der akkreditierten Inspektionsstellen sicherzustellen. Wer Stichprobenkontrollen durchführt, muss kontrollberechtigt sein. Damit der erwähnte Zweck erreicht wird, definieren die Netzbetreiberinnen
und das ESTI in ihrem Zuständigkeitsbereich ein Stichprobenprogramm, das folgende Punkte beinhaltet: Die Anzahl und den Umfang der Stichprobenkontrollen, die Kriterien für die zu überwachenden Elektroinstallateure und Kontrollorgane sowie die Art der zu kontrollierenden elektrischen Installationen. Die Anzahl bzw. der Prozentsatz der Stichprobenkontrollen muss anhand der jeweiligen lokalen Verhältnisse festgelegt werden. Insgesamt müssen so viele Kontrollen gemacht werden, dass daraus ein Überblick über die Einhaltung der massgeblichen Vorschriften gewonnen werden kann. In der Praxis hat es sich gezeigt, dass dies der Fall ist, wenn durchschnittlich zwischen fünf und zehn Prozent der eingereichten Sicherheitsnachweise einer Stichprobenkontrolle unterzogen werden. Das ESTI überprüft im Rahmen der regelmässigen Inspektionen von Netzbetreiberinnen auch, ob diese genügend Stichprobenkontrollen durchführen. Im Einzelfall ist die Stichprobenkontrolle so vorzunehmen, dass eine verbindliche Aussage über die Richtigkeit des überprüften Sicherheitsnachweises gemacht werden kann. Dazu muss nicht zwingend jede Position eines Nachweises kontrolliert werden. Die Netzbetreiberinnen und das ESTI verfügen diesbezüglich über ein gewisses Ermessen. Im Rahmen einer vollständigen Stichprobenkontrolle wird geprüft: • Allgemeiner Zustand der elektrischen Installation (Sichtkontrolle) • Hausanschluss, Aussenkasten, Bezügerüberstromunterbrecher, Endstromkreis • Schutzmassnahmen, Schutzorgane • Licht-, Steckdosen- und Apparateinstallationen • Verbraucher, Apparate • Messungen gemäss Ziffer 6 der Niederspannungs-Installations-Norm NIN
Kontrollbericht, Mängelbehebung, Kosten Über jede Stichprobenkontrolle wird ein Bericht zuhanden des Eigentümers der elektrischen Installation erstellt. Bezüglich festgestellter Mängel und deren Behebung gilt: Mängel, die Per-
sonen oder Sachen gefährden können, müssen unverzüglich behoben werden. Besteht eine unmittelbare und erhebliche Gefahr, unterbricht das Kontrollorgan die Stromzufuhr zum personenoder sachgefährdenden Installationsteil sofort. Die Netzbetreiberinnen (oder das ESTI) setzen für die Behebung von Mängeln, die bei Stichprobenkontrollen festgestellt werden, eine angemessene Frist. Werden innerhalb dieser Frist die Mängel nicht behoben, so übergibt die Netzbetreiberin die Durchsetzung dem Inspektorat (vgl. Art. 40 NIV). Die Kosten der Stichprobenkontrollen sind vom Eigentümer der elektrischen Installation zu tragen, wenn Mängel an der Installation festgestellt werden. Ist die Installation mängelfrei, so geht die Stichprobenkontrolle zu Lasten derjenigen Stelle, welche sie angeordnet hat (Art. 39 Abs. 2 NIV). Gemäss Art. 39 Abs. 1 NIV können die Netzbetreiberinnen (und das ESTI) für Stichprobenkontrollen «andere Kontrollorgane» beiziehen. In der Praxis lässt es das Inspektorat nunmehr auch zu, dass unabhängige Kontrollorgane und akkreditierte Inspektionsstellen durch Netzbetreiberinnen für Stichprobenkontrollen beigezogen werden, die gleichzeitig in deren Netzgebiet privatrechtliche Kontrollen (Schlusskontrollen nach Art. 24 Abs. 2 NIV im Auftrag eines Elektroinstallateurs, Abnahmekontrollen gemäss Art. 35 Abs. 3 NIV oder periodische Kontrollen nach Art. 36 NIV in Verbindung mit dem Anhang NIV) durchführen. Voraussetzung ist aber, dass das beigezogene Kontrollorgan keine Objekte (stichprobenweise) kontrolliert, die es bereits im Rahmen einer privatrechtlichen Kontrolle überprüft hat. Ausserdem verlangt das ESTI, dass die Netzbetreiberin auch in Objekten, in welchen das beigezogene Kontrollorgan eine privatrechtliche Kontrolle gemacht hat, Stichprobenkontrollen durchführt. Fazit Stichprobenkontrollen, obwohl nicht bei allen Eigentümern von elektrischen Installationen beliebt, sind ein wichtiges Instrument im Dienst der Sicherheit. Sie stellen die sorgfältige Arbeitsweise der Elektroinstallateure sowie der unabhängigen Kontrollorgane und der akkreditierten Inspektionsstellen sicher. ■
Installations- & Gebäudetechnik
In diesem Zusammenhang ist auch festzuhalten, dass die Verantwortung für die Richtigkeit des Sicherheitsnachweises beim Aussteller des Dokuments liegt. Dieser kann und darf sich nicht darauf verlassen, dass allfällige Fehler durch die Netzbetreiberin bzw. das ESTI entdeckt werden. Zudem sollen in erster Linie Sicherheitsnachweise von Elektroinstallateuren und Kontrollorganen stichprobenweise überprüft werden, deren Arbeitsweise nicht bekannt ist, die noch nie im Netzgebiet tätig waren (das gilt auch für Elektroinstallationsbetriebe mit Sitz im Ausland), oder deren Tätigkeit früher einmal zu Beanstandungen Anlass gegeben hat. Zudem sollen die Stichprobenkontrollen möglichst das gesamte Spektrum der in einem Netzgebiet vorhandenen Installationen abdecken (Installationen mit Kontrollperioden von 1, 5, 10 und 20 Jahren; Neuinstallationen und Änderungen bestehender Installationen; periodische Kontrollen und Abnahmekontrollen). Schliesslich sei nicht verschwiegen, dass Stichprobenkontrollen nicht von allen Eigentümern einer elektrischen Installation gleichermassen akzeptiert werden. Dem kann entgegengewirkt werden, indem die Netzbetreiberinnen die Stichprobenkontrolle mit einer Werkkontrolle verbinden. Nach Art. 39 Absatz 1 NIV kontrollieren die Netzbetreiberinnen und das ESTI elektrische Installationen auch, wenn Grund zur Annahme besteht, dass sie der NIV nicht entsprechen. Solche Gründe sind insbesondere: • Unfälle, Brände oder andere Schadenfälle, die ihre Ursache möglicherweise in der elektrischen Installation haben • Anzeigen von Dritten • Hinweise von Eigentümern, Mietern oder anderen Nutzern • «Verdächtige» Sicherheitsnachweise (z. B. falsche oder unrealistische Messwerte, Nachweise mit formellen Mängeln) • Die elektrische Installation wurde ohne die dafür notwendige Bewilligung erstellt, geändert, instand gestellt oder kontrolliert • Unregelmässigkeiten im Netzbetrieb
planen koordinieren
Blitzschutzsysteme begutachten kontrollieren Konzepte nach SN EN 62305 und SEV 4022 sowie Lösungen für: Bauspezifische Vorgaben Photovoltaikanlagen Potenzialausgleich Überspannungsschutz Ausführungsbegleitung
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Viel Know-how steckt hinter Flachkabeln
Woertz-Flachkabel: konstante Qualität Jedermann kennt sie: Flachkabel sind clever und hocheffizient. Doch die Entwicklung dahinter war komplex und aufwendig. Zur Erzielung immer gleicher, optimaler elektrischer Parameter müssen zahlreiche Faktoren bei der Produktion exakt eingehalten werden. Eine Eigenschaft ragt dabei besonders hervor, die Piercing-Kontaktstellen. Diese sind der Übergang vom Flachkabel zur Anschlussdose auf andere Kabel.
Dr. Tamas Onodi, Woertz AG Die Kontakte sind besondere Stellen der elektrischen Stromkreise. Vor allem bei der Verkabelung in Installationssystemen bestimmen sie massgebend die Güte und die Lebensdauer der Gesamtanlage. Ausser bei gewaltsamen äusseren Einwirkungen oder Isolationsfehlern fällt eine solche Anlage selten aus. Mögliche Schwachstellen in der Praxis
Bei der Energieverteilung in Gebäuden oder Anlagen entstehen unzählige Kontaktstellen an Kabelverzweigungen. Dabei erfolgt die Stromübergabe zwischen den einzelnen Leitungen mittels verschiedenster Technik. Eine besonders zeitsparende Lösung stellt die abisolierfreie Piercing-Kontaktierung dar (Bild 1). Hinter der simplen Technik verbergen sie komplexe physikalische Vorgänge, damit langfristig unter widrigen Umge-
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Woertz-Flachkabel mit zu 100 Prozent geprüfter Kontaktierung.
sind sehr oft die Kontaktstellen zwischen den einzelnen Elementen. Neben dem Ausfall der Energieversorgung können die Folgeschäden, meistens entstanden durch Feuer, ein Vielfaches an Kosten verursachen. Berichte der Feuerwehr geben häufig schlechte Kontakte als Ursache von Feuer in Gebäuden an.
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bungsbedingungen kleinste Übergangswiderstände auftreten. Aufbau Piercing-Technik Das Prinzip der abisolierfreien Kontaktierung ist grundsätzlich sehr einfach: Ein scharfes, spitzförmiges Metall-Kontaktelement durchbohrt die Kabelisolation und dringt in die Kupferlitze ein.
So entsteht eine Metall-Metall-Kontaktstelle. Unterschiedlich ausgeführte Kontaktelemente erzeugen verschieden grosse Kontaktflächen und dadurch höhere oder niedrigere Kontaktwiderstände. Um das Phänomen Piercing-Kontaktierung in der Praxis anwenden zu können, sind eine Reihe von Anforderungen wichtig: • Übergangswiderstand klein, damit auch Spannungsabfall und Temperaturerhöhung gering bleiben • Keine Beeinträchtigung der Isolationsgüte durch das Piercing • Konstante Kontakteigenschaften, d. h. keine Oxidation • Lange Lebensdauer Beim Flachkabel von Woertz sind die einzelnen Adern parallel geführt. Die Reihenfolge ist vorbestimmt und immer die gleiche. Das von Woertz im Hinblick auf die Piercing-Technologie entwickelte System zeichnet sich durch funktionsgenaue Eigenschaften und Präzision der einzelnen Komponenten, wie Kabel, Dosen, Anschlussstecker, aber auch auf die raffinierte Abstimmung dieser Teile aufeinander und im Rahmen eines modularen Gesamtsystems aus. Die Spitze der Kontaktschrauben durchbohrt die Isolation und dringt in die Kupferlitze (Ader) ein. Sie sind in einem Metallblock, an dem auch die Abzweigadern mittels weiterer Schrauben kontaktiert werden. Das Eindringen der Piercing-Schrauben in die Kupferlitzen innerhalb des Flachkabels verursacht keine Querschnittverringerung, der Strom in Längsrichtung fliesst ungehindert weiter. Flachkabel: Teil der Kontaktierung Es ist leicht zu erkennen, dass das Flachkabel eine wesentliche Rolle für die Kontaktgüte spielt. Der Übergangswiderstand ist abhängig von der Geometrie der Schraube und dem Aufbau der Kabelader (Bild 2). Wenige Drähte
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Kontaktierung infolge Positionierung.
Leiterkontaktierung: Kontaktwiderstand abhängig von Anpressdruck.
in der Litze führen zu wenigen Kontaktpunkten und folglich auch zu weniger Kontaktfläche. Gröbere Drähte sind steifer und umschlingen die Schraubenfläche weniger eng. Der Übergangswiderstand besteht grundsätzlich aus zwei Teilen: • Widerstandserhöhung infolge verminderter Querschnitte, • Zusatzwiderstand an der Übergangsstelle wegen Fremdschichten. Aus den bisherigen Ausführungen ist ersichtlich, dass die Kontaktfläche von dem Kabelaufbau, nämlich der Anzahl von Einzeldrähten abhängig ist. Der Übergangswiderstand ist aber bekanntlich auch stark von dem Anpressdruck
Je kürzer der Schlag (Verdrehung Litzen), desto grösser die Kontaktfläche.
abhängig. Der Anpressdruck zwischen den Kontaktteilen entsteht beim Eindringen der Schraube in die Kupferlitze. Die Schraube drückt die Einzeldrähte auseinander und als Reaktion entsteht eine entgegenwirkende Kraft. Die Kupferlitze ist im Kabel verseilt. Je nach Schlaglänge (volle Umdrehung) ist die Litze steifer oder flexibler. Je kürzer der Schlag, desto grösser die Kraft der Schraube auf die Drähte (Bild 3). Kabel-Präzision entscheidend Im Idealfall trifft die Schraube die Litze in der Mitte. Wird die Litze nicht genau
mit der Schraubenmitte übereinstimmend geführt, ändern sich die Verhältnisse grundlegend (Bild 4). Die Litze wird nicht so sehr auseinander, sondern mehr auf die Seite gedrückt. Die Geometrie der Kontaktflächen und der Widerstand ändern sich grundlegend. Eine weitere, für den Anpressdruck entscheidende Kraft, ist der Druck durch die Deformation der Isoliermaterialien. Diese Deformation drückt auch die Litzen gegen die Schraube. Eigenschaften Isolation Ein weiterer Einflussfaktor ist die Qualität der Leiteroberflächen. Sind diese verschmutzt oder oxidiert, verursacht dies höhere Kontaktwiderstände, somit erwärmt sich das Material zusätzlich. Je
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für die Qualität ist die Kontinuität der Fa-brikation. Hierzu gehört die lückenlose Kontrolle des gesamten Produktionsprozesses. Dabei gilt insbesondere für die Anforderung, die garantierten Kontaktwerte zu 100 Prozent zu erfüllen. Fabrikation der Flachkabel Um die engen Toleranzen zu garantieren, müssen Materialien in immer gleicher Qualität verwendet werden. Es kommen deshalb nur Materialien von Herstellern in Frage, die ISO 9001 zertifiziert sind und die Eigenschaften der gelieferten Materialien nicht nur garantieren, sondern auch mit Messprotokollen belegen. Trotzdem wird in einer Eingangskontrolle zusätzlich über Strichproben die Qualität sichergestellt. Ganz heikel sind die Litzen. Sowohl der Aufbau als auch die Oberflächenbeschaffenheit dürfen nur in ganz engen Toleranzen variieren. Für die eigentliche Produktion des Flachkabels ist die absolut identische Seilspannung bei allen Adern ganz wichtig. Mit speziellen Einrichtungen wird die Zugspannung, unabhängig von der Litzenmenge auf der Rolle, konstant gehalten. Ist dies nicht der Fall, werden die verdrillten Litzen durch die Zugkraft mehr oder
5 Anpressdruck in Abhängigkeit der Temperatur.
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Kriechstromwege über Dose und Kabelmantel.
nach Isoliermaterial ist dessen Härte und Flexibilität stärker von der Temperatur abhängig (Bild 5). Gibt die Isolation bei höherer Temperatur stärker nach, verringert sich der Druck auf die Kontaktschraube und damit steigt der Übergangswiderstand. Durch das Durchbohren der Isolation entsteht ein Kriechstromweg von Kabelader zu Kabelader über den Kabelmantel (Bild 6). Die Kabelmaterialien sollten über entsprechende Kriechstromfestigkeit verfügen. Da sie in dieser Anordnung Teil der Abzweigvorrichtung sind, muss die Sicherheit dementsprechend gewährleistet sein. Entwicklung aufwendig Bei der Entwicklung dieser Kontaktstellen hat Woertz und der damalige Partner, Dätwyler AG, jahrelange Forschungs- und Entwicklungsarbeit ge-
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leistet. Es ging darum, Konstruktion, Materialien und Technologie aufeinander abzustimmen. Hunderte von Versuchen waren nötig, um die manchmal gegenseitig wirkenden Einflussfaktoren zu erfassen und bei der Fabrikation zu berücksichtigen. Dieses Know-how sieht man den Produkten von aussen nicht an. Mehr als 20 Jahre Betriebserfahrung zeigen, dass sich die Kabelkonstruktion mit allen Materialien in der Praxis bewährt hat. Die richtige Konstruktion wird durch die Typenprüfung an einer gefertigten Länge kontrolliert, diese trifft aber keine Aussage über die Kontinuität der Qualität. Es ist eine Herausforderung, hundertkilometerweise Flachkabel zu produzieren und dabei an jeder beliebigen Stelle die Anforderungen mit hundertprozentiger Sicherheit zu erfüllen. Entscheidend
Kontaktänderung infolge verschiedener Seilspannungen.
weniger zusammengeschnürt. Es ergeben sich damit verschieden kompakte, verdichtete Litzen. Dies hat zur Folge, dass beim Einschrauben der Kontaktspitzen verschiedene Kräfte entstehen und als Resultat wird der Übergangswiderstand an den Kontaktstellen nicht gleich sein. Durch das Ziehen der verdrillten Litzen, werden diese im Quer-
schnitt verdichtet und gleichzeitig auch etwas länger. Natürlich muss dieser Vorgang bei allen Litzen exakt identisch sein, sonst bilden sich Querverwerfungen. Dies führt dazu, dass die einzelnen Adern nicht genau parallel verlaufen. Die Kontaktierung findet dann an diesen Stellen nicht in der Mitte der Litze statt (Bild 7). Das Resultat zeigt sich in einem erhöhten Kontaktwiderstand.
Energieeffizienz
Spritzvorgang der Isolation Bei der Extrusion wird das thermoplastische Material aufgewärmt, geschmolzen, homogenisiert und auf die Adern gespritzt. Die Form der Ader oder des Kabels wird nicht nur durch das hochpräzise Werkzeug bestimmt, sondern auch von der Temperatur, dem Druck und der Homogenität des Materials. Diese Parameter wer-
Akustik Infra Garde 360 AP Akustik
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Infra Garde 200 UP Akustik
Ausmessung der Geometrie mittels Laser.
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den bei der Extrusion an mehreren Stellen der Anlage erfasst und geregelt (Bild 8). Durch die anschliessende Abkühlung bei bestimmten Temperaturstufen, wird das Material wieder fest und erreicht die endgültigen Masse. Aussenmasse werden gleich nach der ersten Abkühlungsstufe kontinuierlich über Laser überwacht. Die weiteren Prüfungen auf allen Prozessschritten zu 100 Prozent betreffen mehr die für die einwandfreie Kontaktierung benötigten Eigenschaften (Bild 9). Alle Masse der gefertigten Kabel (an
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Prüfung der Kontaktierung über 300 Zyklen bei jeder Kabel-Charge.
beiden Enden) werden durch Präzisionsmessungen, mittels Videoaufnahmen und Bewertungen an mehreren Tausend Messpunkten überprüft und mit den Angaben verglichen. Von jeder gefertigten Kabellänge werden Muster für die Kontaktierung genommen und mit Anschlussdosen versehen (Bild 10). An diesen Teilen wird eine aufwendige zyklische Belastungsprüfung vorgenommen. Die Kon-
taktstellen werden weit über die garantierten, nominalen Strombelastungswerte zyklisch belastet. Dabei werden die Temperaturen und die Spannungsabfallwerte überwacht. Die Mindestprüfdauer beträgt 300 Zyklen. Während dieser Zeit darf keiner der Kontaktstellen Spannungswerte ausserhalb der Toleranzen aufweisen. Erst nach dieser Prüfung wird das Kabel für die Kunden freigegeben.
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Anschlussdosen Die Anschlussdosen sind Erfindungen und Konstruktionen der Woertz AG. Der Anschluss ist immer die Verbindung von zwei aufeinander angepassten Teilen: Der Flachkabelkontaktierung und dem abgehenden Kabelanschluss. Nur zusammen bilden sie eine funktionierende Einheit. Für den Installateur ist wichtig, dass die Dosen einfach und absolut sicher montiert werden können. Zudem lässt sich eine Anschlussdose auch entfernen. Die Stellen im Flachkabel, wo die Piercing-Schrauben die Isolation durchdrangen, werden durch eine Isolation abgedeckt. Viel wichtiger für den Planer, Installateur und Endkunden ist aber die Eigenschaft, dass sich jederzeit eine neue Anschlussdose montieren lässt. Bei der Projektierung heutiger Bauten weiss der Planer der Elektroinstallation oftmals gar nicht, wo überall im Raum Anschlüsse für Geräte oder Anlagen gebraucht werden. Bei solchen Installationen spielt die Flachkabeltechnik ihr ganzes Potenzial aus: Flexibel und jederzeit erweiterbar. Fazit Das Flachkabelsystem von Woertz hat die Installation revolutioniert. Bauherren, Planer und Installateure profitieren von der Effizienz und Einfachheit dieses Systems. Hinter dem simpel aussehenden Produkt steckt eine langjährige Entwicklungsgeschichte, Know-how und ein ausgeklügelter technischer Produktionsprozess. Es sind nicht nur Dosen und Kabel nach Normanforderungen, sondern es handelt sich um ein aufeinander abgestimmtes System mit einer Reihe von weiteren, dazu notwendigen Eigenschaften. ■
Gebäudeautomation mit NOXnet von Innoxel und RTI INTELLIGENTE GEBÄUDEAUTOMATION MIT NOXnet VON INNOXEL
Touch . . . mehr als 1000 Taster Mit den frei gestaltbaren Touchscreens von RTI lässt sich das Gebäudeautomationssystem NOXnet von Innoxel einfach und bequem bedienen: Licht, Stimmungen, Storen, Einzelraumregulierung, IP-Kameras und anderes mehr. Zusammen mit den Produkten von RTI wird aber auch die Bedienung von Multiroom-Anlagen und Heimkinos zum Genuss. Mit einem Touchpanel lässt sich in erster Linie die Bedienung eines Gebäudeautomationssystems vereinfachen. Wenn das Touchpanel in TFT-Qualität mit 800 × 480 Pixel daherkommt und sich dessen Bedienoberfläche frei gestalten lässt, gibt es aber auch ästhetisch etwas her – und macht einfach Spass. Mit Fotos oder Grundrissen hinterlegte Bedienseiten verstehen auch Besucher auf Anhieb. Von der «Küche» ins «Wohnzimmer» wechselt man – wie beim
Der Elektroinstallateur, der Fachhändler oder Innoxel programmiert die gewünschte Bedienoberfläche mit der Drag-and-drop-Software von RTI. Die Integration in NOXnet erfolgt wie gewohnt mit der kostenlosen Konfigurationssoftware «Innoxel Setup». Ein Touchpanel wird normalerweise ins vollwertige Gebäudeautomationssystem NOXnet von Innoxel eingebunden. RTI-Produkte funktionieren aber zusammen mit Aktoren von Innoxel auch als Stand-AloneLösung: Wenn die Bedienung von Multimedia im Vordergrund steht und wenn gleichzeitig nur Licht und Storen und eine Leinwand gesteuert werden sollen, bietet Innoxel so eine günstige und steckerfertige Lösung an. Ideal also für HeimInnoxel Touchpanel RTI KX7: Auf dem 7-Zoll-Touchscreen (17,8 cm) kinos, einen Saal oder ist viel Platz für individuelle Darstellungen. Konferenzraum. «Bilder sagen mehr als Smartphone – mit einer Wischbewe- tausend Worte» oder eben: «1 Touchpanel macht mehr als 1000 Taster». Auf gung. Bilder von IP-Kameras lassen sich www.innoxel.ch zeigt ein Video, was alauch dann anzeigen, wenn gerade das les möglich ist. Und dort erfährt man Heimkino bedient wird oder wenn die auch, wie sich NOXnet übers SmartWerte der Wetterstation oder die Wet- phone bedienen lässt. tervorhersage betrachtet werden. In den einzelnen Räumen sind keine Temperatursensoren mehr sichtbar, die INNOXEL System AG sind im Lichttaster untergebracht. Auf 3661 Uetendorf dem Touchpanel lassen sich die Ist- Tel. 033 345 28 00 Temperaturen aller Räume übersicht- info@innoxel.ch lich ablesen und die Sollwerte anpassen. www.innoxel.ch
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Dynamisches Management von Blindleistung und Wirkleistung bei der Überbauung «Eich» in Frenkendorf.
Moderne Wechselrichter erleichtern die Einspeisung von Solarstrom-Spitzen
Dynamische Regelung der Blindleistung Bei der Einspeisung von Solarstrom muss das Netz die nötige Leitungskapazität aufweisen. Es braucht also eine Übereinstimmung der in Photovoltaik-Anlagen erzeugten Leistung mit dem Versorgungskabel. Bei der Wohnüberbauung «Eich» in Frenkendorf BL wurde die kostengünstigste Variante jedoch statt im Leitungsersatz in einer dynamischen Regelung von Blind- und Wirkleistung gefunden.
Jürg Wellstein * Die Umsetzung der Energiestrategie 2050 des Bundes basiert auf vielen Anlagen, die dezentral Strom ins Netz einspeisen. Dazu zählen schon heute und in Zukunft noch stärker unterschiedli-
* Jürg Wellstein ist Fachjournalist SFJ.
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che Photovoltaik-Installationen, welche durch Hauseigentümer, Genossenschaften, Firmen und Energieunternehmen erstellt werden. Neben den Diskussionen um die Kostendeckende Einspeisevergütung (KEV) spielen auch die technischen Konsequenzen für das Stromnetz eine zentrale Rolle. Dies sowie mögliche Lösungen wurden am Ineltec-Forum 2013 vorgestellt.
Während kleine Photovoltaik-Anlagen auf einem Dach eines Einfamilienhauses keine wesentlichen Auswirkungen auf das lokale Stromnetz und dessen Stabilität haben, ist die Situation bei grösseren Installationen oder Gruppierungen von Einzelanlagen anders. Das öffentliche Stromnetz – auf der Basis von Wechselstrom – ist so gebaut, dass neben der nutzbaren Wirkleistung stets auch Blindleistung übertragen werden muss. Es handelt sich dabei um Energie, die man zum Aufbau von elektrischen oder magnetischen Feldern benötigt bzw. im Netzbetrieb für die Spannungshaltung einsetzt. Die Blindleistung bewegt sich zwischen Stromerzeugern und Verbrauchern (z. B. elektrischen Maschinen). Sie verbraucht sich nicht und kann auch keine Arbeit leisten; sie pendelt einfach hin und her.
Wechselrichter sind für Blindleistung eingerichtet Neben der Anpassung von Leitungen, Generatoren und Transformatoren wird diese Blindleistungsbedingung auch mit
Photovoltaik
Blindleistung wird von allen im Netz angeschlossenen Komponenten beansprucht, sogar von den Übertragungsleitungen. Sie wird durch die bei Wechselstrom entstehende Phasenverschiebung bestimmt und kann so in zwei Richtungen erfolgen. Falls Spulen oder Drosseln vorhanden sind (z. B. bei Motoren und Transformatoren) entsteht eine induktive Verschiebung, bei Kondensatoren eine kapazitive Verschiebung. Blindleistung ist jedoch bei Privatund Kleinverbrauchern mit vorwiegender Wärmenutzung klein und muss deshalb nicht zusätzlich eingeplant werden. Bei grösseren Erzeugern und Verbrauchern müssen jedoch die Leitungen für die resultierende Scheinleistung (Wirkleistung plus Blindleistung) einen angemessenen, vergrösserten Querschnitt aufweisen, damit die darin auftretende Erwärmung in Grenzen gehalten werden kann und die Netzstabilität gewährleistet wird.
Dominik Müller, René Senn (KNX Swiss), Beat Andrist und Marco Savia diskutierten Einspeiselösungen am Ineltec-Forum.
einer in den Aggregaten integrierten Kompensation erfüllt. Die Leitungen können so von zu hoher Blindleistungsbelastung befreit werden bzw. die entsprechend notwendige Blindleistung liefern. Weil bei der Netzeinspeisung von grösseren Photovoltaik-Anlagen auch die Blindleistung berücksichtigt werden muss, sind die Wechselrichter heute mit einer Kompensationseinrichtung ausgestattet. Auf diese Weise leis-
ten sie einen wichtigen Beitrag zum Netzmanagement und damit zur Qualität der Stromversorgung. Am Ineltec-Forum präsentierten Dominik Müller, Solvatec AG, und Beat Andrist, EBL, die für die Wohnüberbauung «Eich» in Frenkendorf (BL) vorgesehene Lösung. Insgesamt 34 Solarstromanlagen wurden im Jahr 2012 auf den Reiheneinfamilienhäusern in Betrieb genommen. Diese von den je-
10. / 11. April 2014 «Swiss Tech Convention Center» EPFL Lausanne
12. Nationale Photovoltaik-Tagung
Das Gipfeltreffen der Photovoltaikbranche beleuchtet die politischen Rahmenbedingungen für einen raschen Ausbau der Photovoltaik, dessen Auswirkungen auf Markt und Netze sowie die Technik mit Fokus auf dezentrale Lösungen. Besuchen Sie eine der ersten Veranstaltungen im neuen «Swiss Tech Convention Center» der EPFL Lausanne, mit einer Fassade aus Farbstoff-Solarzellen. Informationen und Anmeldung: www.swissolar.ch/pv-tagung-2014
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Photovoltaik
weiligen Hausbesitzenden angemeldeten Einzelanlagen konnten mit den typengleichen Komponenten ausgestattet werden. Einerseits dienen die Anlagen zur Eigenversorgung, anderseits auch für die Netzeinspeisung. Nun produzieren sie auf einer Fläche von insgesamt 1334 m2 jährlich rund 140 000 Kilowattstunden Solarstrom.
1) Konventioneller Ausbau der Versorgungsleitung mit grösserem Querschnitt; Kosten 150 000 Franken 2) Stromspeicherung durch den regeltechnischen Einbezug aller vorhandener Einzelboiler; Kosten CHF 425 000 3) Grosser Akku-Speicher für die gesamte Überbauung;
SolarMax-Wechselrichter eignen sich aufgrund ihrer Schaltungstopologie gut für das Einspeisemanagement. (Bild: Sputnik Engineering AG)
Nach der Montage von CIS-Dünnschichtmodulen auf insgesamt 21 Pultdächern, erteilte der Energieversorger EBL keine weiteren Anschlussbewilligungen – die Netzstabilität wäre fortan nicht mehr gewährleistet gewesen. Die entsprechende Versorgungsleitung konnte nur 120 kW aufnehmen bzw. 75 kVA sind als Limite für die Stromerzeugung vorgesehen. Damit erreichte diese PV-Anlage ihre Einspeiseleistungsgrenze. Der mögliche weitere Ausbau auf bis zu 48 Dächer – in der Annahme, dass die vorhandene Anschlussleitung verstärkt würde – schien zunächst in Gefahr. Als zwischenzeitlicher Kompromiss einigte man sich im Bedarfsfall auf eine Leistungsbegrenzung beim Wechselrichter von 60 %. Dies entspricht einer jährlichen Produktionsverminderung (kWh/a) von ca. 6 % gegenüber unlimitierten Anlagen. Wirtschaftlicher Vergleich der Varianten Alle involvierten Partner suchten nun mögliche Optionen und berechneten deren Investitions- und absehbare Betriebskosten für folgende technologischen Varianten:
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Kosten CHF 530 000 (Speicher mit 120 kWh zu CHF 4400 pro kWh) 4) Optimierte Regelung der Blindleistungskompensation und Wirkleistungsbegrenzung (verminderte Zahl an Spannungsbegrenzungen); Kosten CHF 100 000. Die vierte Variante – das optimierte, dynamische Management von Blindleistung und Wirkleistung – wurde aufgrund der tiefsten Kosten bei Investition und Betrieb sowie einer technologisch sinnvollen Lösung gewählt. Mit dem weiteren Ausbau sollen die notwendigen mess- und steuerungstechnischen Komponenten implementiert werden. Damit lassen sich die vorhandenen Wechselrichter mit ihrer bereits integrierten Blindleistungskompensationseinrichtung je nach Bedarf für induktive oder kapazitive Blindleistung steuern. Die vorhandenen Leitungen können so mehr Energie übertragen und der Ausbau der Solarstromanlagen kann weiter umgesetzt werden. Langfristig betrachtet und im Hinblick auf den angestrebten Vollausbau mit Solardächern stellt dies eine optimale Lösung dar.
Die EBL diskutiert nun noch mit Swissgrid, ob statt der Unterstützung für einen konventionellen Leitungsausbau, also dem Ersatz mit einer grösseren Leitung, auch diese günstigere Variante unterstützt werden kann (Smarter als Kupfer). Lokale Speicherung als Pilotvorhaben Als weitere Option bietet die Speicherung im Haus von Dominik Müller in der «Eich» viel Flexibilität, indem ein Lastmanagement das Optimum von Erzeugung, Eigenverbrauch, Netzbezug und Speicherung anstreben kann. Der Speicher übernimmt die solaren Ertragsspitzen und gibt den Strom abends wieder ab. Die hohen Investitionskosten erlauben jedoch noch keinen breiten Einsatz. Das angestrebte Ziel, möglichst viel Solarstrom im Haus zu nutzen und gleichzeitig wenig einzuspeisen und zu beziehen (Autarkie von 70 – 80 %, sei zwar erreicht. Doch ist klar kennbar, dass die Speicherthematik für Solarstromproduzenten immer wichtiger wird. Die Investitionskosten von ca. CHF 25 000 (bei einer Speicherkapazität von 9 kWh ergeben sich CHF 2800 pro kWh) seien im Hinblick auf eine Lebensdauer von 20 Jahren relativ und entsprächen so nur ca. zwei Drittel der Kosten für einen Quartierspeicher (vgl. CHF 4400/kWh in Variante 3). Marco Savia, ABB Schweiz, erläuterte an der Forum-Veranstaltung den Schritt zum Smart-Gebäude. In Baden-Dättwil, einem von sieben Konzernforschungszentren, wurde ein Smart House mit effizienter Gebäudetechnik auf den derzeitigen Stand der Technik umgebaut und mit einem Messprogramm untersucht. Zwischen Stromerzeugung und Verbrauchsnetz wurde ein Gateway integriert. Beschattung, Beleuchtung, Raumtemperatur usw. würden nach Bedarf reguliert. Mit diesen Massnahmen konnte der Energieverbrauch um die Hälfte gesenkt werden, weitere Einsparungen seien mit gezieltem Lastabwurf realisierbar. Smarte Standardlösungen stellen sowohl in der energieeffizienten Gebäudeautomation als auch bei der Netzintegration von dezentralen Stromproduzenten einen notwendigen Entwicklungsschritt auf dem Weg der Energiewende dar.
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Alte Beleuchtung genügt lichttechnisch modernen Ansprüchen
Wenn nur schon der Name LED-Röhren als Ersatz für konventionelle Leuchtstofflampen im Behandlungsraum einer Zahnarztpraxis fällt, erheben Lichtspezialisten mahnend den Zeigefinger und sehen «schwarz» statt hell. In der Tat, es gab mehrere Anläufe, bis eine befriedigende Lösung gefunden werden konnte. Raymond Kleger
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Liegesitz
Fenster
Korpus
diese Investition selbst tragen müsste. Natürlich war ich mir bewusst, dass eine Zahnarztpraxis kein Bastelraum ist und hier sorgfältige Abklärungen notwendig sind, damit kein teurer Flop entsteht. Es geht um viele Lampen und für Zahnarztpraxen gelten normativ be-
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Einen Zahnarztbesuch empfinden die wenigsten Leute als schönes Erlebnis, eher unangenehm, und er kostet erst noch viel Geld. Bei meinem Zahnarzt sind in beiden Behandlungsräumen sechs FL-Armaturen an der Decke, bestückt mit je zwei Leuchtstofflampen von 120 cm Länge. Es besteht nur Blendschutz, wenn man in einem gewissen Winkel zur Decke schaut. Liegend auf dem Behandlungsstuhl, die Augen zur Decke gerichtet, schaut man direkt in die Röhren. Beim letzten Zahnarztbesuch fiel mir auf, dass die Leuchtstofflampen an den Enden teils dunkel waren – ein untrügliches Zeichen für hohes Alter. Die Beleuchtung ist 10 Stunden pro Tag an rund 250 Tagen im Jahr in Betrieb. Die
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Licht & Leuchten
LED-Röhren in der Zahnarztpraxis
1 Gerät
4 Korpus Behandlungsraum 1 Messort Messorte zur Erfassung der Beleuchtungsstärke im Behandlungsraum.
Sehr bequemer Stuhl im Behandlungsraum des Zahnarztes – doch die wenigsten schätzen es, auf diesem zu sitzen oder zu liegen.
Vorschaltgeräte sind älteren Datums und arbeiten mit Glimmstartern, was in diesem Fall nicht lebensverkürzend wirkt, da die Röhren maximal zweimal pro Tag geschaltet werden. Nach der Behandlung, es war fortgeschrittener Sommer, bemerkte ich gegenüber dem Zahnarzt, die Zeit wäre doch reif für eine neue LED-Technik. Mein Zahnarzt ist aufgeschlossen gegenüber LED-Beleuchtungen und hat sich damit auch schon auseinandergesetzt. Er war deshalb bereit, eine Investition zu prüfen. Eine komplett neue, ästhetisch schöne Beleuchtung an der Decke würde pro Raum mit Installation 10 000 Franken kosten und ist ihm zu hoch, zumal er nur in Miete ist und
stimmte Minimalforderungen bezüglich der Beleuchtung. Theoretische Diskussionen bringen bei einer so speziellen Anwendung kaum etwas. Lichtplaner schlagen natürlich eine neue Anlage vor. Mich reizte diese Anwendung wegen ihrer Ausgefallenheit und um zu prüfen, ob in diesem Fall LED-Röhren befriedigen. Erste Abklärungen An einem Sommerabend nach 21 Uhr, um Fremdlicht von aussen auszuschliessen, haben wir gemeinsam in einem ersten Anlauf 4 LED-Röhren mit 4500 K (neutralweiss) von mir privat, in der Praxis gegen die alten Leuchtstoffröhren ersetzt. Die restlichen acht konven-
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Licht & Leuchten
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Behandlungsraum beim Zahnarzt mit unterschiedlichen Röhren in den Armaturen.
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tionellen Leuchtstoffröhren wurden deaktiviert. Der erste visuelle Eindruck war überzeugend. Die Beleuchtungsstärke-Messungen mit den LED-Röhren an vier verschiedenen Stellen im Raum (Bild 2) brachten deutlich bessere Ergebnisse verglichen gegenüber konventionellen Leuchtstofflampen. Ein Kontakt mit Prof. Dipl.-Ing. C. Claudius J. Hardt Jacobs von der University Bremen GmbH zeigte, dass für eine Zahnarztpraxis folgende Eigenschaften bei den LED-Röhren wichtig sind: 1. Farbtemperatur 6000 K 2. CRI über 90 3. Absoluter Amplitudenrückgang maximal 50 Prozent, damit kein Stroboskop-Effekt beim Hantieren mit den Maschinen entsteht Es zeigte sich schnell, dass keine der angefragten Firmen LED-Röhren anbieten konnte, die mit Garantie diese Eigenschaften erfüllen. Also haben wir im Behandlungszimmer selber Versuche angestellt. Wenn der Zahnarzt mit der Lupe auf der Brille arbeitet, dürfen keine Farbränder an den Kanten entstehen, denn diese stören ausserordentlich beim konzentrierten Hantieren mit dem Bohrer. Nach Aussagen des Zahnarztes hatte er schon solche Effekte und wollte diese unbedingt vermeiden. Sorgfältige Abklärungen beim Einsatz der ersten LED-Röhren zeigten keine Probleme in dieser Hinsicht. Grund könnte sein, dass LED-Röhren eher über ein kontinuierlicheres Farbspektrum verfügen als konventionelle Leuchtstofflampen. Als nächstes hat der Zahnarzt den Stroboskop-Effekt beim Hantieren mit den Maschinen geprüft. Im Normalfall arbeitet er mit der Mundleuchte, einem speziellen Scheinwerfer mit scharf begrenztem Ausleuchtungsfeld, bestückt mit einer Osram Xenophot Halogen 24 Volt/150 Watt. Das Arbeitsfeld ist extrem hell ausgeleuchtet. Dieser Scheinwerfer ist speziell auch dann in Betrieb, wenn es darum geht, die Farbe eines Stiefzahns über vergleichende Muster abzuklären. Trotzdem klärten wir bei ausgeschalteter Mundleuchte ab, ob ein Stroboskop-Effekt auftritt – es konnte keiner festgestellt werden. Der Amplitudenrückgang der LED-Röhren ist offensichtlich nicht so gross, dass ein Stroboskop-Effekt auftritt. Wenn die Elektronik in der LED-Röhre mit gepulstem LED-Strom (PWM) arbeitet, würde beim Einsatz nur einer Röhre garantiert ein Stroboskop-Effekt auftreten.
Definitiver Versuch Von Elbro und LEDtronic habe ich je 12 Muster-LED-Röhren erhalten, um vergleichende Messungen in einem voll auf LED-Technik umgerüsteten Behandlungsraum durchzuführen. Wie Bild 3 zeigt, wurde der Raum zuerst mit den konventionellen Leuchtstofflampen ausgemessen und über eine Profikamera (Canon 5d Mark II) ab Stativ fotografiert. Gleichzeitig wurde an vier verschiedenen Stellen im Raum die Beleuchtungsstärke gemessen. Damit kein Fremdlichteinfluss auftritt, wurden diese Messungen ebenfalls bei Nacht durchgeführt. Die LED-Röhren von Elbro mit 4500 K ohne Diffusor (312 LED hinter Klarglas direkt sichtbar) haben zwar eine enorme Helligkeit im Raum verbreitet, blendeten aber beim direkten Blick in die Röhren vom Behandlungsstuhl aus. Also hat sich der Zahnarzt für die
LED-Röhren von LEDtronic entschieden. Diese Röhren sind mit Diffusor ausgerüstet, blendeten deutlich weniger und wurden nach den Messungen gleich in den Armaturen belassen. Nach einigen Tagen meldete sich jedoch der Zahnarzt bei mir und meinte, die Röhren müssten wieder raus, weil das Licht farbstichig sei. Der CRI dieser Röhren, so zeigten Abklärungen, betrug 73. Die Röhren wurden gegen Versionen von Elbro mit Diffusor (4500 K) ausgetauscht. Jetzt war zwar kein Farbstich mehr auszumachen, aber man war im Team des Betriebs der Meinung, der Farbton sei zu warm. Weil bereits die LED-Röhren mit 4500 K ohne Diffusor für den Patienten, so er denn direkt in die Röhren schaut, blenden, dürfte sich dies mit LED-Röhren von 6000 K noch verschärfen. Elbro hat LED-Röhren von 6000 K nur ohne Diffusor im Angebot. Mein Vorschlag, hinter die Lamellen ein dünnes (milchiges) Plexiglas einzuschieben, hat der Zahnarzt sofort umgesetzt. Das Ergebnis überzeugte auf der ganzen Linie. Die LED-Röhren sind hinter dem diffusen Plexiglas kaum auszumachen, ja die ganze Plexiglasfläche scheint mit ziemlich konstanter
Leuchtdichte. Bei genauer Betrachtung des Plexiglases sind die Umrisse der Röhren schwach erkennbar, die einzelnen LED hingegen überhaupt nicht. Die LED-Röhren, die jetzt den Raum beleuchten, verfügen nur über einen CRI von 82. Die Haut von Patienten erscheint geringfügig bleicher, wird vom Praxispersonal und dem Zahnarzt selber aber als durchaus akzeptabel eingestuft. Durch das Plexiglas verschwindet der Blaustich etwas. Dies bedeutet, dass die Dämpfung des kurzwelligen Lichtes offensichtlich grösser ist als bei den langwelligeren Farben. Konkrete Messungen Die einzelnen Aufnahmen erfolgten ab Stativ mit einer Canon 5d Mark II mit immer exakt gleichen Kamera-Einstellungen. Die Fotoaufnahmen und auch die Beleuchtungsstärke-Messungen zeigen eindrückliche Ergebnisse (Tabelle 1). Interpretation der Messungen: 1. Die kleinste Beleuchtungsstärke weisen die konventionellen Leuchtstofflampen aus, obwohl sie über den grössten Lichtstrom verfügen. Dies zeigt deutlich, dass bei älteren Armaturen ein grosser Teil des erzeugten
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Aber es ist in diesem Fall ja nicht nur eine Röhre aktiv, sondern insgesamt 12. Die PWM der einzelnen LED-Röhren arbeiten nicht synchron und damit fällt die Summe des ausgestrahlten Lichtstroms selbst bei gepulstem LEDStrom nie unter 50 %.
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Lichtstroms den Weg nicht zur Leuchte hinaus findet. Immer dann, wenn ein Reflektor-Blech die Rückstrahlung der Leuchtstofflampe aus der Armatur lenken muss, funktioniert dies nur mit grossen Verlusten. 2. Die Bilder zeigen, dass an der rückwärtigen Wand oberhalb der Bilder ein recht harter Übergang mit Schattenbildung entsteht. Dieser Übergang verläuft beim letzten Bild, wo das diffus streuende Plexiglas im Einsatz steht, wesentlich milder. 3. Dieser Plexiglas-Diffusor absorbiert etwa die Hälfte des Lichtstroms, d. h. ohne dieses Plexiglas wäre die Beleuchtungsstärke an den vier Messorten fast doppelt so hoch. 4. Das Kaltweiss beim letzten Bild ist deutlich sichtbar. Für die Zahnarztpraxis ist dieser Farbton aber richtig und erwünscht. Das Foto scheint allerdings unheimlich blaustichig. Während des Tages, wenn auch noch Tageslicht in den Raum kommt, ist dieser Blaustich nicht zu erkennen. 5. Die Blendung von einer liegenden Person auf dem Behandlungsstuhl ist beim Einsatz des diffusen Plexiglases
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viel geringer, als wenn die Röhren in der Armatur sichtbar sind. Und natürlich ist die Blendung am grössten bei LED-Röhren mit Klarglas. Bei den LED-Röhren von Elbro sind zwar 312 LED in einer 120 cm langen Röhre im Einsatz, bei anderen Herstellern sind es keine 50 LED. Deshalb können diese Hersteller auch kaum LED-Röhren ohne Diffusor anbieten, die Blendung wäre extrem hoch. Beim Betrachten von Bild 3 zeigt sich, dass die alten Leuchtstofflampen ein ziemlich identisches Licht im Raum verbreiteten wie die jetzigen LED-Röhren. Mit den LED-Röhren werden in den Ecken des Raumes mehr als 500 Lux, im Patientenbereich gar mehr als die geforderten 1000 Lux erreicht. Der CRI der LED-Röhren erfüllt allerdings nicht den geforderten Wert von 90. Nach Auskunft des Zahnarztes ist die Farbwiedergabe aber durchaus genügend. Das diffuse Plexiglas bewirkt keine negativen Farbveränderungen. Bild 4 zeigt schliesslich eine Aufnahme von unten an die Decke. Die Kamera verfügt für jede Aufnahme über dieselben Einstellungen. Der unterschiedliche Farbton ist von blossem Auge eher ausgeprägter auszumachen. Die Blendung zeigt die Aufnahme nur ungenügend, sie ist nämlich bei den LED-Röhren ohne Diffusor viel schärfer als das Bild zeigt. Nebenbei bemerkt, dieses Bild verdeutlicht die ungeheure Leistungsfähigkeit des menschlichen Auges, denn beim direkten Blick in die Röhre können wir einzelne LED sehr gut erkennen. Die Kamera schafft dies bei einer bestimmten Einstellung auch, aber dann sind keine vergleichenden Messungen mit identischer Kameraeinstellung mehr möglich. Ganz unten im Bild ist auch die viel grösser strahlende Fläche dank des diffusen Plexiglases sichtbar. Energie- und andere Kosten Die Beleuchtung ist etwa 10 Stunden während rund 250 Tagen pro Jahr im Einsatz. Die alten Leuchtstofflampen haben eine Aufnahmeleistung von rund 45 Watt, die neuen mit verbleibenden Vorschaltgeräten rund 22 Watt, ohne wären es 20 Watt, aber der Ausbau der Vorschaltgeräte nimmt viel Zeit in Anspruch. Bei Stromkosten von 18 Rappen fallen bei der alten Beleuchtung mit 24 Röhren pro Jahr Stromkosten von 486 Franken an, bei den LED-Röhren sind es 238 Franken, wenn man 18 Rappen/kWh annimmt. Die Kosten der Röhren betragen rund 2000 Franken, die 12 Plexiglas rund 500 Franken. Hätte ein Berufsmann die ganzen Planungen, Messungen etc. durchführen müssen, wären sicher 1000 Franken an Arbeit angefallen. Teilt man die 3500 Franken Investitionen durch die 250 Franken an gesparter Energie pro Jahr, würde es rund 14 Jahre dauern, bis sich die Investition lohnt; natürlich alles ohne Zinsen gerechnet. Allerdings würden in diesen 14 Jahren viele Leuchtstofflampen gekauft und gewechselt werden müssen. Zählt man diese Anschaffungskosten und die notwendige Arbeit (Zahnarztlohn!) zusammen, rentieren sich die LED-Röhren garantiert schon nach 7 Jahren. Aber wie eingangs erwähnt, der Zahnarzt möchte sich das Kaufen und Wechseln der Röhren für die nächsten Jahre unbedingt ersparen – und für ihn lohnt sich die Investition allein schon deshalb.
Led Luce e Dintorni Übersetzt in Deutsch „LED-Licht und Umgebung“, ist ein Unternehmen, das in LED-Beleuchtung sich für die maritime (IP68) Industrie spezialisiert hat und sich nun auch in der architektonischen Beleuchtung Professionalität und Kompetenz entwickelt hat. Empfindlich für Umweltfragen, ist nun „LED-Licht und Umgebung“ ein aktiver Protagonist auf dem Gebiet der Energieeinsparung und nachhaltige Beleuchtung. Unsere Lösungen sind auf die Bedürfnisse des Marktes entwickelt worden und sind das Ergebnis einer sorgfältigen Untersuchung des Lichts, als integraler Bestandteil in der Definition von Raum und Zeit. Als Hersteller sind wir in der Lage auf Kundenwünsche einzugehen und die Leuchte als „customer design“ zu produzieren.
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Fazit der Umrüstung Die letztlich gewählte Lösung überzeugt lichttechnisch befriedigend, ästhetisch weniger. Diese Beleuchtung entspricht Lösungen, wie man sie vor 20 Jahren installiert hat. Ich habe diesen aufwendigen Weg der Lösungsfindung nur deshalb auf mich genommen, um Erfahrungen mit LED-Röhren zu erlangen. Man hört und liest ja allerhand. Laien sind oft begeistert von der LED-Technik – nebenbei gesagt auch von wenig überzeugenden Lösungen. Lichtspezialisten verteufeln insbeson-dere den Einsatz von LED-RöhProflight AG, Chamerstrasse 115, 6300 Zug , Tel. 041 761 22 22, Fax 041 761 23 23, info@proflight.ch, www.proflight.ch
Licht & Leuchten
Tabelle 1 Röhrentyp
Messort 1
Messort 2
Messort 3
Messort 4
FL-Röhre Elbro 4500 K LEDTLW120 (Röhre Klarglas) Elbro 4500 K LEDTLW120/BS mit Diffusor LEDtronic 4500 K mit Diffusor Elbro 6000 K LEDKW120 (Röhre Klarglas) Diffusor-Plexiglas über Lamellen
478 Lux 820 Lux
665 Lux 1380 Lux
540 Lux 1180 Lux
1000 Lux 2140 Lux
679 Lux
840 Lux
795 Lux
1266 Lux
790 Lux
1000 Lux
900 Lux
1330 Lux
648 Lux
826 Lux
779 Lux
1220 Lux
ren und erscheinen mir damit auch nicht glaubwürdig. Solche Gegensätze bedeuten für mich immer, selbst Erfahrungen durch praktische Anwendungen finden zu müssen. Bei oftmals hitzigen Diskussionen darf man nie vergessen, dass bei dieser Zahnarztpraxis die LED-Röhren-Investition vermutlich rund 10 Prozent einer komplett neuen Beleuchtung ausmacht, weil der Kauf der Röhren für ihn günstig ist und ich meinen Arbeitsaufwand nur symbolisch verrechne. Dabei ist sowohl mir als auch dem Zahnarzt klar, dass diese LED-Röhren nicht das
Gelbe vom Ei sind. Mit LED-Technik lassen sich viel schönere Beleuchtungslösungen realisieren, als wenn man die ästhetisch wenig überzeugenden LED-Retrofit-Röhren einsetzt. Allerdings bin ich persönlich der Meinung, dass der Zahnarztbesuch ohnehin kein Highlight darstellt, und wenn dabei im Behandlungsraum nur eine technisch, nicht aber ästhetisch überzeugende Beleuchtung vorliegt, stört mich das kaum – dies gilt wohl für die meisten Kunden. Das Ziel, eine mindestens so gute Helligkeit im Raum
zu schaffen wie vorher und die Blendung zu reduzieren, wurde voll erreicht, denn die alten konventionellen FLRöhren blendeten deutlich mehr als die jetzige LED-Lösung. Diese Anwendung zeigt, dass ein Umrüsten einer Beleuchtung mit konventionellen Leuchtstofflampen auf LED-Röhren durchaus gelingen kann. LED-Röhren sind immer dann gegenüber konventionellen Leuchtstofflampen im Vorteil, wenn bei letzteren fast zwei Drittel des ausgestrahlten Lichtstroms über Reflektoren in den Raum umgelenkt werden muss. LED-Röhren haben einen Abstrahlwinkel von rund 120 °, dies gilt speziell für solche ohne Diffusor und ist bei diesen Leuchten ideal. Bei älteren Leuchten schaffen es keine 50 Prozent des erzeugten Lichtstroms konventioneller Leuchtstofflampen aus der Leuchte. Bekanntlich produzieren LED-Röhren wenig mehr als die Hälfte des Lichtstroms konventioneller Leuchtstofflampen, im Raum misst man aber an allen Stellen eine grössere Helligkeit. Diese Tatsache habe ich auch schon an anderen Orten feststellen können. ■
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Im April wurde das Weissbuch 2013 den Medien vorgestellt, damals mit einem Umfang von rund 70 Seiten auf die Basiszahlen für das Jahr 2012. Inzwischen wurde der Inhalt total überarbeitet und mit aktuellsten Neuigkeiten (z. B. iPhone 5S oder die IFA-Ankündigungen) ergänzt. Die Detailanalysen umfassen beispielsweise über 550 Charts über den PC-, den Tablet- und den Smartphone-Markt. Auch enthält das Weissbuch Details über die Verteilungsstruktur der Smartphones im Schweizer Markt. Neben den Zahlen für das Jahr 2012 sind zudem die Auswertungen
und Analysen für das 1. Halbjahr 2013 für die Schweiz und für die weltweiten Märkte vorhanden. Das Schwergewicht liegt auf den Marktsegmenten PC, Tablets und Smartphone. Mit über 640 Seiten ist das umfangreichste Weissbuch in seiner 24. Auflage entstanden und ist erhältlich als DVD (pdf-Download, Powerpointund Keynote-Daten). Eine Einzelinzenz kostet 550 CHF, eine Firmenlinzenz 800 CHF (ohne MwSt) und kann über die Website bestellt werden.
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Mehr Freiheit beim FTTH-Ausbau Der Schweizer Verkabelungsspezialist R&M verschafft Netzbetreibern jetzt mehr Freiheit beim Ausbau ihrer Glasfaserangebote. Für die Feinverteilung der Fasern auf den letzten Metern zum Kunden hat das Unternehmen vielseitig verwendbare Verteilerboxen entwickelt. Die neuen Venus SCM-Boxen können als Plattform sowohl für Spleiss- und Splitter- als auch für Patch- und CWDM-Verkabelung dienen. Sie lassen sich je nach den Plänen, Topologien und Bedingungen vor Ort flexibel bestücken und nachrüsten. Die Venus SCM-Boxen werden in drei Grössen angeboten. Die Packungsdichte reicht von 144 bis 864 Spleiss-Verbindungen bzw. 12 bis 192 PatchVerbindungen. Der Spleiss-Bereich wird mit den verschiedenen SCM-Kassetten für das Fasermanagement bestückt, die man mit wenigen Handgriffen aus- und einbaut. Mit SCM-Kassetten können in einer Box bis zu 72 Teilnehmer separiert werden. Auch die Einschübe für den Patch-Bereich lassen sich im Schnellmontageverfahren installieren und schrittweise nachrüsten. Als Anschlusstechnik kann man LC-, SC- oder E-2000-
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Kupplungen einsetzen. Ein 12- bzw. 24-fasriger System-Pigtail stellt die Verbindung zwischen den SCM-Kassetten und Kupplungen her. Die Verteilergehäuse sind unten und oben mit bis zu vier Kabeleingängen und zehn Kabelausgängen ausgestattet und können – je nach Anwendung – alle marktüblichen Kabeltypen aufnehmen. www.rdm.com
Glasfasernetz als Tourismusfaktor Das Elektrizitätswerk Ursern (EWU) baut ein Glasfasernetz und bringt somit die multimediale Zukunft mit Glasfaser in die Tourismusdestination Andermatt. Die Basis und Grundinfrastruktur des Ausbaus hat das EWU vor 24 Jahren mit der Kabelfernsehanlage gelegt. So kann heute im Urserntal eine breite Palette an TV- und Radio-Programmen empfangen werden, zusammen mit der Anbindung ans Internet und Telefonie. Seit November 2012 kann im Urserntal auch unverschlüsseltes digitales Fernsehen in HD (High Definition) direkt ab der Kabelfernsehdose empfangen werden. Schritt für Schritt wird nun das Glasfasernetz bis zu den An-
schlüssen ins Haus (Fiber to the Home) weiter ausgebaut. Erste Häuser wurden bereits angeschlossen, so zum Beispiel das kürzlich eröffnete Hotel «The Chedi» in Andermatt. Das EWU wird somit zu einem wichtigen Infrastrukturanbieter für die lokale Tourismusdestination, der wichtigste Wirtschaftszweig im Urserntal. Auf diese Weise stellt der Energieversorger sicher, dass der Wirtschaftsstandort den Anschluss im Wettbewerb mit anderen Destinationen nicht verliert – und das Unternehmen selber die Energiewende vollziehen kann. www.openaxs.ch
sehen hören sprechen voir entendre parler
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Telematik & Multimedia
asut Kolloquium
ICT als Schlüsselfaktor für intelligente Netze Gebäude, die Energieerzeugung und -nutzung, der Verkehr – alles wird zunehmend «smart». Die Informations- und Kommunikationstechnologie (ICT) spielt eine Schlüsselrolle einer intelligenten Energie- und Mobilitätsinfrastruktur. Für die breite Implementierung dieser durch das Internet getriebenen Service- und Kommunikationsrevolution sind der Wettbewerb, beständige Innovation sowie stabile politische Verhältnisse mit hoher Investitionssicherheit entscheidend. Rüdiger Sellin Peter Grütter, Präsident der asut, konnte das nunmehr 14. Kolloquium eröffnen und rund 400 Besucher begrüssen. Er forderte ein umfassendes Verkehrskonzept für die Schweiz statt einzelner Massnahmen, die nur punktuelle Verbesserungen brächten. Ähnliches gelte für die Verbesserung der Energieeffizienz. «Die Informations- und Kommunikationstechnologien können dazu beitragen, die knappen Kapazitäten in den
Energie- und Verkehrsnetzen besser auszuschöpfen und den Ausbau der Infrastrukturen effizienter zu gestalten», so Grütter. Die ICT-Branche könne einen wichtigen Beitrag für eine energieeffizientere Schweiz der Zukunft leisten. Roland Brüniger, Forschungsprogrammleiter bei Bundesamt für Energie (BFE), stellte verschiedene Elektrizitätstechnologien und -anwendungen vor. Dazu gehören Projekte u. a. mit Swisscom und UPC Cablecom. Hier konnte beispielsweise der Stromverbrauch von
Rund 400 Besucher beim asut Kolloquium im Berner Kursaal.
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Set-Top-Boxen von 10 auf rund 2 W gesenkt werden. Aber auch der gesamte Netzbetrieb hat Potenzial zur Steigerung der Energieeffizienz. Dazu gehört das Herunterfahren nicht benötigter Netzteile in verkehrsschwachen Zeiten. Brüniger erwähnte auch Ferienwohnungen und -häuser, die auch bei Nichtbelegung unnötig Energie verbrauchen. Zentral bei der Nutzung von Alternativenergien sei nicht nur der Aufbau neuer Quellen im Inland, sondern auch der Zugang zu internationalen Energiemärkten, besonders im Hinblick auf die schwankende Energieproduktion und den jahreszeitlich schwankenden Energiebedarf. Eine intelligente Vernetzung ist dabei eine wichtige Voraussetzung bei der Nutzung und Verteilung von Alternativenergien. Schliesslich forderte Brüniger das Publikum auf, förderungswürdige Projekte aus diesem Bereich dem BFE zu melden. Trotz der grossen Veränderungen in den letzten Jahren steht die durch das Internet getriebene Service- und Kom-
(Bilder: Rüdiger Sellin)
Telematik & Multimedia
munikationsrevolution erst am Anfang. Der ICT-Bereich oder die Informatik und die Netze wachsen laut Andreas König, CEO Swisscom IT Services, in atemberaubender Geschwindigkeit zusammen. Er begann seinen Vortrag «ICT in unserer Gesellschaft: Bestimmende Trends der zehn nächsten Jahre» mit einem Rückblick. Der technische Fortschritt zeigt sich etwa in der schnellen Zunahme der Übertragungsgeschwindigkeiten auf den Zugangsnetzen. Vor rund 15 Jahren markierten 64 Kbit/s auf einer Wahlleitung den Stand der Technik. Moderne Glasfasernetze bieten bis zu einem Gigabit pro Sekunde. Getrieben wird die jüngste Entwicklung der ICT-Branche durch die Anwendungen, die Apps. Die heutigen Handys sind eigentliche Mikrocomputer, über welche die Kunden in Echtzeit auf alle ihre privaten und beruflichen Anwendungen
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und Daten zugreifen können. Das ist dank Hochleistungsnetzen und modernsten Cloud-Diensten möglich geworden. Die Schweiz befindet sich unter den ersten fünf Ländern weltweit, wenn es um die Kommunikationsinfrastruktur und deren Ausbau geht. Der Trend in Richtung Vollvernetzung sowohl in Festnetzen als auch in mobilen Kommunikationsnetzen bedingt aber auch, dass die Leistungsfähigkeit, Verfügbarkeit und Sicherheit des Netzzugangs für die Kunden immer wichtiger wird. Mit dem Internet-Protokoll wird aus einem lokalen Markt für Serviceleistungen ein globaler Markt. Die Breite des Angebotes und die Möglichkeiten, welche sich durch die Anwendung von modernen ICT-Technologien ergeben, nehmen mit grosser Geschwindigkeit zu. Diese technologische Entwicklung, die Digitalisierung und die Mobilität verändern die Geschäftsmodelle in zahlreichen anderen Branchen. Dazu gehören die M2M-Kommunikation (Machine to Machine, Kommunikation zwischen Computern) sowie die Virtualisierung und einfachere Benutzerschnittstellen. Peter de Haan, Gruppenleiter bei Ernst Basier & Partner sowie Dozent an der ETH Zürich, versuchte in seinem Vortrag «Mobilität und Energie von morgen – Was kann die ICT, was nicht?» Antworten auf viele offene Fragen zu geben. Welche Megatrends prägen unsere Mobilität und unser Energiesystem 2030? Welche Rollen kann die ICT dabei spielen, wie kann sie ihr Potenzial voll entfalten und welche Risiken gibt es dabei? Nimmt die Vulnerabilität komplexer Systeme zu? De Haan führte aus, dass die ICT oft als zentrale Lösung für die Integration erneuerbarer Energien gesehen wird. Sie kann den Bedarf an Energiespeichern drastisch reduzieren und verschafft uns mehr Zeit beim Aus- und Umbau des
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Stromsystems. Bei der Mobilität erlaubt ICT die vermehrte Vernetzung der Verkehrsmittel, was zu höherer Sicherheit, einer gleichmässigeren Auslastung der Infrastruktur und neuen PricingModellen führt. Das Grundbedürfnis nach Mobilität wird sich nach de Haans Meinung – Teleworking und Mobile Office zum Trotz – kaum reduzieren. Nun geht es darum, die bestehenden Ressourcen intelligent zu nutzen und
Leiter Corporate Development bei der Axpo. Er stellte zu Beginn klar heraus, dass man von einer intelligenten Stromversorgung noch ein gutes Stück entfernt sei. Axpo versorgt rund drei Millionen Schweizer Kunden mit Strom und betreibt bereits heute 116 alternative Kraftwerke. Sie ist unter anderem an einem Windpark in Norddeutschland beteiligt. Problematisch werde es mit Blick auf die ungeheuren Investitionen
Holger Herbst: Kein dichter Bahnverkehr ohne ICT.
die zum Betrieb nötige Energie möglichst sparsam einzusetzen. Er stellte aus seiner Sicht als Physiker zudem fest, dass sich die Art der Energieerzeugung und -verteilung in den letzten 30 Jahren nicht fundamental verändert habe. Problematisch sei dabei der weltweit stark wachsende Energiebedarf. Die Herausforderung besteht darin, dass in den Planungen des BFE eine Schweiz mit neun Millionen Einwohnern weniger Energie als heute verbrauchen soll, die dannzumal auch noch ohne Kernenergie erzeugt werden soll. De Haan verwies zudem auf das enorme Verkehrswachstum: 50 Prozent mehr Personenbeförderung und sogar 80 Prozent mehr Güterbeförderung bis 2030. Dies sei allein mit neuen Zügen kaum zu bewältigen und werde die Strassen endgültig verstopfen, was sich heute bereits abzeichne. Das relevante Umfeld für intelligente Stromnetze beleuchtete Niklaus Zepf,
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der nahen Zukunft, Gewinne mit Stromproduktion und -handel zu erzielen. In Deutschland gebe es starke Wettbewerbsverzerrungen mit der garantierten Einspeisevergütung für Strom, der aus alternativen Energiequellen stammt. Die gesamte Marktentwicklung destabilisiere sich durch das grosse Wachstum der staatlich geförderten Alternativenergie. Konventionelle Kraftwerke, welche die wichtige Grundlast erbringen, seien kaum noch kostendeckend zu betreiben, so Zepf. Als weiteres finanzielles Risiko entpuppen sich die nötigen Energiespeicher, welche Schwankungen in der Energieproduktion (Sonne, Wind, Wasser) auffangen. Zudem müssen die Stromnetze, die bisher eine reine Verteilfunktion besassen, in naher Zukunft in der Lage sein, Strom in beiden Richtungen zu befördern. Diese neue Anforderung resultiert aus der zunehmend dezentralen Energieerzeugung. Vor diesem Hinter-
grund wird sich das intelligente Stromnetz bis 2030 in Europa entwickeln. Es wird auch zu intelligenten Häusern mit zahlreichen Sensoren führen, welche den eigenen Energiebedarf beim Energiebezug optimieren. Dies bedingt wiederum intelligente Endgeräte, damit nicht alle Abnehmer gleichzeitig Energie beziehen, insbesondere für das Laden von Akkus (Stichwort Elektromobilität). Insgesamt muss die teure Infrastruktur besser ausgelastet und genutzt werden. Die technologischen Annahmen, die Bedürfnisse der Kunden, die Akzeptanz sowie die staatliche Regulierung sind dabei entscheidend und prägen künftige Entwicklungen. Der Energiemarkt wird für alle Szenarien komplexer und ist zunehmend internationalisiert. Siegfried Gerlach, CEO Siemens Schweiz AG, sprach über «Complete Mobility». Die fortschreitende Urbanisierung, das Bevölkerungswachstum in den Emerging Markets und die Globalisierung führen künftig zu einem weltweit steigenden Mobilitäts- und Transportbedarf. Siemens entwickelt mit dem Complete Mobility-Konzept nachhaltige Lösungen für die intelligente Vernetzung der Verkehrsströme auf der Schiene, der Strasse und in der Luft. Auf der einen Seite steht eine effizienzsteigernde Vernetzung des Personenund Gütertransports. Dies erfordert auf der anderen Seite ein multimodales Verkehrsmanagement zur Steigerung der Umweltfreundlichkeit und der Energieeffizienz der Verkehrsträger. Eine solche Verkehrsteuerung bedingt Echtzeitdaten, etwa zur Verfügbarkeit und der Auslastung der Verkehrsmittel. Schliesslich wird nach Meinung von Gerlach die individuelle Elektromobilität ein wesentlicher Baustein der Mobilität sein. Dies bedingt eine Integration von Elektroautos in die multimodale Verkehrsinfrastruktur. Der Nachmittag setzte die Diskussion der Verkehrsproblematik mit dem Vortrag «ICT als Schlüsselelement eines modernen Bahnsystems» von Holger Herbst, Programmleiter Mobilfunkservices SBB AG, fort. Die Schweiz betreibt eines der dicht befahrensten Bahnnetze weltweit, was hohe Anforderungen an Planung und Betrieb stellt. Neben der zuverlässigen Beförderung der Passagiere als Grundaufgabe spielt eine reibungslos funktionierende ICT eine sehr wichtige Rolle. Bereits heute ist der Bahnbetrieb ohne eine leistungsfähige ICT nicht mehr möglich. Die SBB beschäftigen hier allein rund 1300
Schweiz auch zukünftige Anforderungen an einen funktionierenden öffentlichen Verkehr erfüllen kann. Das Pilotnetz VEIN testet die dezentrale Energieerzeugung mit ICT und wurde von René Soland, Leiter Geschäftsbereich Netze und Mitglied der Geschäftsleitung der AEW Energie AG vorgestellt. Auch bei diesem Mitglied der Axpo sollen in Zukunft vermehrt kleinere, dezentrale Anlagen zur Stromerzeugung eingesetzt werden. Beispiele sind Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energiequellen, etwa Kleinwasserkraftwerke, Photovoltaikanlagen oder Windturbinen, aber auch Anlagen zur Wärmekraftkopplung. Diese liefern in der Regel kleine, unregelmässig anfallende Energiemengen und speisen den erzeugten Strom in das Niederspannungsnetz (230/400 Volt) ein. Im Projekt VEIN (Verteilte Einspeisung in Niederspannungsnetzen) werden die technischen Auswirkungen einer Mehrzahl solcher dezentral installierten Stromerzeugungsanlagen auf die Stromversorgung untersucht. Hier kristallisierten sich drei Problemfelder heraus: Netzrückwirkungen, Netzstruktur und Sicherheitsaspekte. Die Integration verschiedener Systeme zur Energieerzeu-
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Mitarbeiter, was im Vergleich zu den 28 000 Beschäftigten im Kerngeschäft relativ wenig ist. Informatiksysteme unterstützen Fahrplanerstellung, Planung von Bahntrassen, Disposition von Rollmaterial und Personal und greifen aktiv in den laufenden Bahnbetrieb ein. Reisende profitieren von modernsten Werkzeugen für Reiseplanung, Ticketkauf und der Kundeninformation auf der Reise. Telekommunikationsnetze bilden das Rückgrat der Informatik, vernetzen eine Vielzahl an Sensoren im Betrieb und sind für die modernen Zugsicherungssysteme unabdingbar. Die Telecom SBB ist der viertgrösste Netzbetreiber der Schweiz und unterhält unter anderem ein eigenes Mobilfunknetz. Alle Züge sind mit GPS-Systemen ausgerüstet, damit die Leitstelle jederzeit weiss, wo sich der Zug gerade genau befindet. Sensoren entlang der Strecke messen Geschwindigkeiten oder auch den Zustand eines rutschgefährdeten Hangs. So werden allein im Grossraum Zürich dank komplexer Berechnungs- und Steuerungssysteme 1,2 Mio. Verspätungsminuten vermieden Es ist klar absehbar, dass die ICTDurchdringung noch lange nicht abgeschlossen ist, damit das Bahnsystem der
René Soland, AEW Energie AG, stellte «ingenieurmässig hochinteressante» Pilotprojekte zur alternativen Energieerzeugung vor.
gung und deren Vernetzung durch ICT stellt die Stromversorger und ihr Umfeld vor neue Herausforderungen, insbesondere in den Bereichen Planung, Realisierung und dem sicheren Netzbetrieb. Ein Feldversuch von 2010 bis
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2014 überprüft die heute vorwiegend theoretisch erarbeiteten Grundlagen und liefert neue Erkenntnisse, welche Bedingungen für die Einbindung einer hohen Anzahl dezentraler Erzeugungsanlagen von Bedeutung sind. Etwas frustriert stellte Soland fest, dass aufgrund der «Einsprache-Mentalität» Anlagen zur alternativen Energieerzeugung vielerorts von Anfang an blockiert oder verzögert werden, namentlich bei
Andreas König, CEO Swisscom IT Services, beleuchtete den technischen Fortschritt der letzten zehn Jahre.
Windenergieanlagen, hier selbst bei Kleinstanlagen mit unauffälligem Äusserem. Schwierig sei zudem, dass der Energiebedarf (tendenziell höher im Winter) nicht oder oft nur wenig auf das Energieangebot (z. B. bei Photovoltaikanlagen praktisch kein Angebot im Winter) passt. Hier gilt es, mehrere alternative Quellen zu koppeln, etwa ein kleines, dezentrales Blockheizkraftwerk mit PV-Anlagen auf dem Dach. Ein
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vielversprechender Ansatz ist zudem das «Peak Shaving», das die Spannungsspitzen der nicht konstanten Energieerzeugung mittels dezentralen Energiespeichers glättet. Die Frage «Wie gelangen wir morgen von A nach B?» stellte Norbert Ender, Travel & Transportation Centre of Competence der IBM Schweiz AG. Für einen intelligent geregelten Verkehr in smarten Städten benötigen wir neue Technologien und Strategien, um alte Vorstellungen und Gewohnheiten an die heutige Situation anzupassen. Das bedeutet, dass wir die Fahrt für den Fahrer und Bürger angenehmer gestalten müssen. Dies könnte auch zu Fortschritten bei den verwendeten Fahrzeugen, den befahrenen Strassen und den in Kombination genutzten öffentlichen Verkehrsmitteln führen. In Stockholm stimmten die Bürger für die Erhebung von Mautgebühren, um der Verkehrsüberlastung entgegenzuwirken. Im Rahmen dieses Programms wurde der Verkehr zu Stosszeiten um 18 Prozent verringert. In London waren es nach Einführung der Maut sogar 20 Prozent. In Madrid werden die Ressourcen von Polizei, Feuerwehr, Autobahnpolizei, Hotlines und Rettungsdiensten durch ein intelligenteres System für die öffentliche Sicherheit über eine einzige Zentrale koordiniert, damit in Notfällen eine integrierte, schnellere Reaktion möglich wird. In Singapur können Bürger mit einer intelligenten Smart Card das gesamte multimodale Verkehrsnetz nutzen und werden dafür von der Regierung belohnt. Viele dieser intelligenten Mobilitätsbeispiele zeigen auf, dass «morgen» schon «heute» möglich ist. Nach Meinung von Ender trägt die Elektromobilität zu einer Entlastung des belasteten Pendlerverkehrs bei. In Norwegen etwa dürfen Elektroautos die Busspuren benutzen.
Das Projekt «Flexlast» stellten Stefan Heinrich, Client Executive Federal Governant IBM Global Business Services und Daniel Berner, Leiter Solution Engineering BKW Energie AG vor. Dabei engagieren sich die BKW Energie AG, Migros, IBM und Swissgrid gemeinsam im Bereich Smartgrids. «Flexlast wird vom BFE unterstützt und steuert die Tiefkühllager des Migros-Verteilbetriebs Neuendorf (SO) mit hoher Flexibilität, sodass sie zur Stabilisierung des Schweizer Stromnetzes beitragen. Es wurde aufgezeigt, wie im Pilotprojekt ein Poolanbieter schaltbare Lasten zur Bildung von Regelenergie einsetzen kann. Eine begleitende Studie befasst sich mit dem Potenzial der unterschiedlichen industriellen Grossverbraucher in der Schweiz. Im technischen Bereich wurden die Rolle und Anwendungen der ICT bei der intelligenten, prozessnahen Einbindung der Kühlhäuser in die gesamte Steuerkette definiert. Forscher des IBM-Forschungsinstituts in Rüschlikon brachten dabei ihre bei ähnlichen Pilotprojekten gemachten Erfahrungen in «Flexlast» ein. Résumé Die Schweiz ist weltoffen, sicher und stabil, die öffentlichen Finanzen sind ausgeglichen. Die Infrastrukturen sind erstklassig und die Wirtschaft ist gesund. Wenn die Politik bei den Regulierungen Mass hält und mit einem proaktiven Technologieverständnis dem Schweizer Pionier- und Unternehmergeist genügend Raum lässt, werden unsere Unternehmen mit innovativen, smarten Lösungen neue Spitzenpositionen erringen. Die Zukunft ist vielversprechend, aber auch komplex, wie das diesjährige asut-Kolloquium bewies.
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Cecoflex bereit für FTTH und CATV/SAT TV Das bewährte Hausverkabelungssystem Cecoflex ist ab sofort noch universeller einsetzbar. Dafür sorgen vier neue Anschlussdosen für CATV und SAT TV für bestehende Einsätze von Cecoflex sowie ein völlig neuer Hybridverteiler zur Signalverteilung über Glasfaser-, Kupfer-, Koaxialoder LAN-Kabel in Wohnungen und Häusern. Peter Bachmann, Ceconet AG Der weltweite Bandbreitenbedarf wächst seit Jahren fast ungebremst und verdoppelt sich auch in der Schweiz etwa alle neun bis zwölf Monate. Schweizer Städte und Agglomerationen werden darum vermehrt via FTTH (Fiber To The Home) erschlossen. Von neuen Glasfaserkabeln und dem damit verbundenen Bandanstieg auf bis zu 1 Gbit/s profitieren auch Vorstädte oder – je nach Kanton – zudem ländliche Gebiete. Je nach Region steht der Platzhirsch Swisscom in Konkurrenzsituation mit aggressiven Kabelnetzbetreibern und kommunalen Betreibern, die Bandbreiten von bis zu 150 Mbit/s propagieren («best effort», d. h. unter optimalen Bedingungen). Swisscom kontert mit forciertem FTTHAusbau und attraktiven Angeboten, etwa mit Komplettangeboten wie Swisscom TV plus (31 CHF/Monat) bis hin zu Einsteigerangeboten wie Swisscom TV light (gratis). Diese Angebote sind aber noch nicht flächendeckend und auf allen Anschlüssen verfügbar. Im Kupferbereich wird VDSL2 (Very High Bit Rate Digital Subscriber Line) weiter ausgebaut. VDSL2 erlaubt Bitraten von über 20 Mbit/s im Downstream und über 2 Mbit/s im Upstream. Unter der Bezeichnung FTTS (Fiber To The Street) erschliesst Swisscom zudem Quartiere mit Glasfaserkabeln und nutzt für die Feinverteilung bestehende Kupferkabel, weswegen diese Art der Breitbanderschliessung eine «Hybridlösung» darstellt (Glas/Kupfer). Je nach
Länge der Kupferstrecke (ca. 250 m) werden im Downstream 50–100 Mbit/s anvisiert. Eine ähnliche Vorgehensweise verwendet übrigens auch UPC Cablecom mit dem Unterschied, dass die Feinverteilung vom Verteilkasten vor
schränken sich auf einen einzigen Provider, sprich alles von Swisscom oder alles vom Kabelnetzbetreiber. Daher sind oft die erwähnten Mischformen anzutreffen. Neben dieser in den Hausinstallationen zunehmenden Vielfalt und steigenden Kosten sehen sich Elektroinstallateure einem permanenten Offert- und Preisdruck ausgesetzt. Einfach zu installierende und dazu kostengünstige Lösungen sind also vonnöten. Und weil unsere immer noch zunehmende Mobilität an ihre Grenzen kommt, besteht ein klarer Trend zu Heimbüros, was den Bandbreitenbedarf
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Cecoflex-Hybridverteiler für CATV, UKV und Fiber Optic, links mit geschlossener und rechts mit geöffneter Fiber Optic Aufname. (Bilder: Ceconet)
den Häusern bis zu den Anschlussdosen in die Wohnungen mit bestehenden Koaxialkabeln erfolgt (Glas/Koaxial). Neuer Hybridverteiler für Fiber Optic, CATV und LAN Verteilung Aufgrund dieser Entwicklung ist der Elektroinstallateur vor Ort zunehmend mit einem Kabelmix konfrontiert, denn Glas-, Kupfer- oder Koaxialkabel kommen ins Haus. Nur wenige Kunden be-
daheim forciert. Insbesondere in dichten Überbauungen kann ein Wireless LAN (WLAN) keine konstant zur Verfügung stehende Bandbreite für die vorhandene Endgerätevielfalt garantieren. Daher sind leistungsfähige, kostengünstige und im Betrieb strahlungsarme Heimverkabelungen gefragt. Das Cecoflex-System entspricht diesem Wunsch und sorgt für eine sternförmige Signalverteilung über Standardkabel (CAT 5e
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Hausverkabelungssystem
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UTP) in die einzelnen Räume. Dabei steht eine flexible Versorgung von bis zu 12 Zimmern mit Telefonie, xDSL und LAN im Vordergrund. Im Zentrum des Cecoflex-Systems steht der Sternverteiler. Er ermöglicht die einfache Einspeisung und Verteilung aller Signale in die einzelnen Räume. Die dort benötigten Dienste werden im Sternverteiler individuell pro Raum aufgeschaltet. Der Cecoflex-Sternverteiler ist sehr kompakt (Aufputz H × B × T 300 × 220 × 70 cm, Unterputz zur Montage auf einer DIN-Schiene H × B × T 250 × 230 × 47,5 cm). Er wird inklusive Zubehör geliefert, unter anderem mit FLF-Aufputz-Gehäuse, Anschlusskabel, diversen Klettbändern, Kabelbinder und einfachem LSA Plus Werkzeug (kompatibel zu Krone LSA Plus). Um dem Trend nach universellen Verkabelungen inklusive Glasfaserkabeln bis in die Häuser und Wohnungen zu entsprechen, steht ab Anfang 2014 ein neuer Hybridverteiler zur Erweiterung des Cecoflex-Systems mit zwei Ebenen zur Verfügung (Bild 1). Die untere Ebene dient der Realisierung eines FTTH- oder FTTB-Anschlusses (Fiber
To The Building). Auf einem ausschwenkbaren Tablar (Bild) können eine Spleisskassette sowie bis zu drei LC-Mittelstücke montiert werden. Mittels eines LC-Patchkabels wird der Router mit Fiberoptic-(FO-)Modul direkt angeschlossen, beispielsweise der Centro Grande von Swisscom. Diese Konstruktion garantiert auch in einem Servicefall einen schnellen Zugang zu den Spleissungen. Damit der Schwenkarm nach dem Öffnen während der Arbeiten nicht unkontrolliert zuklappt, wird er mit einem Stopper blockiert – eine sehr praktische Lösung. Der FOTeil eignet sich zur Aufnahme eines achtadrigen FO-Aussenkabels, welches in einer optional verfügbaren Spleisskassette mit den Pig Tails gespleisst wird. Die obere Ebene bietet Platz für bis zu acht RJ45-Anschlüsse mit Keystone Verriegelung. Alternativ können auf der eingebauten Montageplatte auch CATV-Splitter montiert werden (CATV: Kabelfernsehen). Der Hybridverteiler kann entweder einzeln oder zusammen mit dem bestehenden Cecoflex-Sternverteiler eingesetzt werden. Beim gemeinsamen Verbau beider Komponenten wird der Sternverteiler
direkt auf dem Hybridverteiler montiert, was Platz spart und dem Elektrohandwerker das Handling der Kabelzuführungen und -installationen erleichtert. Funktionale Erweiterungen Wie eingangs erwähnt, gelangen durch Koaxialkabel, FTTS und FTTH/ FTTB zunehmend hohe Bandbreiten in die Häuser. Dort ist zudem eine markante Zunahme der Anzahl und Art des Endgeräteparks festzustellen. PC/Notebook, WLAN-Router, Kabelmodems, IP-Kommunikationsanlagen und Telefone, hochwertige Fernseher und Hi-Fi-Anlagen, Haussteuerungen usw. Prägnant ist die Tatsache, dass alle Endgeräte mehr und mehr Bandbreite benötigen. Schnelle Datenverbindungen sind in den meisten Fällen also eine Grundvoraussetzung für die Funktion des Endgeräts wie z. B. ein Internetradio oder eine Spielkonsole für die junge Generation. Immer mehr Architekten, Elektroplaner und Elektroinstallateure möchten darum ihren Kunden auf einer einzelnen Anschlussdose der Grösse 1 viele Verbindungsmöglichkeiten bieten, um möglichst universelle Zugänge be-
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Cecoflex-Anschlussdose für CATV mit Cecoflexund RJ 45 Keystone-Einsätzen
schaffen. Dies ist mit den neuen Cecoflex-Anschlussdosen nun gelungen. Wie bisher werden sichere Daten- und Sprachverbindungen durch Wahl der passenden Einsätze an den Anschlussdosen sichergestellt. Der Basiseinsatz mit achtadrigen Kabeln wird mit unterschiedlichen steckbaren Einsätzen ergänzt, beispielsweise für Analog-Telefonie/Fax, xDSL oder LAN-Anschlüsse. Das Sortiment der Cecoflex-Anschlussdosen wird neu um Hybrid-Anschlussdosen für CATV und SAT-TV mit jeweils zwei Varianten erweitert: 1. Cecoflex CATV… – für Cecoflex-Einsätze – für RJ 45 Keystone-Einsätze 2. Cecoflex SAT TV mit Aufnahmemöglichkeiten… – für Cecoflex-Einsätze – für RJ 45 Keystone-Einsätze Ein sehr praktisches und einzigartiges Produktmerkmal der neuen CecoflexDosen für CATV (Bild 2) stellt die einstellbare Dämpfung dar. Heute werden die CATV-Anschlussdosen in Häusern und Wohnungen sternförmig installiert, was meistens den gleichen Dosentyp erfordert. Die neue Cecoflex CATV-Anschlussdose wird mit einer Dämpfung von 11 dB inklusive Abschlusswiderstand ausgeliefert. Der Endwiderstand kann bei einer Reiheninstallation entfernt werden. Die Dämpfung lässt sich
über integrierte Schalter auf 4 oder 15 dB umschalten und somit auf veränderte Pegelverhältnisse anpassen. Dank dieser wählbaren Dämpfung hat der Installateur stets die richtige Dose dabei und kann flexibel auf die lokalen Dämpfungsverhältnisse reagieren. Die Anschlussdose kann sowohl als Enddose als auch als Schlaufdose eingesetzt werden. Diese Anschlussdose kann die bestehenden Cecoflex-Einsätze der Grös-
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Cecoflex-Anschlussdose für SAT-TV mit Cecoflexund RJ 45 Keystone-Einsätzen.
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Cecoflex-Anschlussdose für SAT-TVInstallationen (Bild 3). Auch diese Anschlussdose kann bestehende CecoflexEinsätze der Grösse 1 aufnehmen (z. B. 1 × LAN und 1 × Telefonie oder 1 × LAN Category 5e) und ist im Standarddesign sowie in der Ausführung für Feller EDIZIOdue erhältlich oder in Kombinationen einsetzbar. Anstelle von den Cecoflex-Einsätzen kann die Dose zwei RJ 45 Keystone-Einsätze aufnehmen, was Kat-6-Verkabelungen ermöglicht. Neue Perspektiven Das bewährte, baukastenartige Cecoflex-System hat eine funktionale Erweiterung erfahren und eignet sich für noch vielfältigere Erschliessungsszenarien. Ob FTTH/FTTB, Koaxial- oder die gute alte Kupferdoppelader – Cecoflex passt sich an. Das rundum flexible und preiswerte Verkabelungssystem ist jederzeit veränderbar oder nachrüstbar. Dank der jüngsten Aufwertung können praktisch alle Anforderungen erfüllt werden – von der Mietwohnung mit günstiger Grundinstallation für analoge
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Der Cecoflex-Sternverteiler lässt sich problemlos auf dem neuen Hybridverteiler montieren, Bild 4 mit geschlossenem . . .
. . . und Bild 5 mit geöffnetem Sternverteiler.
se 1 aufnehmen (z. B. 1 × LAN und 1 × Telefonie oder 1 × LAN Category 5e). Anstelle von Cecoflex-Einsätzen kann die Dose auch zwei RJ 45 KeystoneEinsätze aufnehmen. Somit sind ohne weiteres auch Kat-6-Verkabelungen (CAT 6A STP) realisierbar. Beide Anschlussdosen sind im Feller EDIZIOdue sowie im Standarddesign verfügbar und lassen sich in Kombinationen einsetzen. Der bestehende Cecoflex-Sternverteiler eignet sich weiterhin zur Verteilung der Telefonie- und der LAN-Signale. CATV-Signale können entweder über die bestehende Cecoflex-Verteilung oder über den neuen Hybridverteiler eingespeist werden. Gleiches gilt für die ebenfalls neue
Telefonie bis hin zu einer mit Glasfasern erschlossenen Liegenschaft und High-End-Verkabelung im Haus. Auch Mischformen mit Glasfaser-, Kupferoder Koaxialkabeln sind möglich. Dank des investitionssicheren Cecoflex-Systems mit hybridem Sternverteiler und wechselbaren Einsätzen sind die Bauherren und Elektroplaner für alle denkbaren Szenarien vorbereitet.
Ceconet AG 5506 Mägenwil Tel. 062 887 27 37 info@ceconet.ch www.ceconet.ch
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reitstellen zu können. Neben einem Telefon- und einem Ethernet-Anschluss sind oftmals auch Koaxialverbindungen nötig, etwa zum Anschluss an das Kabelnetz oder an eine Satellitenanlage (Satelliten-Fernsehen, SAT TV). Eine der grössten Herausforderungen für Hersteller wie Ceconet besteht darin, hinter der Dose möglichst viel Platz für den Anschluss des Koaxialkabels und für die Kabelreserve zu
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Sicherheit
Sichere Leitern Nicht jede Arbeitsstelle ist vom Boden aus einfach erreichbar. Leitern und Tritte sind in den meisten Fällen der Notbehelf, auf den aber in vielen Fällen nicht verzichtet werden kann. Leitern bilden, wenn sie nicht richtig angewendet werden, ein hohes Unfallrisiko. Selbst die gut konstruierte Leiter ist bei falschem Einsatz gefährlich. Improvisation und Eigenbau sind zu vermeiden.
Rico De Boni Benutzungsfehler sind die grösste Gefahr im Betrieb von Leitern. Die falsche Anwendung ist nämlich in über 90% der Fälle für den Unfall verantwortlich. Es ist also nicht nur wichtig, die richtige Leiter zu haben, sondern diese auch richtig und sicher einzusetzen. Routine im Gebrauch kann gefährlich werden. Die Arbeit auf der Leiter wird dann sicher, wenn einige Grundregeln 110 immer eingehalten werden. Die Betriebsanleitungen werden vom Hersteller als Piktogramm an der Leiter angebracht (Bild 110). Sowohl die Leiterhersteller als auch die SUVA haben viele verschiedene Instruktionsblätter zum richtigen und sicheren Einsatz von Leitern verfasst. www.suva.ch Broschüre 44026. Die richtige Wahl und die hohe Material- und Verarbeitungsqualität begrenzen das Unfallrisiko entscheidend. Jede Leiter, die sich nicht für die vorgesehene Tätigkeit eignet, erhöht das Risiko wieder. Piktogramm
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Leiterarten Bei der Auswahl der Leitern können einige Hinweise wichtig sein: • Zwischen die seitlichen Holme sind Sprossen oder Stufen eingefügt. Die quadratischen Sprossen benötigen wenig Platz. Die Stufen sind mindestens 80 mm breit, dafür weniger hoch. Stufen bilden mit ihren Trittflächen besseren Stehkomfort. Das ist bei längeren Arbeiten ein grosser Vorteil. Die Leiter wird aber schwerer. • Die Leiterbauer verwenden verschiedene Materialien: Es gibt Leitern aus Holz, glasfaserverstärktem Polyesterharz GFK und Aluminium. Auch Mischformen (z. B. Holmen aus GFK, Sprossen aus Aluminium) sind im Handel. Jede der verwendeten Materialien hat seine Vor- und Nachteile (Bild 111).
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Vor- und Nachteile
Der Preisunterschied bei den Leitern ist primär nicht auf das Material, sondern auf die Verarbeitung zurückzuführen. Billigversionen zeichnen sich durch unbefriedigende Verarbeitungsqualität aus. Sie genügen vielleicht für den Hausgebrauch, nicht aber für den professionellen Einsatz. Es gibt einfache, robuste und langlebige Holzleitern, aber auch solche aus schlechtem, nicht widerstandsfähigem Holz. Bei Kunststoffleitern und Aluminiumleitern kann das Material, besonders an den am meisten beanspruchten Stellen (Gelenke, Sprossen, Füsse), zu schwach sein. Auch werden Kunststoffe verwendet, die sich nicht für einen Langzeiteinsatz unter Baubedingungen eignen. Leitern sind sicherheitskonform, wenn sie nach der Europäischen Norm EN 131 gefertigt und geprüft sind. Ab 2011 wurden die Prüfkriterien verschärft. Produkte, die die neuen Prüfanforderungen nicht mehr erfüllen, verschwinden immer mehr vom Markt. Sie sind aber in den Betrieben noch überall im Gebrauch. Durch den harten Einsatz auf Baustellen zeigen sich bald die Schwächen (Bild 112). Spezialleitern können Probleme lösen Um Leitern von einem Einsatzort zum
Gefährliche Defekte.
nächsten zu transportieren, braucht es Platz. Dieser ist nicht in jedem Fahrzeug vorhanden. Wenn auf Fahrzeugen Dachständer vorhanden sind, muss darauf geachtet werden, dass die
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Die Leiter hält nicht!
Halterung den grossen Fliehkräften und einem Notstopp sicher standhält. Immer wieder sieht man abenteuerliche Befestigungen mit leichten Gummiseilen oder gar nur mit Kabelbindern (Bild 113). Nur mit einem Strick oder einem Bindegurt ist die Leiter richtig für den Teleskopleiter Transport gesichert. Die Teleskopleiter aus Leicht115 metall lässt sich auf kleinstem Raum transportieren und kann als Anstellleiter von über 3 m Länge verwendet werden (Bild 114). Das erleichtert im Kundendienst manches Problem bei Arbeiten in der Höhe. Hochwertiges Aluminium sorgt für das leichte Gewicht und ein sicheres Einrastsystem für die einzelnen Teile bringt Sicherheit. Da die Leiter in der Länge ganz dem Mehrzweckleiter Arbeitsumfeld angepasst werden kann, ist sie sehr flexibel anwendbar. Die Mehrzweckleiter lässt sich sowohl als Bockleiter als auch als Anstellleiter verwenden (Bild 115). Zusammengeklappt für Transport und Aufbewahrung braucht sie wenig Platz.
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Unterhalt der Leitern Wenn die Leitern im Gebrauch sind, kann man sich nicht mehr auf den Neuzustand verlassen. Eine periodische Kontrolle auf Verschleiss und Defekte ist darum zwingend. Das aufgeklebte Kontrollschild gibt den Hinweis, wann die letzte Kontrolle erfolgt ist. Aber nicht nur die Kontrolle im Lager ist nötig, auch auf der Baustelle ist vor dem Gebrauch ein kritischer Blick auf den Zustand der Leiter wertvoll. Hierbei ist vor allem zu prüfen: • Sind die Holme und die Sprossen unbeschädigt? • Sind Verschraubungen und Verschweissungen noch intakt? • Sind Reparaturstellen sichtbar? • Sind die Spreizsicherungen und die Scharniere bei Bockleitern nicht beschädigt? • Sind die Leiterfüsse noch einwandfrei?
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Defekte Leitern sind sofort aus dem Verkehr zu ziehen oder sie sind durch einen Fachmann instand zu stellen. ■
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NIN-Know-how 96 Die korrekte Anwendung der NIN für elektrische Hausinstallationen macht aus verschiedenen Gründen durchaus Sinn. Als Erstes schreibt der Bundesrat mit der Niederspannungs-Installationsverordnung (NIV) vor, dass anerkannte Regeln der Technik angewendet werden müssen. Aber auch als Vereinbarung zwischen Auftraggeber- und -nehmer leistet die NIN wertvolle Dienste. Umsomehr lohnt es sich, den Rahmen der Norm zu kennen, um dort, wo Interpretationsspielraum besteht, dem Grundsatz zur Sicherheit der elektrischen Anlage Rechnung tragen zu können. Dazu braucht es sicher fundierte Fachkenntnisse und bei der Umsetzung manchmal auch etwas Augenmass. Lesen Sie also die möglichen Antworten auf die Fragen der ET-Leser/-innen. David Keller, Pius Nauer
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Meldung nicht fachgerechter Installationen Seit Kurzem bin ich «fachkundig». Nun habe ich mir die Frage gestellt, ob es eine Vorschrift oder ein Gesetz gibt, welches über das Verhalten einer fachkundigen Person bei Entdeckung einer nicht fachgerechten Installation im täglichen Umfeld, zum Beispiel beim Einkauf in der Migros, gibt. Für mich als fachkundige Person (seit 2013) ist selbstverständlich, dass ich eine nicht fachgerecht installierte und womöglich gefährliche Installation melde. Macht man sich strafbar, wenn man die fehlerhafte Installation nicht meldet? (M. C. per E-Mail) Nein, mit dem Erreichen der Fachkundigkeit ist man nicht auf einen Schlag für alles verantwortlich, was man zu Augen bekommt. In der NIV ist klar geregelt, wer elektrische Installationen kontrolliert. Wenn ich mich in einem
Einkaufsladen aufhalte oder sonst an einem Ort, bin ich in erster Linie eine Privatperson. Wenn es sich um sehr gefährliche Mängel handelt, so ist es natürlich angebracht, dass ich als Fachperson eine entsprechende Meldung anbringe. Dies mündlich, eventuell mit dem Verweis an den Eigentümer, dass er gemäss Elektrizitätsgesetz für eine sichere elektrische Installation verant(pn) wortlich ist.
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Direkt eingemauerte Leitungen Für einen Hauseigentümer muss ich eine Expertise über die elektrischen Installationen erstellen, weil er mit dem Ersteller der Anlage nicht einverstanden ist. Die Liegenschaft befindet sich im grenznahen Gebiet zu Deutschland und ein deutscher Elektriker hat nun auch die Installationen ausgeführt. Unter anderem sind diverse Leitungen direkt in den Putz verlegt worden. Offensichtlich wurden kleine Schlitze ins Mauerwerk gemacht und dann die
Kabel eingelegt und anschliessend mit Gips «zugemörtelt». Aus meiner Sicht ist das nicht zulässig, da die Leitungen so ja nicht mehr ausgewechselt werden können. In der NIN finde ich diesbezüglich aber keine Angaben. (P.W. per E-Mail) Nach deutscher Installationspraxis existiert neben den Verlegearten Aufputz und Unterputz zusätzlich noch die Verlegeart Inputz. Die Forderung nach der Auswechselbarkeit von Leitungen besteht auch in der NIN seit der Version 2000 so nicht mehr. Diesen Satz würde ich zwar gerne noch in einer etwas kleineren Schriftgrösse schreiben, denn die Auswechselbarkeit von Leitungen bietet aus meiner Sicht ein hohes Mass an Qualität. Das direkte Einmauern von Leitungen ist aber nochmals eine spezielle Art von «nicht auswechselbar». Denn wenn eine solche Leitung durch Bohrungen oder das Einschlagen von Nägeln für beispielsweise Bilderaufhän-
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Fragen und Antworten zu NIN
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Direkt eingemauerte Leitungen.
Installationszonen.
gungen beschädigt wird, lässt sie sich ja dann mit etwas «leicht erhöhtem Aufwand» schon wieder ersetzen … Um dieses Risiko zu entschärfen, sind, auch in der NIN beschrieben, diese Leitungen in den Installationszonen zu verlegen. Grundsätzlich kann sich der Nutzer dann darauf verlassen, dass Leitungen horizontal oder vertikal (innerhalb einer Toleranz) zu einem Schalter oder anderen Betriebsmitteln verlaufen (Abb. 2). Somit sollte es nicht zu Defekten kommen. Nun kommt aber hinzu, dass ein normales Tdc-(TT-)Kabel nicht dafür geeignet ist, direkt eingemauert zu werden. Dazu hat das Eidg. Starkstrominspektorat (ESTI) dereinst eine Weisung verfügt (Juli 1998), in welcher beschrieben ist, unter welchen Voraussetzungen eine Leitung eben direkt eingemauert werden darf. Das ESTI hält nach wie vor an dieser Weisung fest (Zitat 325.0798): «Für das direkte Einmauern sind ausschliesslich Leitungen zu verwenden, die dafür vorgesehen sind. Nach VDE
0298 sind das PVC-Mantelleitung NYM. Im Weiteren muss für die ganze Installation die Fehlerstromschutzschaltung angewendet werden. Direkt eingemauerte Elektroleitungen sind nur in trockenen Räumen zulässig. In Räumen mit Bade- und Duscheinrichtungen sind alle metallischen Teile wie Duschtassen, Badewannen, Radiatoren, Türzargen usw. in den Potenzialausgleich einzubeziehen. Direkt eingemauerte Elektroleitungen dürfen nicht gebündelt werden. Eine Zusammenfassung von direkt eingemauerten Elektroleitungen an Einführungsstellen für elektrische Betriebsmittel, z. B. Verteiler, gilt nicht als Bündelung. Direkt eingemauerte Elektroleitungen dürfen nur mit solchen Mitteln und Verfahren befestigt werden, die eine Formänderung oder Beschädigung der Isolierung ausschliessen». Und weiter heisst es: «direkt eingemauerte Elektroleitungen : • müssen in ihrem ganzen Verlauf von mindestens 4 mm Putz bedeckt sein
• dürfen nicht unter Gipskartonplatten verlegt werden, es sei denn, diese Platten werden ausschliesslich mit Gipspflaster befestigt • dürfen nicht unmittelbar auf oder unter Drahtgeweben, Streckmetallen und dergleichen verlegt werden • dürfen nicht in Schüttel-, Rütteloder Stampfbeton und Unterlagsboden verlegt werden. Verbindungen von direkt eingemauerten Elektroleitungen dürfen nur in Installationsdosen, z. B. Abzweigdosen, Einlassdosen für Schalter und Steckdosen, aus Isolierstoff vorgenommen werden. Die Recherchen haben ergeben, dass die geforderten Kabel des Typs «NYM» bei zwei angefragten grossen Elektro-Grossisten nicht erhältlich sind. So sind Sie für die Expertise gefordert, um herauszufinden, wie weit die beschriebenen Anforderungen er(dk) füllt sind. ➜
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Elektrotechnik 1/14 | 59
Aus- und Weiterbildung
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Schutzleiterprüfung mit Messwert Das Thema Schutzleiterprüfung wird in der letzten Zeit in unserer Firma sehr oft diskutiert. Einige sind der Meinung, dass zwingend pro Schutzleiter ein Widerstandswert gemessen werden muss und dieser ist dann in das Mess- und Prüfprotokoll einzutragen. Dieser Messwert muss dann zwingend unter 1⍀ sein, damit die Schutzmassnahmen erfüllt sind. Für die Schlusskontrollen verwenden wir ausschliesslich Installationstester, mit diesen werden die Schutzleiter mit der Niederohmmessung geprüft. Die Erstprüfung hingegen wird bei uns durch die ausführenden Mitarbeiter direkt selber erledigt, mindestens ein Teil davon erledigen diese Prüfung mit der Taschenlampe. Was ist nun gemäss Norm richtig? (G. M. per E-Mail) Der Schutzleiter ist der wichtigste Leiter, denn nur wenn dessen Verbindung einwandfrei ist, funktioniert die automatische Abschaltung im Fehlerfall so,
wie es die Norm verlangt. Die automatische Abschaltung im Fehlerfall ist jedoch auch noch von anderen Faktoren abhängig. So kommt es zum Beispiel darauf an, mit welcher Schutzeinrichtung der Fehlerschutz gewährleistet wird. Soll die automatische Abschaltzeit durch eine Überstrom-Schutzeinrichtung gewährleistet werden, ist die Höhe des Kurzschlussstromes massgebend. Diese wiederum steht im direkten Zusammenhang mit dem Schleifenwiderstand. Der Schutzleiterwiderstand des Endstromkreises ist nur ein Teil des massgebenden Schleifenwiderstandes. Deshalb gibt die Norm auch keine Maximalwerte von Schutzleiterwiderständen an. Der Wert eines Schutzleiters hängt im Wesentlichen von der Länge und vom Querschnitt des Leiters ab. Eine elektrotechnisch genaue Widerstandsprüfung eines Schutzleiters würde bedeuten, dass der Widerstand des Leiters berechnet und dann mit der
Messung überprüft wird, ob der berechnete Widerstand eingehalten ist. In Abbildung 3 können sie dies anhand eines Beispiels nachvollziehen. Die Messung des Schutzleiters im Endstromkreis ergibt einen Widerstandswert von 0,1 ⍀. Dieser Wert ist also weit unter einem Ohm. Ist die Installation jedoch so in Ordnung? Sind die Schutzmassnahmen erfüllt? Um die automatische Abschaltzeit im Fehlerfall von 0,4 s einzuhalten, ist bei einem Leitungsschutzschalter von 16 A C ein minimaler Kurzschlussstrom von 160 A notwendig. Wird im angegebenen Beispiel die Leitung vom Transformator bis zum Verbraucher berücksichtigt, so haben wir einen Schleifenwiderstand von 1 ⍀, daraus ergibt sich ein einpoliger Kurzschlussstrom von rund 230 A. Rechnen wir den Sicherheitsfaktor von 0,66 mit ein, so reicht es für eine Auslösung im Fehlerfall von 0,4 s nicht mehr. Die Schutzleiterkontrolle sagt in diesem Beispiel jedoch ganz klar aus, dass dieser in Ordnung ist, weil der berechnete Wert des Leiters mit dem Messwert des Schutzleiters den gleichen Wert aufweist. In der Praxis macht es natürlich keinen Sinn den Widerstand jedes Schutzleiters zu berechnen und dann mit einer Messung zu vergleichen. Oft misst man die Schutzleiter in der Praxis auch nicht von der Unterverteilung, oder anders gesagt von der Speisestelle des Stromkreises aus, sondern bezieht sich auf einen Referenzerdpunkt. Die Schutzleiterprüfung soll Auskunft darüber geben, ob der Schutzleiter in Ordnung ist, vor allem, dass er nicht unter Spannung steht oder unterbrochen ist. Mit dem Widerstandswert kann abgeschätzt werden, ob die Verbindung des Schutzleiters in Ordnung ist. Ein Schutzleiter von 1,5 mm2 Querschnitt hat auf eine Länge von ca. 85 m ein
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Montageanleitung LED-Einbauleuchte. Beispiel Zumtobel: Ohne Hinweis darf diese Leuchte in Holz eingebaut werden, jedoch müssen Abstände eingehalten werden.
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info finden sie auch eine Übersicht der zugelassenen Messeinrichtungen, welche für die Prüfung des Schutzleiters in Anwendung kommen dürfen. Über Jahre hat uns die Taschenlampe für diese so wichtige Prüfung begleitet. Richtig angewandt war und ist sie noch immer ein sicherer Wert. Einen Schönheitsfehler hat sie allerdings, sie ist nicht spannungsfest. Die Schutzleiterkontrolle macht man jedoch am besten, wenn die elektrische Anlage unter Spannung steht. Nur so kann ein unter Spannung stehender Schutzleiter sofort erkannt werden. Bei der Erstprüfung, bei abgeschalteter Anlage, darf die Taschenlampe weiterhin benutzt werden, für die Schlusskontrolle ist sie jedoch nicht mehr zugelassen. Die Technik hat uns jedoch auch neue Möglichkeiten beschert. Einige Hersteller haben reagiert und Schutzleiterprüfgeräte auf den Markt gebracht, welche Spannungsfest (pn) sind, den Messwert anzeigen.
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Einbau von LED- Leuchten in brennbare Gebäudeteile Mit Interesse habe ich Ihren Artikel über den LED-Einbau in Holz in der ET 11/2013 gelesen. Nun gibt es aber auch vermehrt LED-Leuchten von Herstellern, bei denen das Leuchtmittel nicht gewechselt werden kann. Diese Leuchten können den Firmen gemäss keine gefährliche Temperatur annehmen. Meines Erachtens erübrigt sich hier tatsächlich der Einbau einer Flammbox. Wie sehen Sie das? (W. B. per E-Mail)
Die Antwort in der Leserfrage NIN Know-how 94 (ET 11/2013, Seite 58) fokussierte auf die Situation, bei welcher ein Leuchtensockel oder eine Leuchtenfassung vorhanden ist, welche den Einsatz verschiedener Leuchtmittel ermöglicht. Die Leuchtenhersteller sind natürlich sehr daran interessiert, dass keine Schäden durch ihre Produkte entstehen. Deshalb bevorzugen sie sicher Leuchten, bei welchen kein Handlungsspielraum für Benutzer besteht. Für den Elektroinstallateur sind die Montageanweisungen verbindlich. Nach aktueller Regel müssen Leuchten gekennzeichnet werden, welche nicht auf oder in brennbare Gebäudeteile eingebaut werden dürfen. Wenn also auf einer Leuchte, z. B. LED-Leuchte, kein entsprechendes Piktogramm angebracht ist, muss diese z. B. in eine Holzdecke direkt eingebaut werden können. Meistens müssen aber Abstände beachtet werden, damit kein Wärmestau entstehen kann. Zudem könnten die Betriebsgeräte Störungen verursachen, wenn sie zu nahe am Niederspannungskabel angeordnet werden. Es kann nicht genug darauf hingewiesen werden, dass Montageanleitungen und -vorschriften genau beachtet und eingehalten werden müssen (siehe Abb. 4). Das Lesen dieser (dk) Angaben ist gut investierte Zeit.
Aus- und Weiterbildung
Ohm. In der Praxis gibt es immer auch Abweichungen, welche von Übergangswiderständen usw. her kommen. Die Schutzleiterprüfung ist die wichtigste Messung überhaupt, aber in diesem Fall, wenn die automatische Abschaltung mit einer Überstrom-Schutzeinrichtung gewährleistet werden soll, muss zusätzlich der Kurzschlussstrom am Ende der Leitung bekannt sein. In unserem Beispiel in Abbildung 3 ist dies durch eine Berechnung der Fall, was die NIN zur Überprüfung auch zulassen würde. Natürlich wird der Kurzschlussstrom in der Praxis meistens gemessen. Wird nun für die gleiche Installation eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung eingebaut, so hat der Kurzschlussstrom am Ende des Stromkreises für die automatische Abschaltung keine zwingende Rolle mehr. Wird eine FehlerstromSchutzeinrichtung nach Norm geprüft und ist der Schutzleiter kontrolliert, so ist die Installation in Ordnung. Auch bei grösseren Schleifenwiderständen, damit eventuell auch bei grösseren Schutzleiterwiderständen, gewährleistet eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung die Abschaltzeit im Fehlerfall. Der Schutzleiter muss gut sein und die Abschaltzeit muss der Norm entsprechen. Dies kann bei verschiedenen Schutzleiterwiderständen der Fall sein. Im Mess- und Prüfprotokoll reicht deshalb der Vermerk «ok» ohne Angabe des Ohmwertes. Zu diesem Thema gibt es neuerdings das SEV info 2092, darin finden Sie die gleiche Aussage. In diesem SEV
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Kopftraining für Lernende und Fachleute
Brain Food Der Einsatz von Schaltgeräten in der Installation muss korrekt erfolgen. Nur so können diese vielseitigen Betriebsmittel ihre wichtigen Funktionen über einen längeren Zeitraum korrekt erfüllen. Rico De Boni Installationspraxis Die nachfolgenden Fragen gehören zu den folgenden Leistungszielen im Bildungsplan des Elektroinstallateurs EFZ:
• Bildungsplan L3/5.1.3: Die Lernenden setzen elektronische Baugruppen und Geräte entsprechend den technischen Weisungen ein. Aufgabe 1090 Kann jedes Schaltgerät das mit Wech-
Aufgabe 1092
selstrom betrieben wird, auch zum Schalten von Gleichstrom eingesetzt werden? Aufgabe 1091 Was ist bei einem DC-Schaltgerät speziell? Aufgabe 1092 Für welche Verbraucher ist der Dimmer in Bild 1092 einsetzbar? Aufgabe 1093 Siehe Bild 1093: a) Um was für ein Schaltgerät handelt es sich? b) Wo wird es eingesetzt? c) Wie funktioniert es? Aufgabe 1094 Nach welchen Kriterien sind Schaltschütze und Relais auszuwählen? Aufgabe 1095 Das Schaltschütz in Bild 1095 ist für die Schaltung einer Elektroheizung eingesetzt. Für welchen maximalen Strom ist es geeignet? Aufgabe 1096 Im Beschrieb wird ein «Sicherheitsschalter» verlangt. a) welche Aufgabe hat er? b) welche Grundanforderungen muss er erfüllen?
• Bildungsplan L3/3.2.1: Die Lernenden setzen elektrotechnische Komponenten auftragsbezogen ein und bestimmen Grössen.
Aufgabe 1093
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Aufgabe 1095
Aufgabe 1098 Bei Schaltgeräten findet man in der Bezeichnung die Angabe «REG». Was bedeutet dies?
Aufgabe 1102
b) Druck c) Luftfeuchtigkeit
Aus- und Weiterbildung
Aufgabe 1097 Für die Zeitrelaisfunktionen a) anzugverzögert b) abfallverzögert sind die Schaltdiagramme zu zeichnen.
Aufgabe 1102 Welche Aufgaben haben die im Eisenkern des Schaltschützes eingelassenen Kupferringe? (Siehe Bild 1102) Aufgabe 1103 Welche Schaltelemente werden mit den Symbolen in Bild 1103 dargestellt?
Aufgabe 1103
Aufgabe 1099 In der UV im Wohnbereich ist ein Schrittschalter eingebaut. Das Ein- und Ausschalten tönt laut und stört. Was schafft Abhilfe? Aufgabe 1100 Auf dem Schaltgerät ist die Spannungsangabe «UC 8-230» angegeben. Was bedeutet dies? Aufgabe 1101 Welche Schaltgeräte werden eingesetzt, um die folgenden Medien zu schalten? a) Wärme/Kälte
Elektroplanung
Aufgabe 1107 Was ist eine Apparatesteckvorrichtung?
Aufgabe 1104 Für welche Frequenzen gilt die NIN? Aufgabe 1105 Welche Spannung ist zwischen zwei Polleitern vorhanden? Aufgabe 1106 Ist der Anschluss eines Baukranes eine provisorische oder eine temporäre Anlage?
Aufgabe 1108 Erklären Sie IP 35.
Antworten zu den Aufgaben 1090 bis 1108 werden ab ca. 25.2.2014 im Dossier Brain Food auf www.elektrotechnik.ch veröffentlicht. Die Antworten zu den Aufgaben 1069 bis 1089 finden Sie jetzt im Dossier Brain Food auf www.elektrotechnik.ch.
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Auslegung von Leitungen
Leitungen Teil 2 Für die Querschnitt-Dimensionierung von Leitungen spielt nicht nur der Strom im Kabel eine Rolle, sondern die Verlegungsart, Häufung der Kabel in einem Kanal oder Rohr und die Gleichzeitigkeit der auftretenden Ströme in den einzelnen Kabeln. Peter Bryner, Daniel Hofmann und Josef Schmucki *
tisch zur Leistung, d. h. eine Strombelastung von 30 Prozent ergibt eine Heizleistung im Leiter von ca. 10 Prozent. Darum sind jene Leitungen, welche mit weniger als 30 Prozent belastet werden, für die Häufung nicht zu be-
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Die sechs Schritte zur Leitungsdimensionierung (Bild 5) 1. Bestimmung des Betriebsstroms 2. Bestimmung des Nennstroms 3. Bestimmung des Leiterquerschnittes 4. Personenschutz 5. Leitungsschutz 6. Spannungsfall
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Sechs Schritte zur Leitungsdimensionierung
Verlegungsarten Es werden über 40 Verlegungsarten unterschieden. Jede Verlegungsart wird einer der Referenzverlegungsarten A1F zugeordnet (Bild 6):
Referenz-Verlegearten nach NIN.
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Häufung Werden in einem Rohr oder Kanal, auf einer Gitterkabelbahn usw. mehrere Leitungen verlegt, erwärmen sie sich im Betrieb gegenseitig. Zudem ist in einem Kabelbund die Wärmeabgabe stark behindert. Daraus folgt, dass die einzelnen Leiter weniger belastet oder grösser dimensioniert werden müssen, damit es zu keinen thermischen Schäden kommt. Bei einer «ungünstigen» Verlegungsart (z. B. B2) und einer grossen Häufung (z. B. 20 Leitungen) beträgt der Reduktionsfaktor 0,38. Dies erfordert einen 2,63-fach grösseren Leiterquerschnitt als bei einer «günstigen» Verlegungsart. Die Heizleistung im Kabel entspricht I2 × R. Der Strom verhält sich quadra-
rücksichtigen (NIN 5.2.3.1.1.8.4). Als typische Beispiele gelten Steuer- oder Schalterleitungen. Gleichzeitigkeit Der Gleichzeitigkeitsfaktor berücksichtigt die Tatsache, dass nie alle Geräte einer elektrischen Anlage gleichzeitig und mit voller Leistung eingeschaltet sind. Es gilt nämlich als unwahrscheinlich, dass z. B. in einem Haushalt der Wassererwärmer, die Waschmaschine, der Wäschetrockner, der Geschirrspüler, der Backofen, alle Kochplatten etc. gleichzeitig in Betrieb sind. Was für den Einzelhaushalt gilt, gilt auch für die Industrie oder das Gewerbe. Bei der Planung einer Elektroanlage gilt es somit zu berücksichtigen, welche Anlagen und Betriebsmittel üblicherweise gleichzeitig eingeschaltet sind. Auch der organisatorische Betriebsablauf sowie Tages- und Jahreszeiten sollten in die Gesamtüberlegungen mit einbezogen werden. Letztlich muss die
gesamtinstallierte bzw. bereitgestellte Leistung den ungünstigsten Fall, d. h. den höchsten gleichzeitig auftretenden Energiebedarf, abdecken können. Kombinierter Umrechnungsfaktor kGH In der NIN 2000 wurde erstmals der sogenannte «kombinierte Umrechnungsfaktor kGH» aus Häufung und Gleichzeitigkeitsfaktor (EN 60439-1) eingeführt. Diese Bestimmung basiert auf der IEC 60364-5-52 Electrical installations of buildings. Erwärmung, d. h. thermische Auswirkung, sind durch Häufung und Gleichzeitigkeit
Informationstagung
dieser Tabelle gibt es Bemerkungen in B+E NIN 2010: Die Leiterquerschnitte gelten für Überstromunterbrecher, die bei einem Überstrom von 1,45 × Nennauslösestromstärke mit Sicherheit nach längstens einer Stunde abschalten (LS-Charakteristiken B, C, D). Die Leiterquerschnitte gelten nur für jene Fälle, wo die Anwendung eines Gleichzeitigkeitsfaktors kG zulässig ist (NIN 5.2.3.1.1.15 § 3). Unter Berücksichtigung, dass die Zuleitung zum Motor AP auf Backstein montiert ist, ergibt sich die Verlegungsart B2. ■
7
Tagung für Betriebselektriker Tagungsziel _ Aufgaben und Pflichten eines Betriebselektrikers _ Vermittlung über den neusten Stand der Technik _ Sicherstellen des Wissenstransfers _ Praxisbeispiele für den Arbeitsalltag
Zielgruppe _ _ _ _
Umrechnungsfaktoren
Betriebselektriker Betriebsleiter Kontrollorgane Elektrofachleute
Termine _ _ _ _ _ _
04.03.14 in Zürich 05.03.14 in Zürich 26.03.14 in Zürich 27.03.14 in Zürich 11.03.14 in Bern 19.03.14 in Basel
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Tabelle 1
gegeben. Der kombinierte Umrechnungsfaktor kGH ist das Ergebnis einer geglätteten Kurve, die aus Häufung und Gleichzeitigkeit abgeleitet wird (Bild 7). Nennauslösestromstärke und Referenzverlegungsart zeigt die Tabelle 1. Zu
* Seit der Einführung der NIN ist das Ermitteln der Strombelastbarkeit von Leitungen ein «Dauerthema». In fünf Beiträgen bringen die drei Autoren Peter Bryner, Daniel Hofmann und Josef Schmucki Licht in das Dunkel der Leitungsdimensionierung. Die drei Autoren arbeiten bei Electrosuisse im Bereich Netze und Installationen.
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Wirkung dynamischer Beleuchtung auf den Menschen
Die Auswirkungen biologisch wirksamer Beleuchtung sind derzeit insbesondere für Büroarbeitsplätze interessant und werden in diesem Bereich zunehmend eingesetzt. Die sogenannte Tageslichtarchitektur setzt auf die möglichst intensive Nutzung des natürlichen Tageslichts, dem bei Bedarf Kunstlicht hinzugeschaltet wird. In Räumen oder Gebäuden mit wenig Tageslichteinfall kann
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hingegen der natürliche Tageslichtverlauf durch moderne Leuchtmittel und Lichtmanagementsysteme simuliert und damit der gleiche biologische Effekt erzielt werden: Am Morgen dient ein zusätzlicher Blauanteil der Anregung, hellblaues, konzentrationsförderndes Licht leuchtet am Nachmittag und eine sanftere Beleuchtung in Gelb- und Orangetönen begleitet in den Feierabend. Studien
belegen, dass Mitarbeiter besser schlafen und am Tag leistungsfähiger sind, häufig geht auch eine Steigerung des allgemeinen Wohlbefindens mit einher, was sich selbstverständlich auch auf die Arbeit und die Motivation auswirkt. Eingesetzt werden sogenannte biologisch wirksame Beleuchtungslösungen natürlich auch im Gesundheits- und Bildungsbereich. Eine Studie an einer Schule zeigte, dass Schüler durch dynamisches Licht im Klassenzimmer konzentrierter arbeiteten oder beruhigt werden konnten. «Licht und Gesundheit» gehört zu den Top-Themen der kommenden Light + Building vom 30. März bis 4. April 2014 in Frankfurt am Main. Auf der Leitmesse für Licht- und Gebäudetechnik zeigen die internationalen Hersteller neben Leuchten und innovativer neuer Lichttechnologie auf Basis von LED oder OLED Systeme zur intelligenten Lichtsteuerung, die eine dynamische, auf die Bedürfnisse des Menschen zugeschnittene Beleuchtung erst ermöglichen. www.light-building.com
Schweizer Planertag • 25. 2. 2014, Kongresshaus Zürich www.haustech-planertag.ch Innovationsforum Energie • 27./28. 3. 2014, Zürich www.innovationsforum-energie.ch Light + Building • 30. 3.–4. 4. 2014, Messe Frankfurt light-building.messefrankfurt.com Gebäude.Energie.Technik • 11.–13. 4. 2014, Messe Freiburg www.getec-freiburg.de Electro-Tec 2014 • 14./15. 5. 2014, Bern Expo www.electro-tec.ch Powertage 2014 • 3.–5. 6. 2014, Messe Zürich www.powertage.ch Kongress des Schweizer Forum Elektromobilität • 24./25. 6. 2014 Verkehrshaus Luzern www.forum-elektromobilitaet.ch
Sindex 2014 • 2.–4. 9. 2014, BernExpo www.sindex.ch Security Essen • 23.–26. 9. 2014 Essen www.security-essen.de TeleNetfair • 21.–23. 10. 2014, Messe Luzern www.telenetfair.ch Distrelec • 11. 3. Klebeschulung • 12. 3. Antriebssysteme mit DC-Motoren kleiner Leistung • 19. 3. Automation mit LOGO, Grundkurs • 20. 3. LOGO Advanced Workshop • 21. 3. SPS SIMATIC STEP 7 basic V12 TIA Portal, Grundkurs • 26. 3. Pneumatik, Grundlagen www.distrelec.ch(Info Center, Seminare), info@distrelec.com Energie-cluster • 7. 2. 2014 Tageskurs «Auf dem Weg zum PlusenergieGebäude» www.energie-cluster.ch
Feller AG, Horgen • 20. 3., 9. 5., 2. 7., 17. 9., 22.10., 18. 11. KNX Einsteiger • 25. 3., 28. 4., 3. 7., 23. 9., 24. 10., 4. 12. KNX Planen • 19. 5., 21. 8., 27. 10. KNX Grundkurs (5 Tage) • 23. 6., 8. 9., 20. 11. KNX Aufbaukurs (5 Tage) • 10. 3., 16. 6., 22. 9., 10. 11. Visualisierung Facility-Server/ Homeserver • 28. 2., 4. 4., 18. 6., 1. 9., 26. 9., 31.10., 20.11. Schaltsystem Zeptrion • 25. 2., 8. 5., 24. 9., 26. 11. Bewegungs/Präsenzmelder Pirios • 14. 2., 25. 6., 5. 11., 5. 12. Multimedia ausbildung.feller.ch Gebäude Netzwerk Initiative GNI 27. 3., 27. 6., 24. 9., 17. 10., 30. 10. Einführung in das Minergiemodul Raumkomfort (8.30–16.30 Uhr, diverse Standorte) www.g-n-i.ch/ausbildung Otto Fischer AG • 4./5. 2., 11./12. 3.DigitalStrom basic • 3. 4. E-Mobility • 24. 4. Gebäudeautomation
Die Distrelec Gruppe ist einer der führenden Hightech Service Distributoren in Europa für Elektronik, Automation, Messtechnik, IT sowie Computerzubehör und beliefert die B2B- und B2C-Kundensegmente in über 20 Ländern Europas innerhalb von 24 Stunden. Für kompetente Kundenbetreuung und technische Beratung sorgen europaweit über 800 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Die Distrelec wurde 1973 in der Schweiz gegründet und ist im Besitz der Dätwyler Holding AG, wo sie heute in den Konzernbereich «Technical Components» eingegliedert ist. An unserem Hauptsitz in Nänikon suchen wir eine führungserfahrene Persönlichkeit als
CATEGORY MANAGER (Elektrotechnik) (m/w 100%) Im Idealfall haben Sie eine Grundausbildung als Elektriker oder Elektro-Technikeer absolviert. Weiterbildung im kaufmännischen Bereich oder entsprechende Praxis, sowie bereits Erfahrung im Category-/Produkt-Management runden Ihr Profil ab. Ihr Englisch ist verhandlungssicher und Sie fühlen sich ein einem internationalen Umfeld wohl. Ihre Hauptaufgaben: • Strategische Führung und Ausbau unseres Sortiments im Bereich «Elektrotechnik» • Vergleichen von Mitbewerbern und Planung der Marketingaktivitäten • Ergebnisverantwortung für Umsatz, Marge und Wachstum • Enge Zusammenarbeit mit strategischem Einkauf sowie mit Verkauf und Marketing Sie bringen zudem mit: • Sicherer Umgang mit dem MS-Office Paket wird vorausgesetzt • Marktkenntnisse (Europa) im Bereich Elektronik/Elektrotechnik von Vorteil • Ausgeprägte Koordinationsfähigkeit, positives und kompetentes Auftreten, erste Führungserfahrungen Wir bieten Ihnen: Auf Sie wartet eine spannende Herausforderung in einem wachsenden Unternehmen an hervorragender Verkehrslage. Unsere fortschrittlichen Anstellungsbedingungen, allem voran unsere Leistungen im Sozialversicherungsbereich, aber auch die Mitarbeitervergünstigungen sind allseits geschätzte Pluspunkte. Haben wir Ihr interesse geweckt? – Dann möchten wir Sie kennenlernen. Gerne erwarten wir Ihre vollständigen Unterlagen (mit CV, Zeugnissen und Foto), vorzugsweise per E-Mail an: jobs@distrelec.com Wir freuen uns auf Sie! Kontakt: Distrelec, Zweigniederlassung der Dätwyler Schweiz AG, Mariangela Saluz, HR Business Partner, Grabenstrasse 6, Postfach, 8606 Nänikon, Telefon 044 944 95 06 Wichtig: Bitte senden Sie uns keine Originale. Zugestellte Unterlagen werden nicht zurückgesandt und später datenschutzkonform vernichtet. Vielen Dank für Ihr Verständnis.
Veranstaltungen
Veranstaltungen und Weiterbildung
Veranstaltungen
• 12. 6. Solar www.ottofischer.ch/events René Koch AG 7. 2., 3. 4., 28. 5., 20. 6., 18. 9., 27. 11. Moderne Türkommunikation TC: Bus www.kochag.ch STFW Winterthur • 31. 3. 2014–31. 3. 2015 Projektleiter Sicherheitssysteme Feuer • 31. 3. 2014–31. 3. 2015 Projektleiter Sicherheitssysteme Sicherheit • 4., 18., 25. 3. Sicherheitssysteme RWA • 5. 5. 2014–16. 1. 2015 Elektro-Projektleiter/-in (Vollzeit) • 28. 2.–13. 12. Elektro-Projektleiter/-in (berufsbegleitend) • 17. 3.–28. 11. Elektroinstallateur/-in (Vollzeit) • 16. 6. 2014–13. 2. 2015 Elektro-Sicherheitsberater/-in (Vollzeit) • 3. 2.–29. 11., 13. 10. 2014–2. 6. 2015 Elektro-Sicherheitsberater/-in (berufsbegleitend) • 18. 10. 2014–8. 10. 2017 Dipl. Techniker HF, Kommunikationstechnik (Infoveranstaltung 20. 5. 2014) • 15. 10. 2014–8. 10. 2017 Dipl. Techniker HF, Elektrotechnik (Infoveranstaltung 20. 5. 2014) • 7. 5.–10. 12. Vorbereitungskurs zur Praxisprüfung Art. 8 NIV • 16. 6.–28. 11., 10. 11. 2014–17. 4. 2015 Telematik-Spezialist VSEI/STFW • 13. 3., 5. 6., 21. 8., 6. 11. Praxisorientierter Messkurs für NIV-Anwender • 10. 4., 28. 8. Niederspannungsinstallationsnormen NIN • 19. 3.–3. 4., 7. 5.–22. 5., 18. 6.–3. 7., 10. 9.–25. 9., 22. 10. Anschlussbewilligung nach Art 15 NIV • 5. 3., 1. 10. TV-Kabelnetzanlagen • 22. 8. 2014–30. 5. 2015 Projektleiter Gebäudetechnik (Infoveranstaltung 15. 4.) • 2. 5. 2014–29. 5. 2015 Gebäudeautomatiker HGA • 24. 4. Elektrische Schaltungen und Steuerungen • 18. 6., 12. 11., 6. 11. Elektro- und Prinzipschema lesen • 6.–8. 5., 28.–30. 10. Regeltechnik Grundlagen • 24./25. 6., 16. 9./17.9. Regeltechnik Workshop • 13./14. 5., 26./27. 8. Systematik der Störungsbehebung www.stfw.ch/kursangebote Schweizer Lichtgesellschaft SLG Lichtplaner SLG 1: • Modul 2: 7./8. 2., Modul 3: 28. 2./1. 3., Prüfung 28. 3. 2014 • Modul 1: 3./4. 10., Modul 2: 17./18. 10., Modul 3: 31. 10./ 1. 11., Prüfung 28. 11. 2014 Lichtplaner SLG 2: • Modul 1: 25./26. 4., Modul 2: 9./10. 5., Modul 3: 23./24. 5., Prüfung 20. 6. 2014 • 29./30. 5. 2014 Spezialkurs Relux www.slg.ch
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Projektleiter/in Technische Anlagen (60-100%) Ihre Aufgaben. – Führen von Projekten sämtlicher Elektroanlagen 50 Hz sowie die der Heizungs-, Lüftungs-, Klima-, Kälte- und Sanitäranlagen der SBB-Infrastruktur – Erarbeitung und Umsetzung von Bestlösungen und Verantworten der Qualität, Wirtschaftlichkeit und Termine – Projekte innerhalb des Fachbereichs Technische Anlagen bearbeiten Sie selbständig von der Planung bis zur Umsetzung – Vertretung des Fachbereichs Technische Anlagen bei multidisziplinären Projekten Sie bringen mit. – Ausbildung als Elektroingenieur/in FH, Dipl. Elektroinstalllateur/in oder eine gleichwertige Ausbildung – Erfahrung in der Planung und Ausführung von komplexen Projekten – Team- und Kundenorientierung, eigenverantwortliches Handeln, Initiative und Durchsetzungsvermögen – Als Generalist/in meistern Sie, zusammen mit einem eingespielten Team, die vielfältigen und anspruchsvollen Aufträge unserer Kunden und Partner Weitere Informationen finden Sie unter www.sbb.ch/jobs mit der Referenznummer 18631.
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Unsere Inserenten Arnold Engineering
ISSN 1015-3926 65. Jahrgang 2014
und Beratung Arocom AG
Druckauflage: 7000 Exemplare Verbreitete Auflage: 5153 Ex., davon verkauft: 3803 Ex., davon Gratis-Auflage: 1350 Ex. (WEMF 2013) Kontakt Alle Mitarbeiter erreichen Sie unter vorname.name@azmedien.ch Herausgeberin AZ Fachverlage AG Neumattstrasse 1 5001 Aarau Tel. +41 (0)58 200 56 50 Fax +41 (0)58 200 56 51 Geschäftsführer Axel Wüstmann a. i. Leiterin Zeitschriften Ratna Irzan Redaktion Elektrotechnik, Neumattstrasse 1, Postfach, CH-5001 Aarau redaktion@elektrotechnik.ch Chefredaktor Hansörg Wigger, Tel. +41 (0)58 200 56 34 Redaktor Raymond Kleger, Tel. +41 (0)52 765 22 53 Ständige redaktionelle Mitarbeiter: Rico De Boni, David Keller, Pius Nauer, Hans R. Ris, Marcel Schöb, Erich Schwaninger, Rüdiger Sellin COPYRIGHT Mit der Annahme von Manuskripten durch die Redaktion und der Autor-Honorierung durch den Verlag erwirbt der Verlag das Copyright und insbesondere alle Rechte zur übersetzung und Veröffentlichung der entsprechenden Beiträge in anderen verlagseigenen Zeitschriften sowie zur Herausgabe von Sonderdrucken. Für unverlangt eingesandte Text- und Bildunterlagen übernimmt die Redaktion keine Gewähr. Produkte und Highlights sind kostenpflichtig. Nachdruck, auch auszugsweise, nicht gestattet. Leitung Werbemarkt Jürg Rykart, Tel. +41 (0)58 200 56 04 Anzeigenleitung André Fluri, Tel. +41 (0)58 200 56 27 Sachbearbeitung Verena Müller, Tel +41 (0) 58 200 56 42 Leitung Lesemarkt/Online Valentin Kälin Abo-Angebote und -Bestellung: www.fachtitel.ch, abo@elektrotechnik.ch, Tel. +41 (0)58 200 55 68 Preise Jahresabo Fr. 129.–, 2-Jahres-Abo Fr. 228.– (inkl. 2,5% MwSt.) Layout/Produktion Toni Zürcher, AZ Fachverlage AG, 5001 Aarau Ein Produkt der Verleger: Peter Wanner CEO: Axel Wüstmann www.azmedien.ch Namhafte Beteiligungen nach Art. 322 Abs. 2 StGB: AZ Anzeiger AG, AZ Fachverlage AG, AZ Management Services AG, AZ Regionalfernsehen AG, AZ TV Productions AG, AZ Verlagsservice AG, AZ Vertriebs AG, AZ Zeitungen AG, Belcom AG, Dietschi AG, Media Factory AG, Mittelland Zeitungsdruck AG, Vogt-Schild Druck AG, Vogt-Schild Vertriebs GmbH, Weiss Medien AG
Monatsausgabe ET 2 25.2.2014
Anzeigenschluss 3. 2. 2014
Redaktionsschluss 23. 1. 2014
ET 3 25.3.2014
Anzeigenschluss 3. 3. 2014
Redaktionsschluss 20. 2. 2014
Brelag Systems GmbH Bugnard SA CeCoNet AG Demelectric AG easyFairs Switzerland GmbH EEV Elbro AG Electrosuisse Elektro-Material AG Elko-Systeme AG EMU Electronic AG Esylux Swiss AG Feller AG Fischer Otto AG Flextron AG FLIR Systems GmbH Germany GMC-Instruments Schweiz AG Hochschule Luzern HS Technics AG IBZ Innoxel System AG Köhler + Partner GmbH Lanz Oensingen AG
M. Züblin AG 31 3 US 2 56, 57 53 11 54 9, 25 44 65 7, 67 9 33 4 67 US 3 61 17
35, 68
Mesago Messe Frankfurt GmbH
21
Osram AG 43 Phoenix Contact AG 19 Proflight AG 45 Recom Electronic AG US 4, 23 Reichelt Elektronik GmbH & Co. KG 27 STF 59 Swissolar 39 tf solutions gmbh 49 Theben HTS AG 2 Transmetra GmbH 22 Ulrich Matter AG 52, 67
Stellenmarkt
70
Titelseite Esylux Swiss AG
51 36 46 58 37 13 33
Im Text erwähnte Firmen ABB Schweiz AG 5, 14, 38 AEW Energie AG 48 Amstein + Walthert AG 4 asut 48 Axpo Holding AG 48 BauHolzEnergie AG 10 Berner Fachhochschule 10 BKW Energie AG 48 Bundesamt Energie 4, 8, 14, 48 easyFairs Switzerland 68 EBL (Elektra Baselland) 38 Ecole Polytechnique fédérale de Lausanne EPFL 5 Elbro AG 41 Electrosuisse 6, 64 EMPA 10 ESTI 30 ETH Zürich 5, 10, 14 Flir AG 16 Fluke (Switzerland) GmbH 16 Geschäftsstelle Minergie 14 Hefti, Hess, Martignoni 4 Herzog Kull Group 4
IBG B. Graf AG 4 IBM Schweiz AG 48 Kraftwerke Oberhasli AG 14 Messe Frankfurt 68 Otto Fischer AG 6 R&M Schweiz AG 47 Rotronic AG 8, 66 Scherler AG 4 SBB 48 Siemens AG 9 Siemens Schweiz AG 48 Solvatec AG 38 Sputnik Engineering AG 38 Supercomputing Systems AG10 Suva 5 Swisscom (Schweiz) AG 48 VSE 5, 28 W. Schmid AG 41 Robert Weiss 47 Woertz AG 32
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Impressum
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Vorschau
Themenvorschau Schaltschrank-Entwärmung Zu hohe Umgebungstemperaturen bei Elektronik-Komponenten reduzieren deren Lebenserwartung drastisch. Bleibt man 10 °C unterhalb der maximal spezifizierten Temperatur, verdoppelt sich die Lebenserwartung. Der Beitrag zeigt, wie sich die Temperatur in einem Schaltoder Netzwerkschrank auf einfache Weise berechnen lässt und wie das richtige Entwärmungsgerät ausgewählt und dimensioniert wird (Bild 1).
len, wird es sich bald lohnen, überschüssige Energie aus den Photovoltaik-Anlagen lokal zu speichern. Die Batterien würden
das Stromnetz stabilisieren und gleichzeitig das Potenzial von Solarenergie im Strommix erhöhen.
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Strom auf Baustelle: Billig wird teuer Bau- und Montagestellen weisen ein besonders hohes Unfallrisiko auf. Neben allen anderen Sicherheitsmassnahmen kommt dem Schutz gegen einen elektrischen Schlag eine wichtige Bedeutung zu. Das ist bei der Installation der Stromversorgung und bei der Anwendung der Betriebsmittel zu berücksichtigen (Bild 2). Telehousing – eine interdisziplinäre Gesamtlösung Der Kostendruck sowie die Sicherheitsanforderungen beim Betrieb von Kommunikations- und IT-Einrichtungen steigen ständig. Dies betrifft insbesondere auch den Betrieb von Rechenzentren mit hohen Ansprüchen an die Stromversorgung, Lüftung, Datenleitungen und die Zutrittssicherheit. Hier sind interdisziplinäre Lösungen gefordert, die eine kostengerechte und umweltfreundliche Entsprechung im Telehousing eines ServiceProviders finden können (Bild 3).
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Batterien speichern Sonnenenergie Sollten die Preise der Batterien ebenso rasch fallen wie diejenigen der Solarzel-
... und viele weitere aktuelle Artikel zu Themen rund um die Elektrotechnik, Gebäudetechnik, Automation und Telematik
Eidg. dipl. Elektroinstallateur stellt seine
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